Descubren cómo se puede vivir sin oxígeno

Investigadores del laboratorio de zoología de la Universidad de Columbia Británica han descubierto el secreto de un pez que es capaz de vivir sin respirar, según explican en un artículo que publica la revista Science

Se trata de una especie de pez conocido como Carpa Crucian (Carassius carassius) que habita en aguas escandinavas y que posee un sistema respiratorio particular: puede vivir hasta cuatro meses sin oxígeno.

Después de someterlo a observación durante tres semanas, los investigadores pudieron descubrir que este pez conserva su ritmo cardiaco sin aportación de oxígeno transformando el ácido láctico, fabricado por el organismo cuando escasea el oxígeno, en etanol, que es mucho menos nocivo.

El ácido láctico es producido cuando el suministro de energía aeróbica es menor que la demandada por el cuerpo. Esta situación genera una acumulación de ácido láctico en el músculo que es la que produce la fatiga durante un periodo de ejercicio muscular.

Al transformar el ácido láctico, los pulsos cardiacos regulares permiten al etanol circular por la corriente sanguínea hasta las branquias, desde donde es expulsado de nuevo al medio ambiente.

Aplicaciones médicas

La mayoría de los vertebrados mueren en menos de un minuto por carencia de oxígeno, mientras que otros sobreviven suprimiendo toda la actividad cardiaca. Esta especie de pez, sin embargo, ha desarrollado un sistema que le permite mantenerse vivo sin oxígeno y con actividad cardiaca en todo momento.

Es la primera vez que se descubre este mecanismo de supervivencia en los vertebrados, que por su importancia puede tener aplicaciones en medicina. En los casos de trasplantes cardiacos, por ejemplo, sólo se dispone de unas horas para trasplantar el corazón del donante al receptor. Si este tiempo pudiera ampliarse de alguna forma imitando al pez, quizás muchas vidas humanas podrían salvarse.

Al igual que los demás vertebrados, los seres humanos perecen en cuestión de minutos si se les priva de oxígeno (anoxia), en gran medida en virtud de un paro cardíaco. Sin embargo, algunas tortugas pueden vivir sin oxigeno a bajas temperaturas, aunque suspendiendo drásticamente la actividad cardiaca y el control cardiovascular autónomo.

El caso de la Carpa Crucia es más sorprendente, ya que comparte la tolerancia a la anoxia con una habilidad única en los vertebrados, mantener el ritmo cardiaco normal en estas circunstancias, así como la regulación cardiovascular, como mínimo durante cinco días.

Nuevas vías de investigación

Para los investigadores, el descubrimiento del mecanismo natural que permite esta insólita proeza desvela la capacidad de la naturaleza para tolerar la ausencia de oxígeno sin interrumpir el ritmo cardiaco, lo que abre sugerentes vías de exploración a otras escalas biológicas más complejas.

El equipo de investigadores utilizó redes para capturar estas carpas, que luego fueron trasladadas al laboratorio, donde las depositaron en agua con poco oxígeno y a ocho grados Celsius de temperatura.

Descubrieron que, a pesar de la falta de oxígeno, el corazón de estos peces bombeaba normalmente, lo que señala una capacidad necesaria para vivir sin oxígeno: tener un corazón fuerte, capaz de bombear el etanol incluso en entornos con escasos niveles de oxígeno.

Diferentes modos de vida

Cuando comenzó la vida, todos los organismos eran forzosamente anaeróbicos; es decir, no respiraban oxígeno porque no lo había en grandes cantidades, aunque al aumentar su volumen la atmósfera se volvió oxidante.

En ese momento evolutivo, un grupo de organismos se desarrolló en ambientes sin oxígeno, ya en el fondo del mar o en las profundidades de la tierra, dando origen a los organismos anaeróbicos estrictos (cuyas funciones no dependen del oxígeno).

Otros, a su vez, perfeccionaron algunos mecanismos de supervivencia convirtiéndose en organismos "facultativos", que en ausencia de oxígeno viven mediante otros medios, como por ejemplo la fermentación.

Finalmente, otro grupo de organismos aprovechó el potencial electrónico de ese elemento, surgiendo así los organismos aeróbicos estrictos (que no pueden vivir sin oxígeno).

El descubrimiento de los mecanismos de la Carpa Crucian para sobrevivir sin oxígeno y sin interrumpir la actividad cardiaca, abre a los organismos aeróbicos estrictos, entre los que se encuentran los humanos, la posibilidad de explorar estados de vida que temporalmente no consuman oxígeno.

Trascender la biología

Esta investigación se enmarca en el contexto de un conjunto de trabajos que pretenden descubrir formas de vida o estados que permitan trascender los límites biológicos que nos ha proporcionado la evolución. A título de ejemplo, se pueden citar algunas investigaciones que han ofrecido resultados concretos.

Por un lado, se ha multiplicado por seis el tiempo de vida de un gusano mediante manipulación genética, tal como publicamos en otro artículo en Tendencias, así como se ha creado en laboratorio la primera forma de vida sintética, todo ello con vistas a profundizar en el conocimiento de los mecanismos de la longevidad y de la vida.

Por último, el Pentágono indaga medios para que sus soldados puedan vivir varios días sin comida y en combate, tal como informó Wired. Objetivo: impulsar el desarrollo de soldados de infantería con un gran nivel de inmunidad a las necesidades humanas normales.