Óssos i hibernació: noves claus sobre el metabolisme en condicions extremes
Els óssos que hibernen són capaços de produir un potent inhibidor de la degradació de proteïnes; això explicaria que no perdin la massa muscular després de llargs períodes d'hibernació. Aquesta és la conclusió principal de l'estudi publicat a la revista Clinical Nutrition, dirigit pel catedràtic Josep M. Argilés i signat també per Francisco J. López-Soriano, Gemma Fuster, Sílvia Busquets i Vanessa Almendro, membres del GRC en Bioquímica i Biologia Molecular del Càncer de la UB.
Els óssos que hibernen són capaços de produir un potent inhibidor de la degradació de proteïnes; això explicaria que no perdin la massa muscular després de llargs períodes d'hibernació. Aquesta és la conclusió principal de l'estudi publicat a la revista Clinical Nutrition, dirigit pel catedràtic Josep M. Argilés i signat també per Francisco J. López-Soriano, Gemma Fuster, Sílvia Busquets i Vanessa Almendro, membres del GRC en Bioquímica i Biologia Molecular del Càncer de la UB.
En l'article, que porta per títol «Antiproteolytic effects of plasma from hibernating bears: a new approach for muscle wasting therapy?», l'equip investiga per primer cop la raó fisiològica que explicaria un efecte --els óssos hibernants no perden teixit muscular, només greix-- ben conegut per la comunitat científica. En el protocol experimental, s'ha estudiat la resposta fisiològica de cèl·lules musculars de rates de laboratori cultivades amb plasma d'ós bru hibernant i fora de l'època d'hibernació (en concret, de l' Ursus arctos de la Vall d'Aran, als Pirineus, una espècie protegida des del 1973). En contacte amb el plasma de l'ós hibernant, la taxa de degradació de proteïnes en el múscul de les rates es reduïa en un 40 %. «Pensem, per això, que el plasma dels óssos hibernants conté un factor regulador de la degradació de proteïnes que bloqueja aquest procés en l'organisme», explica Argilés, catedràtic del Departament de Bioquímica i Biologia Molecular de la Facultat de Biologia.
Per què estudiar els óssos com a model fisiològic? El cicle vital d'aquest mamífer de grans dimensions està determinat per la hibernació, i en el cas de l'ós bru dels Pirineus, sol iniciar-se durant la segona quinzena de novembre, i acaba entre el març i l'abril. Durant el temps d'hibernació, l'ós pot resistir fins a tres mesos sense aliments ni aigua i disminueix l'activitat metabòlica per adaptar-la a les condicions límit. A més, l'ós té un metabolisme força estable i conserva la temperatura corporal en situacions extremes.
En general, la destrucció de teixit muscular (caquèxia) és un senyal d'estrès metabòlic, i en el cas de les persones s'associa a certes patologies (càncer, SIDA) o bé a llargs estadis de desnutrició, immobilització, microgravetat, etc. Les vies principals de degradació de proteïnes en les cèl·lules són els lisosomes i els proteasomes, responsables de prop del 80 % de l'activitat proteolítica. Però en un sentit ampli, els mecanismes de degradació de les proteïnes encara no són prou coneguts. «Comparat amb el que sabem sobre la síntesi de proteïnes, dels processos sobre degradació encara se'n sap molt poc, i en especial de la regulació. Per això, aquest potencial inhibidor del plasma dels óssos hibernants podria regular la proteòlisi de manera natural, i això podria tenir una sèrie d'implicacions terapèutiques», apunta Argilés.
El 1993, el GRC en Bioquímica i Biologia Molecular del Càncer de la UB era pioner en la descripció del sistema proteolític involucrat en la pèrdua de massa muscular en les patologies: el sistema ubiquitina-proteasoma. Aquest sistema --una cascada enzimàtica-- és la principal via cel·lular per al recanvi de proteïnes i participa també en processos cel·lulars crítics (cicle cel·lular, reparació de DNA, etc.). Anys després d'aquesta primera descoberta, és ara el mateix equip científic de la UB el primer que detecta un potencial inhibidor natural de l'engranatge cel·lular del metabolisme de proteïnes.
Actualment, els experts continuen la tasca investigadora per identificar el factor que provoca l'efecte antiproteolític, una descoberta que podria obrir la porta a futures estratègies terapèutiques per al tractament de la caquèxia. «En molts casos, la resposta a algunes malalties passa per estudiar la natura», comenta Argilés, organitzador també del Congrés Mundial de Caquèxia, que tindrà lloc a Barcelona el 2009. En la recerca publicada al Clinical Nutrition, també hi han col·laborat Santiago Palazón (Universitat de Barcelona) i Jesús Fernández (Parc Zoològic de Barcelona).