El único vertebrado que se congela por completo y desafía a la muerte
CIENCIAS DE LA VIDA / ZOOLOGÍA.
Para cualquier ser vivo al que su corazón se detiene, la respiración cesa y el 70% del agua del cuerpo se convierte en hielo sólido durante meses, esto significaría la muerte clínica instantánea.
Sin embargo, para la rana de la madera (Lithobates sylvaticus), es simplemente un martes cualquiera de invierno en Alaska.
Foto: Wikimedia Commons.
Este pequeño anfibio ha perfeccionado uno de los trucos de magia más asombrosos de la naturaleza: congelarse por completo durante el invierno y resucitar intacto en primavera.
¿Cómo es posible que sus células no se destruyan con el hielo? La ciencia lleva décadas estudiando sus mecanismos biológicos, y las respuestas parecen sacadas de una película de ciencia ficción.
El peligro de la congelación: ¿Por qué el hielo es mortal?.
Para entender el milagro de la rana de la madera, primero debemos entender por qué el frío extremo nos mata. Cuando el agua se congela, se expande y forma cristales de hielo con bordes afilados. En un cuerpo normal, estos cristales perforarían las membranas celulares y desgarrarían los vasos sanguíneos desde el interior. Además, al congelarse el agua fuera de las células, estas se deshidratan y colapsan.
La rana de la madera ha encontrado la forma de saltarse estas leyes de la física gracias a tres estrategias biológicas clave.
Los 3 mecanismos biológicos que permiten a la rana revivir.
1. El "anticongelante" natural: Glucosa a niveles extremos.
El secreto mejor guardado de la rana de la madera es la crioprotección. Cuando la rana detecta los primeros cristales de hielo en su piel, su hígado entra en un estado de hiperactividad de pánico simulado y comienza a inundar su torrente sanguíneo con cantidades masivas de glucosa (azúcar).
Los niveles de azúcar en su sangre aumentan hasta 100 veces lo normal. Esta altísima concentración de glucosa actúa como un anticongelante natural dentro de las células. Reduce el punto de congelación del fluido celular, impidiendo que el interior de la célula se convierta en hielo, mientras permite que el agua fuera de las células se congele de forma controlada.
2. Microorganismos nucleadores de hielo.
La rana no lucha contra el hielo; lo controla. Utiliza proteínas especiales y bacterias en su sangre llamadas agentes nucleadores de hielo. Estas sustancias fuerzan a que el hielo se forme primero en los espacios extracelulares (fuera de los órganos vitales). Al congelar el agua exterior de manera lenta y ordenada, evitan que se formen cristales gigantes y destructivos, protegiendo la estructura interna de los tejidos.
3. La "poción mágica" secundaria: Urea y dehidratación celular.
Además de la glucosa, la rana acumula grandes cantidades de urea en sus tejidos. La urea ayuda a retener el agua dentro de las células, evitando que se deshidraten por completo cuando el agua exterior se congela. Las células de la rana básicamente se encogen y se llenan de un "jarabe" espeso de glucosa y urea que las mantiene estables en un estado de animación suspendida.
Un cadáver viviente: El invierno a cero latidos.
Una vez que el proceso se completa, la rana de la madera entra en un estado de criostasis:
- Sin latido cardíaco: Su corazón se detiene por completo.
- Sin respiración: Deja de inhalar oxígeno.
- Sin actividad cerebral: Sus ondas cerebrales son prácticamente indetectables.
Puede pasar hasta siete meses a temperaturas de hasta -16 °C. Está, para todos los efectos médicos, congelada como un cubito de hielo. Si la dejas caer al suelo, sonará como una piedra.
El milagro de la primavera: La resurrección en dos horas.
Cuando los termómetros ascienden en primavera, ocurre el verdadero milagro. El proceso de descongelación no empieza por el corazón, sino de adentro hacia afuera.
A medida que el hielo extracelular se derrite, los órganos internos absorben el agua de vuelta. En cuestión de un par de horas, el corazón de la rana recibe una chispa de energía (un mecanismo que la ciencia aún intenta comprender del todo) y comienza a latir espontáneamente. El flujo sanguíneo se reactiva, la rana bosteza, estira las patas y, en un par de días, está lista para buscar pareja en los estanques de deshielo.
¿Por qué la medicina estudia a la rana de la madera?
El estudio de la Lithobates sylvaticus no es solo una curiosidad biológica; podría revolucionar la medicina humana. Actualmente, los órganos humanos destinados a trasplantes (como corazones o hígados) solo pueden sobrevivir unas pocas horas en hielo antes de dañarse.
Si los científicos logran replicar el mecanismo de crioprotección de la glucosa y la urea de la rana en tejidos humanos, podríamos congelar órganos durante semanas o meses, salvando miles de vidas en las listas de espera de trasplantes. Asimismo, es la clave de estudio para los viajes espaciales de larga distancia y la criogenia.
Sitio Fuente: NCYT de Amazings