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martes, enero 31, 2023

El secreto de las ranas de cristal

Tiene tejidos transparentes y la piel translúcida, adaptaciones que emplean como camuflaje frente a posibles depredadores mientras duerme durante el día sobre hojas verdes. 

El secreto de las ranas de cristal. Para muchos vertebrados en la naturaleza, en particular para los terrestres, alcanzar el nivel de transparencia de esta especie de anfibio supone todo un desafío, porque la multitud de glóbulos rojos que circulan continuamente por el cuerpo oscurecen y hacen opacos incluso los tejidos más transparentes.

Ahora el biólogo argentino Carlos Taboada, de la Universidad Duke en EEUU, junto a otros colegas del país norteamericano, ha investigado cómo las ranas de cristal superan esta barrera fisiológica.

Mediante fotografías calibradas para medir su transparencia e imágenes fotoacústicas para rastrear el movimiento de los glóbulos rojos en ejemplares vivos, los investigadores han descubierto que las ranas de cristal se vuelven entre un 34 % y un 61 % más transparentes, de media, mientras duermen. El estudio es portada de la revista Science.

Imágenes de microscopía fotoacústica que muestran los glóbulos rojos circulantes dentro de una rana de cristal dormida y bajo anestesia (que rompe el almacenamiento de la sangre). / Junjie Yao, Duke University

Esconden sangre en el hígado

Según los autores, esta transparencia excepcional la consiguen retirando de la circulación aproximadamente el 89 % de sus glóbulos rojos y ‘escondiéndolos’ en el hígado durante el sueño, sin ningún efecto vascular o metabólico perjudicial para esta rana.

El estudio es portada de la revista ‘Science’

Sin embargo, posiblemente su metabolismo se ve afectado: “Normalmente, los vertebrados precisamos un buen suministro de oxígeno para suplir nuestras necesidades metabólicas. Cada tejido de nuestro cuerpo lo necesita. En cierta manera, las ranas de cristal tienen que reducir su metabolismo oxidativo y una forma de lograrlo es permaneciendo completamente inmóviles por horas y horas durante el día”.

“Sabemos que hay una relación con el ciclo circadiano de estas ranas –añade–. Cuando duermen durante el día, las ranas de cristal permanecen inmóviles en la vegetación donde bajan su metabolismo y están camufladas”. Después, cuando despiertan y se activan, el número de glóbulos rojos que circulan aumenta considerablemente, al igual que su opacidad.

“Las ranas despiertan por la noche y su metabolismo aumenta al moverse para cazar insectos, vocalizar, aparearse, etc. En estos casos precisan mayor suministro de oxígeno, y la forma de hacerlo es movilizando más glóbulos rojos”, explica el biólogo, y comenta: “En este momento estamos estudiando algunos de los mecanismos bioquímicos y fisiológicos que regulan el secuestro y ‘empaquetado’ de los glóbulos rojos dentro del hígado y con suerte tendremos más datos pronto”.

Implicaciones en la coagulación de la sangre

En la mayoría de los vertebrados, una concentración local tan elevada de glóbulos rojos como la que acumula la rana de cristal suele provocar procesos de coagulación, por lo que los nuevos hallazgos podrían ayudar a comprender mejor los mecanismos que intervienen en la prevención de estas y otras patologías vasculares en las personas.

“Los organismos vivos que conocemos son el resultado de millones de años de evolución, lo que implica cambios y novedades fisiológicas que pueden ofrecer respuestas bioquímicas que otros organismos como los humanos no tenemos”, destaca Taboada.

“Una de las aristas que estamos estudiando –continúa– es cómo las ranas de cristal logran tener procesos de coagulación normales ante heridas, pero a la vez no generan coágulos patológicos al detener el flujo sanguíneo por completo y comprimir casi el 90 % de sus glóbulos rojos en un volumen muy pequeño”.

“Estamos estudiando estos mecanismos de anticoagulación local, algo que es muy complicado de lograr en humanos con los tratamientos convencionales, y se abren muchos campos de investigación, por ejemplo en el área de la trombosis”, adelanta el biólogo.

Aunque quedan puntos que aclarar, por ejemplo, si estas ranas pueden controlar los cambios en la circulación de glóbulos rojos en presencia de un depredador, los resultados del estudio ayudan a comprender mejor una adaptación única dentro de los vertebrados, además de servir para entender mejor el flujo sanguíneo y desarrollar nuevos anticoagulantes u otros fármacos cardiovasculares.

Cámara, fotoacústica y acción

El autor principal del estudio, Carlos Taboada, explica cómo lo hicieron: “Usamos una combinación de técnicas que incluyeron desde fotografías calibradas, varios dispositivos ópticos como esferas integradoras –que son esferas cuyo interior está cubierto de un material altamente reflectante y nos permite capturar la luz que atraviesa las ranas–, y espectrómetros para medir las propiedades de esa luz”.

“También empleamos microscopía fotoacústica –continúa–, que es una técnica que emplea luz y sonido. Esencialmente, usamos uno o más láseres de colores específicos para detectar glóbulos rojos, aprovechando sus propiedades naturales de absorción de luz –que por cierto los hacen rojos–. Cuando estas células absorben la luz, una parte de ella emerge como ultrasonido que podemos detectar y, en consecuencia, mapear al punto exacto de los tejidos donde se encontraban los glóbulos rojos que absorbieron la luz. Gracias a esta técnica no invasiva pudimos rastrear su ubicación en los hígados mientras las ranas dormían durante el día”. El secreto de las ranas de cristal.

Referencia: Carlos Taboada et al. “Glassfrogs conceal blood in their liver to maintain transparency”. Science, 2022

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