Cómo las estrellas de mar pierden extremidades (a propósito) y sobreviven

En nombre de la supervivencia, estrella de mar cortar sus propias partes del cuerpo para escapar de los depredadores. También lo harán eventualmente regenerado Esas extremidades perdidas, pero cómo funciona este proceso biológico sigue siendo un misterio. Ahora, un equipo de científicos ha detectado un tipo de neurohormona que es responsable de desencadenar el corte de extremidades en los estrella de mar común (Asterias sonrojándose)Los hallazgos se detallan en un estudio publicado el 29 de agosto en la revista Biología actual.

¿Qué es la autotomía?

Autotomía es la capacidad de un animal de desprenderse de una parte del cuerpo (y aun así sobrevivir) como una forma de escapar de un animal que intenta comérsela. Los lagartos pueden se despojaron de sus colas Para escapar y tritones pueden regenerar extremidades, ojos, mandíbulas, médula espinal y más. Estrellas de mar–o estrellas de mar–les cortarán uno o más brazos y volver a crecer las extremidades perdido por autotomía con el tiempo.

“Los tejidos de la región donde se produce la autotomía están preadaptados para facilitar una rápida regeneración”. Maurice R. Elphickcoautor del estudio y biólogo de la Universidad Queen Mary de Londres (QMUL), dice Ciencia popular. “Es como si las estrellas de mar estuvieran diseñadas para esperar que la regeneración después de la autotomía sucederá en algún momento de su vida, es decir, serán atacadas por un depredador o sus brazos quedarán atrapados debajo de una roca y necesitarán escapar”.

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Según Elphick, cuando los científicos recogen estrellas de mar en la playa, a menudo encuentran muchos organismos que claramente han perdido uno o dos brazos en algún momento de sus vidas.

“Se puede ver cuando se ha producido la autotomía porque el brazo regenerado es más pequeño que los otros brazos y probablemente nunca alcance el mismo tamaño que los brazos originales”, dice Elphick.

Mientras que la autotomía fue Descrito científicamente por primera vez hace más de tres décadasLas moléculas y hormonas que lo provocan han sido un misterio. Entender qué hay detrás de este proceso a nivel molecular podría tener implicaciones para la medicina regenerativa en el futuro.

Las estrellas son como nosotros (más o menos)

Inicialmente, el equipo de este Nuevo estudio Estaba investigando una neurohormona en mamíferos llamada colecistoquinina (CCK). Tenían curiosidad por saber cómo funciona una neurohormona similar en las estrellas de mar.

“Una de sus acciones biológicas [in humans] “La función de la vesícula biliar es estimular la contracción de la vesícula biliar y esa contracción de la vesícula biliar fuerza la bilis hacia el intestino y esto refleja su papel en facilitar la digestión de los alimentos”, dice Elphick.

CCK también inhibe la conducta alimentariaCuando el estómago se llena y el alimento pasa al intestino, la CCK es una de las hormonas que envía una señal al cerebro indicando que es hora de dejar de comer.

Dado el papel de la CCK en el comportamiento alimentario de los mamíferos, Elphick y el coautor del estudio Ana Tinoco Los investigadores de la QMUL y de la Universidad de Cádiz (España) estaban estudiando cómo funciona una neurohormona de tipo colecistoquinina llamada ArSK/CCK1 cuando las estrellas de mar comen. Al examinar la neurohormona en el laboratorio, observaron que, en realidad, desencadenaba la autonomía en algunas estrellas de mar, pero no en todas.

“En algunos animales solo se perdió un brazo, pero en un par de animales cuatro de los cinco brazos fueron autotomizados”, dice Elphick.

Descubrieron que a nivel molecular, la colecistoquinina neurohormonas Funcionan de manera similar tanto en las estrellas de mar como en los humanos. Se unen a una proteína receptora específica en la superficie celular de células dianaLa unión desencadena entonces una señal que, en última instancia, cambia algunas de las propiedades de las células objetivo.

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Uno de estos cambios es contracción muscularEn los seres humanos, provoca la contracción de la vesícula biliar. En el caso de las estrellas de mar, las contracciones provocadas por estas neurohormonas parecen estar relacionadas con la autotomía.

“Tenemos evidencia de que el proceso de autotomía se ve facilitado por la liberación de este péptido, que creemos que hace que un músculo en la base del brazo de la estrella de mar se contraiga”, afirma Elphick. “Esto facilita el desprendimiento del brazo y el cierre de la herida después de que se ha producido la autotomía”.

El equipo aún está determinando los detalles más finos sobre cómo funciona este proceso, pero se han centrado en esta área para estudios más profundos.

Tratamientos futuros

Si bien la forma en que las neurohormonas del tipo colecistoquinina funcionan en las estrellas de mar y en los humanos es muy similar, ambos organismos han evolucionado para utilizarlas de manera diferente. Sin embargo, las similitudes significan que un estudio más profundo podría hacer avanzar nuestra comprensión de Regeneración de tejidos humanos y mejores tratamientos para las lesiones en las extremidades.

“El proceso de autotomía es complicado, como lo son muchos procesos en biología, y es probable que esté regulado por múltiples factores. Nos encantaría identificar otras moléculas que estén involucradas en la regulación del proceso de autonomía en las estrellas de mar”, dice Elphick.

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También ofrece una lección sobre cómo los científicos pueden comenzar con una pregunta o un proyecto que evolucione hasta convertirse en algo completamente diferente.

“Creo que una de las enseñanzas más importantes que podemos sacar de este estudio es la importancia de poder hacer experimentos en los que no siempre se sabe cuál será el resultado y en los que no se tiene una hipótesis concreta”, afirma Elphick. “Simplemente se hacen observaciones y, de vez en cuando, se descubre algo realmente intrigante e interesante”.