dilluns, 25 de març de 2019

Els humans no podem regenerar teixit cardíac per ser de sang calenta

|

Tot i que la majoria de les persones sobreviuen a atacs cardíacs, el teixit cardíac sol patir danys irreparables. A diferència de moltes altres cèl·lules del cos, una vegada que estan lesionades, les cèl·lules cardíaques no poden regenerar-se.


Segons un estudi de la Universitat de Califòrnia a San Francisco (Estats Units), el problema pot remuntar-se als primers avantpassats mamífers: van perdre la capacitat de regenerar el teixit cardíac a canvi de endotermia, o com es coneix col·loquialment, la 'sang calenta' .


Els primers mamífers eren petites criatures semblants a rosegadors que emergien en un món dominat per animals de sang freda. En lloc de competir directament, van desenvolupar una estratègia innovadora que els va permetre ocupar nous nínxols: l'endotermia.


Mentre que els animals de sang freda, incapaços de regular la seva pròpia temperatura corporal, van ser ostatges de condicions climàtiques sempre canviants i relegats a climes temperats, els mamífers de sang calenta van poder propagar-se per climes més freds i prosperar de forma nocturna.


Però, com mostra el nou estudi, això va tenir un cost elevat. Aquest avanç evolutiu va marcar el començament de l'era dels mamífers, però va deixar als humans moderns vulnerables a danys irreparables en els teixits després d'un atac al cor. "Molts dels vertebrats poden regenerar parts i òrgans del cos, inclòs el cor, però la majoria dels mamífers no poden. Aquesta característica es va perdre en algun lloc de la transició de ectoterma a endoterma", explica l'autor principal de l'estudi, Guo Huang.


A primera vista, no hi ha una connexió òbvia entre la capacitat d'un mamífer per regular la seva temperatura corporal i la seva incapacitat per reparar el dany cardíac. Però el nou estudi, publicat a la revista 'Science', revela que aquests trets biològics aparentment dispars estan inextricablement units per les hormones tiroïdals.


La glàndula tiroide produeix un parell d'hormones ben estudiades que se sap que regulen la temperatura corporal, la taxa metabòlica i la funció normal del cor. A causa del seu paper crític en la promoció de la generació de calor per mantenir la temperatura corporal, aquestes hormones s'han considerat com la força impulsora darrere de la transició evolutiva de la sang freda a la sang calenta.


Però l'estudi de Huang va revelar que aquestes hormones també són responsables d'apagar la divisió de les cèl·lules cardíaques, el que evita que el teixit cardíac es repari a si mateix després d'una lesió. Aquest descobriment representa la primera connexió demostrada entre les hormones tiroïdals, el desenvolupament i la reparació cardíacs i l'evolució de l'endotermia.


Cell 3089947 1920


L'equip de Huang va adoptar un enfocament multiespecífico, comparant la ploïdia de les cèl·lules cardíaques (el nombre de còpies de cada parell de cromosomes en una cèl·lula) en 41 espècies diferents de vertebrats. La ploïdia està estretament vinculada a la capacitat d'una cèl·lula per dividir-se i replicar-se. Pràcticament totes les cèl·lules animals que es divideixen activament són diploides, que contenen només un parell de cada cromosoma, una còpia heretada de les mares i una altra dels pares. Per contra, les cèl·lules poliploides contenen còpies múltiples de cada parell i generalment no poden dividir-se.


Aquest enfocament comparatiu va revelar una clara connexió entre la ploïdia i la temperatura corporal. Els animals de sang freda (peixos, amfibis i rèptils) tenien cèl·lules del cor que eren en gran mesura diploides i responien a les lesions cardíaques augmentant la divisió cel·lular. Els mamífers de sang calenta tenien cèl·lules del cor que eren aclaparadorament poliploides, i els experiments de laboratori han confirmat que aquestes cèl·lules poques vegades es divideixen en resposta al dany cardíac.


"Això ens va portar a la hipòtesi que les mateixes hormones tiroïdals responsables de regular la temperatura corporal també podrien ser responsables de la transició de diploides a poliploides i la detenció de la divisió de les cèl·lules cardíaques", comenta Huang.


A RATOLINS (SANG CALENTA)


Els investigadors van confirmar la seva 'pressentiment' en una sèrie d'experiments de laboratori amb ratolins, un mamífer de sang calenta en el qual les cèl·lules del cor normalment no poden regenerar-se, i el peix zebra, un animal de sang freda que es destaca per la seva capacitat per reparar completament el seu cor, fins i tot si es amputa quirúrgicament fins al 20 per cent de la seva mida.


En l'úter, els ratolins tenen cèl·lules cardíaques diploides que es repliquen regularment per produir nou teixit cardíac. Però les cèl·lules cardíaques dels ratolins nounats se sotmeten a una poliploidización ràpida i perden la capacitat de dividir-se. Això coincideix amb un augment de més de 50 vegades en les hormones tiroïdals circulants.


Animal 1238237 1920


Els experiments van mostrar que aquests esdeveniments van ser més que una simple coincidència. Quan els investigadors van injectar ratolins nounats amb un medicament que bloquejava els receptors de l'hormona tiroide i van inspeccionar els seus cors dues setmanes després, van trobar quatre vegades més cèl·lules de múscul diploide del cor en divisió que els ratolins que no van rebre cap medicament. Es van observar resultats similars quan van administrar un medicament diferent que impedia la producció d'hormones tiroïdals.


Els investigadors també van produir ratolins genèticament modificats les cèl·lules cardíaques no tenien un receptor funcional per a l'hormona tiroïdal, el que va permetre que els seus cors es desenvoluparan lliures de la influència de les hormones tiroïdals. A diferència dels ratolins normals, es va trobar que aquests ratolins mutants tenien un nombre significatiu de cèl·lules del cor diploides en divisió activa.


A més, quan van restringir el flux de sang al cor, van observar un augment de 10 vegades en el nombre de cèl·lules cardíaques en divisió i un 62 per cent menys de teixit cicatricial en comparació amb els ratolins normals. Mentrestant, els ecocardiogrames van revelar una millora del 11 per cent en la funció cardíaca en comparació amb els ratolins normals després de la lesió.


A PEIXOS ZEBRA (SANG FREDA)


En marcat contrast amb els ratolins i altres mamífers, el peix zebra adult té nivells relativament baixos d'hormona tiroïdal circulant. Això va portar a Huang a preguntar-se si l'augment dels nivells d'hormona tiroïdal podria apagar la maquinària d'autoreparació que fa que els cors de peix zebra siguin excepcionalment resistents.


Els investigadors van agregar hormona tiroïdal a l'aigua en tancs de peix zebra, després van amputar quirúrgicament una porció del cor i van proporcionar als peixos un ampli temps de recuperació. Normalment, el peix zebra podria reparar completament aquest tipus de dany en el transcurs d'unes poques setmanes.


Zebra Cichlid 332124 1920


Però els peixos que es van criar en un ambient d'alta hormona van experimentar una reducció del 45 per cent en la divisió de les cèl·lules del cor, un augment significatiu en les cèl·lules del cor poliploides i una marcada cicatrització del teixit del cor després de la lesió. Igual que en els mamífers, les hormones tiroïdals van conduir a una regeneració cardíaca danyada en els peixos.


"Els nostres resultats demostren una funció conservada evolutivament per l'hormona tiroïdal en la regulació de la proliferació de les cèl·lules del cor i suggereixen que la pèrdua del potencial regeneratiu va ser una compensació que va permetre als mamífers convertir-se en de sang calenta. Per als primers mamífers, l'endotermia era més avantatjosa que la retenció del potencial regeneratiu.


Per ara, amb les millores mèdiques que ens permeten viure molt més temps, aquesta pèrdua de regeneració cardíaca es torna més problemàtica i és una causa fonamental de malalties ", conclou l'investigador.

Sense comentarios

Escriu el teu comentari




No s'admeten comentaris que vulnerin les lleis espanyoles o injuriants. Reservat el dret d'esborrar qualsevol comentari que considerem fora de tema.
ARA A LA PORTADA
ECONOMIA
Llegir edició a: ESPAÑOL | ENGLISH