El hámster siberiano es un roedor muy pequeño nativo del suroeste de Siberia, tal como su nombre lo indica.
Los científicos lo consideran un organismo modelo para estudiar los ritmos biológicos estacionales. Esto debido a que su etapa reproductiva se ubica durante la primavera y principios del verano, y conforme se acerca el otoño, su cuerpo va cambiando de manera drástica.
En esta época, la mayoría de los hámsteres siberianos pierden peso de grasa y limitan su ingesta de alimento entre un 30 y 40 por ciento. También su pelaje cambia drásticamente, tornándose más espeso y de color blanco intenso. Mientras ocurre esto, se vuelven infértiles hasta su próxima temporada de reproducción en la primavera y verano.
Sin embargo, un estudio reciente se dedicó a reunir y analizar el genoma y transcriptoma del hámster siberiano, es decir, las moléculas de ARN de sus genes, a fin de comprender su comportamiento tanto en verano como en invierno.
El proyecto fue dirigido por Tyler Stevenson, ex becario postdoctoral en el laboratorio de Prendergast ahora en la facultad de la Universidad de Glasgow, en compañía de Riyue Bao, del Centro de Bioinformática de Informática de Investigación de la Universidad de Chicago.
El resultado fue que detrás de sus cambios corporales estacionales se encuentra la duración del día, cuya disminución es estímulo suficiente para que adapten sus cuerpos para sobrevivir el invierno, independientemente de la temperatura o la cantidad de comida disponible.
Los investigadores querían saber cómo el hámster siberiano mantiene su peso a lo largo del año, y centraron su atención en un gen llamado pomc, sobre el cual se ha especulado durante mucho tiempo que está involucrado en la regulación del peso a largo plazo y el balance energético de muchos animales.
En primavera aumenta la producción de T3 y la actividad del gen pomc
Comenzaremos en el hipotálamo. Como muchos saben, esta es una región del cerebro responsable de muchos procesos metabólicos importantes como la liberación de hormonas, el control de la temperatura corporal, el control del hambre y el sueño, además de estar relacionada con la tiroides. Todos estos elementos juegan un papel crucial en el apetito, la ingesta de alimentos y el gasto energético.
T4, la hormona tiroidea, se encuentra disponible en el torrente sanguíneo. La cantidad de luz diurna aumenta durante la primavera, momento en el cual el hámster comienza a producir enzimas llamadas deiodinasas.
La deiodinasa elimina una molécula de yodo de la T4, transformándola en T3, una hormona más potente que guarda una estrecha relación con la actividad del gen pomc, el cual, como ya se dijo, está vinculado con el peso y la energía.
Entonces cuando llega el verano, aumenta la producción de la hormona T3, que estimula la fertilidad de los hámsteres. A su vez, aumenta la actividad de los genes pomc, promoviendo la ganancia de peso.
En cambio, cuando se acerca el otoño, los días comienzan a hacerse más cortos, y ante menos luz diurna, hay menor producción de T3, lo que limita sus capacidades reproductivas para la llegada del invierno. Al mismo tiempo, la reducción del T3, también reduce la actividad del pomc, razón por la cual pierden peso para esta estación.
El hámster siberiano parece haber evolucionado
Stevenson aprovechó la oportunidad para comparar el genoma del hámster siberiano con el de otros mamíferos como ratas y ratones, encontrando notables diferencias en la región promotora del gen pomc.
El autor resaltó el hecho de que todos los animales muestran un nivel de biología estacional, incluso los humanos. Esto quiere decir que sus funciones se modifican de acuerdo a la estación del año en que se encuentren.
“Todos los animales muestran un nivel de biología estacional, incluidos los humanos. Lo que muestran nuestros hallazgos, en los hámsteres, es que las hormonas tiroideas que actúan en el cerebro donde se expresa la pomc proporcionan la regulación a largo plazo del balance de energía. Lo que es completamente fascinante es que este proceso evolucionó en algunos animales, como hámsteres y campañoles, y no en otros, como ovejas o humanos. Esto nos dice que existe un gran grado de variabilidad genómica entre los animales e indica un fuerte control específico de la especie del equilibrio energético a largo plazo”.
Otros experimentos consistieron en restringir la cantidad de alimentos de los hámsteres, y aunque hubo evidencia de cambios cerebrales resultantes, lo cierto es que este estímulo no tuvo mayor efecto en la expresión del pomc.
De modo que únicamente los cambios en la duración del día pueden estimular el gen pomc, y por tanto, generar cambios de peso y en su ciclo de reproducción.
Se trata de un hallazgo interesante que puede ser útil incluso para estudiar la obesidad en lo seres humanos.
Referencias:
Genome sequencing and transcriptome analyses of the Siberian hamster hypothalamus identify mechanisms for seasonal energy balance. https://www.pnas.org/content/early/2019/06/11/1902896116