Maravillas del fondo marino

Desde el principio de los tiempos, el océano siempre ha sido un gran desconocido para el ser humano, tanto a nivel de comportamiento como a nivel de ''habitantes'' que merodean en él.

A día de hoy, aún son muchas las especies marinas que se van descubriendo poco a poco, y cada una de ellas nos muestra características cada vez más peculiares.
Un ejemplo de este hecho son los denominados nudibranquios. Esta palabra que les denomina, proviene del latín ''nudus'' (desnudo) y del griego ''brankia'' (branquia); es decir, se trata de un animal con las branquias al descubierto.

También se les suele llamar vulgarmente como ''babosas marinas'' o ''mariposas marinas''. Este último va relacionado con su singular método de desplazamiento, el cual parece asemejarse al batir de alas de una mariposa.

Hexabranchus sanguineus, vulgarmente conocido como ''bailarina española'' 

CARACTERÍSTICAS GENERALES

Nembrotha megalocera

Se trata de un grupo bastante heterogéneo en cuanto a morfología y coloración, lo cual los convierte en verdaderas maravillas acuáticas que llaman la atención de cualquier biólogo marino, o fanático de la biodiversidad marina que se precie.

Son animales de pequeño tamaño (desde 3 milímetros hasta 15 centímetros, aunque algunes especies pueden alcanzar los 30 centímetros). Actualmente existen unas 3000 especies diferentes de nudibranquios identificadas, agrupadas en numerosas familias. Taxonómicamente se sitúan dentro del filo de los Moluscos; veamos aquí su ''tarjeta de identidad'':

• Reino: Animalia
• Phylum: Mollusca
• Clase: Gastropoda
• Orden: Opisthobranchia
• Suborden: Nudibranchia; BLAINVILLE, 1814

Suelen habitar el denominado bentos marino, es decir son animales bentónicos, habitando la mayoría de estos los fondos marinos. No obstante, también existen especies pelágicas, es decir, que se dejan llevar por la corriente y flotan. 

Se encuentran en un amplio rango de hábitats, encontrándose desde aguas frías de la Antártida hasta las aguas cálidas de los trópicos.

MORFOLOGÍA Y ESTRUCTURAS CORPORALES

La morfología externa de los nudibranquios difiere bastante en cuanto a la morfología general de la Clase Gasterópodos.

Lo más resaltable es la ausencia de concha, la cual la han eliminado mediante procesos evolutivos.

Además, poseen una serie de estructuras características que los distinguen:

• Ceratas: Órganos exclusivos del grupo de los Opistobranquios. Son unas estructuras alargadas, en forma de palo, que se extienden por toda la zona del manto dorsal del animal. Su principal función es la digestión (en ellas existen ciegos digestivos de la rama del intestino medio), defensa y respiración.
• Rinóforos: Estructuras a modo de ''cuernos'' que se disponen en la parte frontal del animal. No se conoce exactamente la función de estas estructuras corporales; se cree que sirven para buscar comida y/o para la reproducción en otras especies.

Morfología externa de un nudibranquio

EVOLUCIÓN Y ETOLOGÍA

El principal proceso evolutivo que han sufrido estos animales es la pérdida de la concha. Esta estructura sirve como defensa en el grupo de los Gasterópodos, por lo que es impensable que la evolución les haya hecho eliminarla.

No obstante, perder la concha les brindó una mayor libertad en cuanto a desarrollo corporal, crecimiento y desplazamiento.

A su vez, al haber prescindido de una estructura defensiva, han sabido compensarlo bastante bien con otros métodos de defensa:

• Deptodefensa: Muchos nudibranquios han conseguido cierta inmunidad frente a defensas de otros invertebrados, por lo que a la hora de ingerirlos y digerirlos, consiguen transportar dichas estructuras de defensa a las ceratas de sus mantos (por ejemplo, muchas especies suelen incorporar los cnidocitos de muchos cnidarios).
• Glándulas: Muchos nudibranquios poseen células en su piel que poseen compuestos tóxicos o corrosivos, como el ácido sulfúrico.
• Coloración: Una de las principales defensas de los nudibranquios. Poseen colores muy llamativos que les hacen llamar la atención de sus depredadores, haciéndose ver menos ''apetitosos'' y que pueden poseer numerosas armas químicas, pasando a ser poco apetecibles.
• Pie mucoso: Esta estructura les permite secretar unas sustancias mucosas que les ayudan a escapar de ataques de sus depredadores.

¿NUDIBRANQUIOS EN CAUTIVIDAD?, DEFINITIVAMENTE NO

Por muy llamativas y exóticas que parezcan estas maravillosas criaturas marinas, su cría en cautiverio resulta imposible.

No existen parámetros de agua que sirvan para la mayoría de nudibranquios, además la dieta de muchas especies se basa en especies muy puntuales de poríferos y cnidarios.

Por este motivo, no deberíamos alterar el ecosistema tan delicado que requieren y mucho menos extraerlos de él.

Jorunna parva, ''conejo de mar''

La lactoferrina y su dura lucha contra el moho

La lucha por la conservación idónea de alimentos va ligada al ser humano desde que pasamos de ser cazadores-recolectores, hasta que nos asentamos en campamentos y comenzamos una vida más sedentaria, en el Neolítico (hace unos 10.000 años). Esto nos llevó a una situación de mayor provisión de alimentos y, por consiguiente, la necesidad de guardar dichos alimentos en buen estado.

Con el paso del tiempo, numerosas técnicas de conservación de alimentos han sido desarrolladas

permitiendo así un mayor tiempo de conserva de alimentos y evitar así su descomposición.

No obstante el proceso de esterilización no se completa solo con esto, también debemos combatir contra infecciones microbianas, las cuales convierten nuestra comida en focos de enfermedades y/o infecciones.

MICROBIOLOGÍA

Desde el siglo XIX, tanto para la industria alimentaria como para la industria farmacéutica y médica, ha sido importante la investigación en Microbiología. Uno de los objetivos de esta ciencia es el estudio de los denominados microorganismos (pequeños organismos que no superen los 10 micrómetros de tamaño).

Un ejemplo de trabajo de investigación en Microbiología alimentaria, sería el expuesto en la página web de Biotech Spain: http://biotech-spain.com/es/articles/descubren-c-mo-una-prote-na-del-sistema-inmune-elimina-bacterias-y-hongos/.

En este trabajo, investigadores de la Universidad de Oviedo han descrito la actividad de la proteína lactoferrina en la actividad metabólica de hongos y levaduras. Para ello, introduciremos una idea general del metabolismo microbiano.

NUTRICIÓN MICROBIANA

La nutrición como tal, se trata de un proceso mediante el cual un organismo vivo obtiene energía a través de una serie de nutrientes, los cuales van a sufrir una serie de procesos de oxidación (pérdida de electrones, normalmente en procesos de degradación de compuestos) y reducción (ganancia de electrones, normalmente en procesos de creación de compuestos complejos a partir de otros más simples).

Todos estos procesos y/o conjuntos de reacciones metabólicas van a tener como principal función la obtención de energía en forma de ATP (la molécula energética por excelencia, aunque en algunos casos también se utilizan el UTP y/o el GTP). Existen numerosos procesos metabólicos, pero nos centraremos en el afectado por la lactoferrina.

FOSFORILACIÓN OXIDATIVA Y CADENA DE TRANSPORTE ELECTRÓNICO

A través de un nutriente inicial y tras una serie de procesos metabólicos catalizados por numerosas enzimas, se va producir un movimiento de electrones mediante una serie de transportadores (normalmente se trata del par NA(P)D+/NA(P)DH y del par FAD+/FADH2) que se van a encargar de transportar esos electrones a un complejo mutienzimático denominado cadena de transporte de electrones, mediante la cual se generarán moléculas de ATP mediante una enzima, la H+/ATP-asa.

Los electrones recorren una serie de complejos dentro de la cadena (distintos según el tipo de nutrición), provocando: la creación de un compuesto reducido (aceptor final de electrones) y la creación de una fuerza protón-motriz mediante la translocación de protones en el proceso (la cual provocará la síntesis de ATP).

Cadena de transporte de organismos fotosintéticos oxigénicos

LACTOFERRINA E INHIBICIÓN DE LA H+/ATP-ASA

La lactoferrina o lactotransferrina (LTF) se trata de una proteína globular de unos 80 kiloDaltons de tamaño que pertenece a la familia de las transferrinas. Está presente en nuestro sistema inmunitario innato, en fluidos mucosos como la saliva. Fue descubierta hace unos 30 años, pero su funcionalidad no fue descubierta hasta hace unos meses por los investigadores de la Universidad de Oviedo que he mencionado anteriormente.

Estructura molecular de la lactoferrina

Esta proteína posee una alta afinidad por el hierro (Fe). Este hecho permite su actividad antimicrobiana, ya que priva a las bacterias del hierro libre necesario para crecer y a su vez afecta al funcionamiento de su H+/ATP-asa.

Se crean por lo tanto dos situaciones:

• Acidificación el interior celular de la bacteria al no poder controlar el movimiento de protones (H+) y por tanto, el pH.
• Síntesis de ATP nula, ya que se inhibe esta enzima metabólica, principal productora del ATP.

A su vez, el estudio de esta proteína presente en la leche, ha provocado el uso de un nuevo recurso de esterilización de alimentos, la denominada pasteurización en frío, basada en la irradiación de los alimentos con fines esterilizantes.

Esta pasteurización es bastante más eficiente que la pasteurización en caliente, debido a que hay menor pérdida de propiedades nutritivas en el alimento.

Por otra parte, esta investigación ha provocado el alivio de numerosos científicos que cada día luchan contra las bacterias resistentes a antibióticos, habiéndose descubierto una ''diana'' bacteriana contra estructuras básicas para su desarrollo.

Cada día son más los microorganismos que crean resistencia ante antibióticos debido al uso indiscriminado y abusivo de antibióticos; no obstante, con compañeros como la lactoferrina, estamos más cerca de ganar la lucha ante los microorganismos perjudiciales.

La ambición por el saber, asignatura pendiente del ser humano

Desde los inicios de la humanidad, hemos sido testigos del crecimiento exponencial del cerebro humano. Podríamos fijar un inicio de este hecho tras la invención del fuego, y la posterior ingesta de, sobretodo, carne cocinada; esto nos llevó hacia una evolución biológica de nuestro sistema digestivo, reestructurándose de manera que quedó reducido en tamaño.
Estos cambios dieron lugar a un aumento del tejido nervioso cerebral (Teoría del tejido costoso), y en consecuencia, una mejora a nivel encefálico que nos llevaría al primer puesto en índice de encefalización en el Reino Animal.

Con esto, la ambición por el saber ha sido cada vez mayor en el ser humano, hasta llegar a un punto de intentar mejorar aún más las capacidades neuronales artificialmente. 

Como el caso de un grupo de investigadores españoles, los cuales han dado con los primeros indicios de mejora cognitiva mediante un péptido; para una mayor comprensión, introduciremos una serie de términos relacionados con este campo de estudio.

NEUROBIOLOGÍA

La Neurobiología puede definirse como la rama de la Biología que se centra en el estudio del Sistema Nervioso Central (SNC), las células de éste y la organización y fisiología de estas celulas en conjunto.

Se trata de un campo bastante atrayente en investigación, ¿a quién no le interesaría saber como funciona nuestro gran disco duro?

LA NEURONA, UNIDAD BÁSICA DE NUESTRO SISTEMA NERVIOSO

Una de las muchas células que componen este tejido son las denominadas neuronas. Son células especializadas en la transmisión del impulso nervioso y la recepción de estímulos, lo cual consiguen gracias a su característica excitabilidad eléctrica de su membrana plasmática, dando lugar al proceso de sinapsis.

Morfología de la neurona

Estas células, poseen un soma o pericarion central (cuerpo celular) el cual contiene el núcleo celular y puede verse ramificado en las denominadas dendritas, las cuales transmiten los impulsos nerviosos procedentes de otras neuronas adyacentes hacia el axón (prolongación que normalmente suele ir rodeada de una vaina de mielina) hasta llegar a las ramificaciones terminales de éste, llegando el impulso nervioso a otra neurona o célula diana.

SINAPSIS Y TRANSFERENCIA DE INFORMACIÓN

Gracias a estas unidades funcionales básicas, como anteriormente he mencionado, se da lugar el proceso de sinapsis. Su principal modo de funcionamiento se basa en la transmisión del impulso nervioso.

Este mecanismo fisiológico de transferencia de información, tiene lugar entre dos neuronas, o bien entre una neurona y una célula de otro tejido (por ejemplo, muscular) a la que denominaremos célula diana.

Este proceso comienza con una descarga eléctrica a nivel de las terminaciones del extremo del axón de la célula emisora o célula presináptica. Esto produce una corriente en la membrana de la célula al llegar el impulso a las terminaciones; tras esto la propia neurona comienza a segregar una serie de sustancias químicas denominadas neurotransmisores (entre los que destacan la acetilcolina y la noradrenalina), así, da comienzo una fase de descarga química.

Proceso sináptico

Estos neurotransmisores son expulsados al espacio sináptico que separa ambas neuronas y/o la neurona y la célula diana. Inmediatamente, estos compuestos son captados por una serie de receptores de membrana del botón dendrítico de la neurona adyacente a la presináptica, denominada célula post-sináptica. Los neurotransmisores serán los encargados de producir la excitación, inhibición o cualquier otra acción de la célula que ha recibido el impulso nervioso.

Nos encontramos dos tipos de sinapsis:

• Sinapsis eléctrica: Se da entre neuronas unidas mediante conexiones celulares (como uniones GAP). No se produce por la secreción de neurotransmisores, sino por la secreción de iones entre las uniones celulares de las células.

• Sinapsis química: Se da entre neuronas separadas por algunos nanómetros (10e-9m) de longitud. En este caso si hay secreción de neurotransmisores.

PÉPTIDO FGL Y AUMENTO DE LA PLASTICIDAD SINÁPTICA

Una serie de investigadores españoles, ha conseguido utilizar un péptido denominado FGL (FGLoop) con el fin de mejorar la plasticidad sináptica de nuestro cerebro (artículo publicado en la revista Investigación y ciencia : http://www.investigacionyciencia.es/noticias/la-plasticidad-sinptica-base-del-aprendizaje-y-la-memoria-10001).

Podemos definir como plasticidad sináptica o neuronal a la propiedad de las neuronas que, mediante su naturaleza transmisora, permite modular la percepción de los estímulos del medio. Esta característica, hace posible la capacidad de cognición y aprendizaje y se ve mejorada con la acción de éste péptido.

Péptido FGL

Fuente: http://www.investigacionyciencia.es/noticias/la-plasticidad-sinptica-base-del-aprendizaje-y-la-memoria-10001

Tal y como se menciona en el artículo, el modo de acción de este fragmento proteico, es inducir la creación de nuevos receptores AMPA (tipo específico de recepetores de glutamato) en las regiones sinápticas de la zona del hipocampo cerebral, zona que interviene de diversas maneras en procesos de aprendizaje y memoria. En conclusión, este péptido, tras una cascada de reacciones da lugar a una mejora de la plasticidad neuronal, habiéndose probado su efectividad incluso en ratones.

No obstante, aún se trabaja en una posible administración a nivel humano mediante métodos farmacológicos, así que habrá que esperar para poder ser unos ''cerebritos''.