Se sabe que los animales que habitan en ambientes hipóxicos han desarrollado adaptaciones fisiológicas que les permiten prosperar en entornos con bajos niveles de oxígeno. La clave para tolerar la hipoxia es hacer coincidir la demanda metabólica con el suministro reducido de oxígeno, por lo que los animales tolerantes a la hipoxia suelen mostrar fuertes disminuciones en la tasa metabólica cuando el suministro de oxígeno es limitado.

Sobreviviendo en hipoxia

Las ratas topo desnudas (Heterocephalus glaber) se encuentran entre los mamíferos más tolerantes a la hipoxia, al punto de tolerar minutos de anoxia completa, vivir horas con solo 3% de oxígeno y hasta semanas con una concentración de oxígeno entre el 8 y 10%.

Para profundizar en la comprensión de esta notable capacidad, un equipo de investigadores de la Universidad de Ottawa realizó un estudio cuyos resultados revelaron cómo la rata topo desnuda puede ahorrar energía en la hipoxia y sobrevivir en condiciones de poco oxígeno.

Los investigadores encontraron que cuando se encuentran en hipoxia severa, las ratas topo desnudas reducen su tasa metabólica hasta en un 85%.

El mecanismo por el cual estos mamíferos africanos arrugados y casi sin pelo toleran la hipoxia, ofrece pistas a los humanos sobre cómo la naturaleza ha resuelto el problema de la tolerancia a los bajos niveles de oxígeno.

La termorregulación, o producción de calor, es un proceso que demanda una cantidad importante de energía en los pequeños roedores. Pero en un entorno hipóxico, ahorrar energía es clave para la supervivencia.

Al estudiar las ratas topo desnudas, que se encuentran entre los mamíferos más tolerantes a la hipoxia, los investigadores observaron que estas criaturas reducen su tasa metabólica hasta en un 85% cuando se encuentran en hipoxia severa.

Para llegar a esta conclusión, el equipo de investigación utilizó cámaras térmicas para detectar de manera no invasiva cambios de calor en ratas topo desnudas durante la exposición a normoxia e hipoxia y luego emplearon enfoques moleculares para medir cambios en proteínas mitocondriales clave antes y después de la hipoxia en el tejido adiposo marrón.

Ahorrando energía

El hipometabolismo (o la reducción del uso de energía) es fundamental para tolerar la hipoxia. La asombrosa reducción metabólica observada en estas criaturas se sustenta en la eliminación muy rápida de la proteína desacoplante 1 (UCP1) de las células del tejido adiposo marrón intraescapular.

Para poner en contexto, las ratas topos desnudas pueden hacerlo dentro de una hora de exposición a hipoxia moderada, mientras que en otros roedores pequeños, la reducción de UCP1 lleva más de 3 días.

rata topo desnuda - hipoxia 2
Las ratas topo desnudas se encuentran entre los seres vivos más tolerantes a la hipoxia.

Referente a las posibles implicaciones de estos hallazgos, el investigador Matthew Pamenter, profesor asociado en el Departamento de Biología de la Universidad de Ottawa y autor principal del estudio, comentó:

“La hipoxia es un componente clave de muchas patologías relacionadas con los seres humanos, incluidos los accidentes cerebrovasculares, los trastornos pulmonares crónicos, etc. La regulación de la actividad de la grasa parda también se ha relacionado con las estrategias de pérdida de peso en los seres humanos”.

Este hallazgo, señalan los autores del estudio, representa un gran paso hacia la comprensión de cómo las ratas topo desnudas pueden ahorrar energía con bajos niveles de oxígeno y sobrevivir en un entorno hipóxico, un entendimiento que puede ser de gran provecho para los humanos.

Referencia: Naked mole-rat brown fat thermogenesis is diminished during hypoxia through a rapid decrease in UCP1. Nature Communications, 2021. https://doi.org/10.1038/s41467-021-27170-2

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