Un enigma científico que persistió durante cientos de años ha sido finalmente descifrado. Un equipo de investigadores ha revelado que las retinas de las aves pueden operar sin necesidad de oxígeno, un hallazgo que rompe con los paradigmas establecidos sobre el comportamiento de los tejidos del sistema nervioso.
Esta investigación, cuyos detalles fueron difundidos a través de la prestigiosa revista Nature, no solo transforma nuestra comprensión sobre la biología de las aves, sino que también proyecta nuevas estrategias para abordar lesiones cerebrales en seres humanos, tales como las derivadas de un accidente cerebrovascular.
El proyecto fue liderado por el biólogo y profesor asociado Christian Damsgaard y el profesor de Medicina Clínica Jens Randel Nyengaard, ambos vinculados a la Universidad de Aarhus, situada en Dinamarca. En el estudio también colaboraron expertos en áreas de biología molecular y anestesia veterinaria.
El misterio de la agudeza visual en las aves
De manera tradicional, se sabe que las células nerviosas perecen con rapidez ante la carencia de oxígeno. Bajo esta premisa, la retina —un tejido con una altísima demanda energética— se consideró siempre dependiente de la red de vasos sanguíneos.
En la gran mayoría de las especies animales, los vasos sanguíneos son los encargados de nutrir a los tejidos nerviosos. Las neuronas son estructuras que consumen grandes cantidades de energía. De hecho, la retina, que se localiza en la zona posterior del globo ocular, exige más energía que cualquier otro tejido presente en el organismo.
Sin embargo, las aves presentan una característica excepcional: su retina carece de vasos sanguíneos, una condición denominada retina avascular. Esta particularidad evolutiva les otorga una visión superior, ya que los vasos no interfieren en el trayecto de la luz hacia los fotorreceptores. El gran interrogante era cómo este tejido lograba mantenerse funcional sin suministro directo de oxígeno.
Al respecto, Damsgaard señaló:
“Según todo lo que sabemos de fisiología, este tejido no debería poder funcionar”.
La resolución de este misterio requirió un esfuerzo de ocho años de investigaciones por parte de un equipo multidisciplinario.
La verdadera función del pecten oculi
Por centurias, la comunidad científica creyó que una estructura interna llamada pecten oculi, la cual posee forma de peine y está densamente vascularizada, era la responsable de proveer oxígeno a la retina.
El pecten oculi es una estructura prominente dentro del ojo de las aves que ha generado curiosidad desde el siglo XVII. No obstante, el equipo de investigación notó que nadie había realizado mediciones reales de los niveles de oxígeno en la retina de un ave bajo un estado fisiológico normal.
Nyengaard aclaró las dificultades de este proceso:
“Hacerlo es técnicamente muy exigente. Se necesita mantener al animal en condiciones fisiológicas estables y tomar mediciones muy delicadas”.
Fue en el año 2020 cuando, gracias a la cooperación de la especialista en anestesia veterinaria Catherine Williams, se obtuvieron los primeros datos concretos. Los hallazgos fueron disruptivos: el pecten no suministra oxígeno a la retina. Los científicos confirmaron que la sección interna de la retina subsiste permanentemente en ausencia de oxígeno.
Para comprender cómo la retina genera energía en estas condiciones, el grupo utilizó una combinación de biología molecular, fisiología, técnicas de imagen y modelos computacionales. Emplearon transcriptómica espacial, una metodología avanzada que permite mapear la actividad de miles de genes en regiones específicas del tejido.
Gracias a esto, descubrieron que en las áreas sin oxígeno se activan genes vinculados a la glucólisis anaeróbica, un proceso metabólico que permite obtener energía sin requerir oxígeno.
Un sistema de transporte eficiente
El siguiente reto fue explicar cómo la retina, con su enorme demanda, puede sobrevivir mediante una ruta energética que es quince veces menos eficiente que el metabolismo aeróbico tradicional. Se detectó que el consumo de azúcar en la retina aviar es significativamente superior al de cualquier otra parte del cerebro, lo cual fue validado mediante imágenes con azúcar marcado radiactivamente.
La respuesta final volvió a señalar al pecten oculi. Los análisis de transcriptómica evidenciaron que el pecten posee una gran abundancia de transportadores de glucosa y lactato. Esto reveló su verdadera misión: el pecten suministra azúcar a la retina y se encarga de retirar el lactato, que es el desecho resultante de la producción de energía sin oxígeno.
“El pecten no es un proveedor de oxígeno. Es un sistema de transporte de combustible y de residuos”,
enfatizó Nyengaard.
Este descubrimiento replantea por completo lo que se enseñaba sobre esta estructura ocular. Nyengaard añadió:
“Estamos derribando un castillo de naipes y construyendo otro. Los resultados de la ciencia no son inamovibles. Los nuevos datos aportan nuevo conocimiento”.
Posibles aplicaciones en el campo médico
Los especialistas de la Universidad de Aarhus explicaron que la falta de vasos sanguíneos incrementa la agudeza visual y que esta adaptación se originó en los ancestros de las aves: los dinosaurios.
Si bien se trata de ciencia básica, los investigadores aseguran que los hallazgos tienen un potencial impacto en la medicina humana.
Nyengaard detalló la conexión clínica:
“En condiciones como los infartos cerebrales, los tejidos humanos sufren porque se reduce el suministro de oxígeno y se acumulan residuos metabólicos”.
Dado que la retina de las aves ha evolucionado para funcionar bajo estas condiciones extremas, entender estos mecanismos podría inspirar nuevas ideas para comprender por qué fallan los tejidos humanos ante la hipoxia y desarrollar tratamientos innovadores para dichas patologías.
Fuente: Infobae