Los viajes espaciales son un desafío para el cuerpo humano. Hay pacientes cuyas enfermedades aceleran la cuenta atrás de su reloj vital. Si hubiera una manera de parar todo y ganar tiempo, se abriría la posibilidad de «esperar» una nueva opción o evitar sobrecargar el cuerpo. Ahora, un grupo de científicos de la Universidad de Washington ha logrado precisamente eso. Inducir un estado muy parecido a la hibernación.. Prueba de concepto que pudieron vencer con éxito en ratas y ratones.
Por eso dirigieron el ultrasonido a un un área específica del cerebro Y logró hacer una estadollamado comaque implica una ralentización del metabolismo y de la temperatura corporal para ahorrar energía. Según los autores que publican los resultados en la revista metabolismo de la naturalezaSi se aplicara a humanos, podría usarse en viajes espaciales o en medicina, para aumentar las posibilidades de supervivencia en situaciones que amenazan la vida, como ataques cardíacos o accidentes cerebrovasculares.
Alcanzar el estado de inactividad que existe en la naturaleza clasificar Como el Colibríes y murciélagos Los osos hibernan o cagan diariamente o estacionalmente gusanosSe logra alterando el sistema nervioso central, que es el órgano dominante. el Ultrasonido Se puede acceder a ellos de forma no invasiva en el cráneo para apuntar al cerebro, y si se dirigen a las neuronas, se ha demostrado que activan las neuronas en los animales.
¿Cómo se induce la hibernación en ratones?
El equipo liderado por Hong Chen y Yaoheng Yang, del Departamento de Neurotecnología de la Universidad de Washington, inventó el dispositivo emisor ultrasónico El cual se coloca sobre la cabeza de la rata con libre movimiento. El mecanismo apunta pulsos ultrasónicos de 10 segundos a la región preoperatoria del hipotálamo, un área del cerebro conocida por regular la hibernación.
Esto resulta en una caída inmediata en la temperatura corporal de varios grados (un promedio de 3 a 3.5°C), junto con una Disminución del ritmo cardíaco y CReducir el consumo de oxígeno tanto en ratones machos como hembras. Dos horas más tarde, los animales se habían recuperado por completo.
Una vez superada esta prueba, propusieron prorrogar la temporalidad de Hibernar durante 24 horas. Para ello, los autores combinaron un emisor de ultrasonidos con un sistema automatizado que emite un pulso repetitivo de ultrasonidos tan pronto como la temperatura de sus cuerpos comenzó a aumentar, y pudieron mantener a los animales en este estado de hibernación durante un día entero, sin encontrar cualquier signo de que se enfermen. Sueño – dolor o molestia.
En el artículo, los autores también muestran que la técnica funcionó en 12 ratones, un animal que normalmente no hiberna, a pesar de tener una caída de la temperatura corporal de solo 1 a 2 grados centígrados. Esto es lo que sugieren procesos fisiológicos que regulan la respuesta metabólica pueden estar presentes en mamíferos que no hibernan.
Trabajar en un mecanismo para llegar a ese estado de inactividad protegido Puede parecer un pequeño paso para este grupo de investigación, pero es prometedor Un gran paso para la humanidad. Explotación de estados de hibernación en medicina y posiblemente en viajes al espacio profundo.
Con una serie de publicaciones recientes, la comunidad científica ha presentado Pasos importantes hacia la comprensión del papel del cerebro en la inducción del letargo. En particular, el estudio pionero de Yang y Chen A variedad de tecnologías Para descubrir misterios moleculares y allanar el camino para la inducción de hibernación no invasiva.
Por lo tanto, aunque todavía se requiere Se necesita más investigación para ver si el enfoque funcionará de manera segura en humanos.El equipo de Chen argumenta que una técnica reversible no invasiva para ralentizar el metabolismo y reducir la temperatura corporal podría tener aplicaciones futuras.
Un paso que funciona para intentos anteriores.
Hasta ahora, la inducción segura y no invasiva de la hibernación se ha limitado a la ciencia ficción en películas y novelas. A pesar de varias décadas de investigación, aún no se ha materializado. El concepto original sugería que Hibernación Él esRegulado por sustancias sanguíneas endógenas Los científicos en el trabajo notaron que se habían realizado grandes esfuerzos para buscarlos.
Posteriormente, se concluyó que estado de hibernación se controla desde sistema nervioso central (SNC)La inyección intracraneal directa de moléculas dirigidas a las vías del sistema nervioso central induce un estado hipotérmico profundo que se asemeja a la hibernación natural. Y eran una serie de Los últimos estudios innovadores quienes identificaron varios grupos de neuronas en la región preoperatoria del hipotálamo que regulan la hibernación y la hibernación en roedores.
La ingeniería genética de estas poblaciones neuronales para la manipulación optogenética y bioquímica ha dado como resultado características fisiológicas y de comportamiento de hibernación e hibernación crítica en ratones. Aunque esto Los avances tecnológicos en la inducción de la hibernación son prometedoresLos científicos notaron que los enfoques requieren intervención quirúrgica o ingeniería genética, lo que limita la amplia aplicación de estos métodos y la traducción a los humanos.
El ultrasonido ha sido descrito como «la única opción de energía disponible». Ingresar cráneo sin cirugía metido en cualquier parte del cerebro con precisión milimétrica y sin radiación ionizante. “Estas características, junto con su seguridad, portabilidad y bajo costo, han hecho del ultrasonido una técnica prometedora para la neuromodulación en animales pequeños, primates no humanos y humanos, aunque su mecanismo sigue siendo esquivo”, explican los autores en el artículo. Autores.
Así funciona la hibernación en la naturaleza
El Hibernación e hibernación ellos están en las aves Y en Tres subclases de mamíferos (monotremas, marsupiales, placentarios), lo que respalda la idea de que la hibernación es un rasgo polimórfico (lo que significa que se hereda más de tasas metabólicas y temperaturas corporales más altas).
Si aceptamos la ociosidad como Función multiformatoLos autores de un artículo de la misma publicación que acompaña a la publicación principal, Martin Jastroch y Frank van Breukelen«Sí, es posible Resurrección El programa de hibernación en especies que han perdido la capacidad natural de hibernar espontáneamente. Sabemos desde hace 25 años que al menos una especie de primate, el lémur enano de cola gorda, puede hibernar y hibernar para superar la escasez de alimentos durante la estación seca tropical. Entonces, Otros primates (incluidos los humanos) pueden, en principio, tener la composición genética para lidiar con estados hipometabólicos.«.
Sin embargo, como argumentan Jastroch y van Breukelen, «los lémures enanos son, en el mejor de los casos, unas 100 veces más ligeros que los humanos adultos (600 g por 60 kg de peso corporal), lo que plantea la cuestión de si casos de deficiencias metabólicas posible en los grandes mamíferos. El hipometabolismo ocurre en los osos durante el invierno, con tasas metabólicas basales cayendo hasta en un 75% con solo efectos modestos en la temperatura corporal. Por lo tanto, los casos de deficiencia metabólica prolongada posible en mamíferos más grandes que los humanos«.
