Científicos de la Universidad de Manchester, en colaboración con colegas de la Universidad de Stanford en Estados Unidos, han descubierto cómo el preciado atún rojo mantiene su corazón bombeando durante cambios de temperatura que detendrían a un corazón humano.
Científicos de la Universidad de Manchester, en colaboración con colegas de la Universidad de Stanford en Estados Unidos, han descubierto cómo el preciado atún rojo mantiene su corazón bombeando durante cambios de temperatura que detendrían a un corazón humano.
Esta investigación ayuda a responder preguntas importantes sobre cómo los animales reaccionan a los cambios bruscos de temperatura, conocimiento que se está volviendo más importante debido al calentamiento global.
El atún rojo del Pacífico es el principal depredador conocido por sus épicas migraciones a través del océano Pacífico. También es único entre los peces óseos, ya que tiene un cuerpo caliente (endotérmico) y es capaz de elevar su temperatura corporal hasta 20 °C por encima de la del agua circundante. También puede nadar a profundidades mayores a los 1000 metros en aguas mucho más frías que afectan la temperatura de su corazón.
“Cuando los atunes bucean hasta profundidades frías, su temperatura corporal se mantiene caliente, pero la temperatura de su corazón puede bajar unos 15 °C en cuestión de minutos”, explica la Dra. Holly Shiels, de la Facultad de Ciencias de la Vida de la Universidad de Manchester.
“El corazón está frío debido a que recibe sangre directamente de las branquias, la cual refleja la temperatura del agua. Sin duda, esto impone estrés sobre el corazón, pero sigue latiendo, a pesar del cambio de temperatura. En la mayoría de los otros animales el corazón dejaría de hacerlo”, destaca la investigadora.
El desajuste entre la demanda de oxígeno de los músculos natatorios calientes de los atunes y el sistema cardíaco que opera a la temperatura del agua es un rompecabezas que el equipo estuvo tratando resolver durante mucho tiempo.
“Los atunes se sitúan en un lugar único en la evolución de los peces óseos”, destaca la profesora Barbara Block, de Stanford. “Sus cuerpos son casi como el nuestro –endotérmicos–, pero su corazón funciona como el de todos los peces a temperatura ambiente. La manera en que el corazón sigue bombeando cuando los peces se mueven en agua más fría es la clave de su extensa distribución global.”
Para estudiar el problema, el equipo, en el que participó la Dra. Gina Galli de la Facultad de Medicina y Ciencias Humanas de Manchester, trabajó en el Centro de Investigación y Conservación del Atún de la Universidad de Stanford, uno de los pocos lugares en el planeta con atunes vivos para la investigación.
El equipo de la profesora Block utilizó etiquetas electrónicas para monitorear el atún rojo en su entorno natural.
“Estos peces nacen en aguas de Japón y nadan a través del océano en su primer año de vida, hasta California. Aquí etiquetamos a los atunes y seguimos sus migraciones durante años. Los datos revelan que el atún tiene un amplio rango de tolerancia térmica, y los equipos de Manchester y de la Universidad de Stanford han trabajado juntos durante casi dos décadas para revelar cómo el corazón de este pez único está especializado para afrontar estos cambios de temperatura”, señala la investigadora.
Al realizar el seguimiento del atún rojo en la naturaleza mediante el uso de etiquetas de archivo, los investigadores pudieron medir tres cosas: la profundidad a que nadaron los peces, su temperatura corporal interna y la temperatura ambiente del agua. Luego utilizaron los datos obtenidos en el entorno natural para establecer las condiciones experimentales en el laboratorio con las células del corazón del atún, para ver cómo latían. Los resultados fueron publicados en la revista Proceedings of the Royal Society B.
La Dra. Shiels explica sus hallazgos: “Descubrimos que los cambios en los latidos del corazón debido a la temperatura, junto con la estimulación de la adrenalina al bucear, ajustan la actividad eléctrica de las células cardíacas para mantener el ciclo constante del calcio necesario para seguir bombeando. Si nosotros pasáramos por este cambio de temperatura, nuestro ciclo de calcio se interrumpiría, nuestro corazón dejaría de latir y moriríamos”.
La profesora Block dice que este descubrimiento puede explicar algunos comportamientos extraños que habían monitoreado en el atún etiquetado: “Grabamos a los peces mientras nadaban hacia las profundidades más frías para resurgir rápidamente en las aguas cálidas de la superficie, el llamado buceo ‘rebote’. A partir del trabajo en el mar y en el laboratorio, ahora sabemos que los corazones de los peces se desaceleran cuando se enfrían y se aceleran cuando resurgen. Nuestros hallazgos sugieren que la adrenalina, activada por el estrés del buceo, desempeña un papel clave para mantener la capacidad del corazón para suministrar oxígeno al cuerpo”.
El siguiente paso para el equipo será estudiar otras especies de peces para ver si este método de mantener el bombeo del corazón a bajas temperaturas es único en el atún rojo.
“También estamos explorando el corazón del atún rojo a las temperaturas más altas posibles, ya que ahí pueden estar sus limitaciones. Hasta la fecha, los estudios han llevado el corazón del atún rojo a 28 °C”, agrega la investigadora.
La Dra. Shiels concluye: “Esta investigación trató de comprender cómo los animales se desempeñan frente a cambios ambientales dramáticos. Esto nos da una idea clara de cómo una especie mantiene su función cardíaca con diferentes temperaturas, algo que tendremos que profundizar dados los cambios en la temperatura de la tierra”. (Fis.com)
11/02/15