Hibernación paira pausar
2007/12/01 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
Na intervención da arteria aorta, primeiro indúcese una hipotermia profunda ao paciente. A hipotermia profunda é similar á hibernación, diminuíndo a temperatura corporal ao hibernar e diminuíndo considerablemente a circulación sanguínea, a respiración e a actividade cerebral. Un efecto similar pódese conseguir cun forte arrefriado corporal: a diminución da temperatura do paciente reduce as reaccións bioquímicas e a actividade metabólica, polo que o paciente necesita menos osíxeno que a temperatura normal.
Isto supón una vantaxe destacable en operacións de cirurxía cardíaca e operacións longas e complexas similares. De feito, nestas operacións interrómpese a circulación, pondo en perigo os órganos que necesitan moito osíxeno. Por exemplo, cando o corpo está á temperatura normal, si ao cerebro chégalle pouco osíxeno, as neuronas morren.
Na hipotermia, o cerebro necesita moito menos osíxeno do normal e o resto de órganos. É dicir, os órganos están, dalgunha maneira, protexidos dos danos que lles produce a falta de osíxeno. Os cirurxiáns aproveitan esta protección paira operar.
Así, antes de iniciar a operación, os cirurxiáns arrefrían o corpo do paciente até os 15ºC. Paira iso fan pasar o sangue do paciente por un circuíto externo ao corpo. O circuíto é similar a unha bomba centrífuga e cumpre a función pulmonar ao realizar o intercambio gaseoso. Ademais, permite o intercambio de calor.
Por tanto, no circuíto o sangue arrefríase e a temperatura corporal do paciente diminúe co sangue refrigerada. Despois, una vez terminada a operación, utilizan o mesmo circuíto paira quentar o sangue e rexenerar a temperatura.
Co corpo a 15ºC pódese manter o corazón parado durante 30-45 minutos, sen risco de molestias no cerebro. A partir de aí, con todo, o risco de efectos adversos aumenta, polo que os cirurxiáns non adoitan correr perigo.
Con todo, os cirurxiáns teñen un truco paira alargar o oco: facendo una especie de ponte utilizan outra arteria paira levar o sangue ao cerebro. Grazas a iso, dispoñen dun prazo dunha hora paira operar, sen risco de danos neurológicos.
Parar o tempo
Con todo, os científicos desexarían ampliar aínda máis o tempo que pasa o corpo durmindo, hibernando. Desta forma aumentaríase o tempo seguro de operación. Ademais, un paciente que espera ser operado a matar ou morte non tería tanta présa que esperar ao momento oportuno. E, indo máis lonxe, os astronautas poderían viaxar a distancias moi longas, sen sufrir danos no organismo.
Pero é posible conseguilo? En poucos casos, parece que si, hibernar ás persoas non é un soño. Nestes casos, os médicos creen que as persoas hibernaron, non teñen outra explicación.
O ano pasado, por exemplo, en Xapón, un home chamado Mutsutaka Uchikoshi foise ao monte cuns amigos e perdeuse. Atopárono vinte e catro días despois. Apenas tiña pulso e o seu corpo estaba a 22ºC, pero estaba vivo. Foi trasladado ao hospital e alí confirmáronse que o seu organismo non sufriu danos significativos. Segundo os médicos, naqueles días parecía que o metabolismo se paralizou coma se estivese hibernando, o que lle permitiu sobrevivir.
O sucedido en Uchikoshi é sorprendente, pero ao haber máis casos similares, os científicos creen que é posible hibernar aos pacientes.
Mecanismos de hibernardo
Paira conseguir hibernar ás persoas, os investigadores tratan por diferentes vías. Una das vías está relacionada co centro de termorregulación. Só os animais de sangue quente teñen un centro de termorregulación situado no hipotálamo cerebral, que é o encargado de manter estable a temperatura corporal.
Os animais que hibernan experimentan cambios no centro de termorregulación, así como persoas e outros animais, pero só cando teñen febre. Na regulación interveñen diversos neurotransmisores (catecolaminas, serotonina, dopamina, GABA, glutamato, acetilcolina), pero os científicos aínda non saben como actúan. Por tanto, polo momento parece moi difícil hibernar por influencia no centro de termorregulación.
Paira outros investigadores, a clave está no descenso da temperatura ambiente. Paira moitos animais hibernadores, o descenso da temperatura ambiente é una sinal paira entrar en hibernación. A súa temperatura corporal diminúe coa da contorna e o metabolismo diminúe co arrefriado corporal. Con todo, ambos os fenómenos non van paralelos: antes de que o corpo arrefríese moito, o metabolismo diminúe considerablemente.
Si calquera persoa colócase nunha contorna moi fría, con todo, non empeza a hibernar, métese na hipotermia. Nas primeiras fases da hipotermia, o corpo pon en marcha diversos mecanismos de protección, como os calafríos. Con todo, cando a temperatura corporal descende até os 30-32ºC, os calafríos detéñense, mentres que aos 28ºC o corazón procede á fibrilación e á interrupción da respiración cara aos 23ºC. Por tanto, a redución da temperatura tampouco é a vía adecuada paira conseguir o estado de hibernación.
Por outra banda, os animais hibernadores, paira protexerse dos danos que poidan derivarse da diminución da temperatura corporal, teñen una regulación metabólica e fisiológica específica. Una das claves desta regulación é que ao hibernar o corpo utiliza lípidos paira obter enerxía en lugar de carbohidratos. Parece que isto está relacionado coa hormona da leptina, xa que os ácidos grasos móvense en función dela. Os científicos trataron de hibernar a outras especies baseándose niso, pero non obtiveron bos resultados.
En busca da chave de hibernación, os investigadores tamén miraron os xenes. En concreto, investigáronse xenes que se expresan na época de hibernación en animais hibernadores. Como estes xenes tamén están presentes no xenoma humano, estudaron a hipótese de que sería posible hibernar con eles.
Con todo, aínda teñen moito que investigar. De feito, ao comezar a hibernar desencadéanse una serie de mecanismos consecutivos en diferentes sistemas: circulación sanguínea, aparello respiratorio, cerebro... Habería que ter en conta todos os sistemas que afectan á homeostasia, coñecer os xenes implicados e a súa expresión. Polo momento demasiado complexo.
Hibernación de ratos e porcos
A pesar de que non atoparon o mecanismo de hibernación ás persoas, obtiveron bos resultados en numerosos experimentos con animais de laboratorio. Por exemplo, hai dous anos publicaron na revista Science que os ratos foron hibernados durante máis de seis horas.
O experimento levou a cabo no Centro de Investigación do Cancro de Estados Unidos, Fred Hutchinson. Os ratos colocáronse nunha habitación con sulfuro de hidróxeno no aire (80 ppm de sulfuro de hidróxeno). De feito, o sulfuro de hidróxeno tamén se produce en organismos animais e humanos, e os investigadores creen que participa na regulación da temperatura corporal e do metabolismo.
Tras uns minutos respirando aire con sulfuro de hidróxeno, os ratos deixaron de moverse e parecía perder o coñecemento. En lugar de respirar 120 veces por minuto, só tomaban 10 veces por minuto e, ao baixar a temperatura ambiente a 13 ºC, a temperatura corporal diminuíu de 37 a 11 ºC.
Nesta situación permaneceron seis horas e despois foron recuperadas. Paira iso bastou con introducir aire libre de sulfuro de hidróxeno na cámara. E demostraron que os ratos non sufriran ningún efecto negativo.
Antes de realizar o experimento co rato, tamén lograron hibernar a outros animais, como vermes e peces cebra. En todos eles empregáronse gases como o sulfuro de hidróxeno e o monóxido de carbono. Estes gases son similares ao osíxeno a nivel molecular e únense aos mesmos receptores. Isto dificulta o uso do osíxeno. Pero parece que isto fai que o metabolismo se retarde, o que leva ao corpo a unha situación similar á hibernación. O seguinte paso é probar a técnica en mamíferos máis grandes.
O ano pasado deuse un paso máis no Hospital Xeral de Massachusetts. O experimento levou a cabo con porcos e, en lugar de utilizar gases, utilizouse un líquido, una solución salina fría. Con esta solución substituíuse o sangue dos porcos.
A temperatura corporal dos animais diminuíu a 10ºC, non tiñan pulso e o cerebro tampouco tiña actividade eléctrica. Tras tres horas de permanencia nesta situación, obsequióuselles co sangue. Inmediatamente púxose en marcha o corazón e todos os órganos recuperáronse. Segundo os investigadores do Hospital Xeral de Massachusetts, non hai grandes obstáculos paira utilizar esta técnica nas persoas.
Dun modo ou outro, polo momento, hibernar ás persoas é un soño. Até cando? Non sabemos, pero polo menos os investigadores non dormen e é posible que en breve se desvele o segredo.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
