Plantas bajo anestesia
La Venus atrapamoscas carnívora puede ser anestesiada con éter: Surgen sorprendentes paralelismos con la anestesia en humanos
La medicina dispone de un amplio repertorio de anestésicos en su medicación que permite a los pacientes soportar mejor los tratamientos dolorosos o incluso dormir durante ellos. Ya en 1842 se utilizó por primera vez el éter para un tratamiento dental en Nueva York. Desde entonces, este anestésico ha sido uno de los principales en todo el mundo durante más de 100 años.
Una Venus atrapamoscas anestesiada (arriba) ya no puede cerrarse cuando se la estimula (hormiga). La razón es que el éter impide la propagación de una señal de calcio desde el pelo sensorial hasta la trampa (derecha).
Sönke Scherzer / Universität Würzburg
Sorprendentemente, la anestesia también es posible en las plantas. Claude Bernard demostró en 1878 que la planta sensible al tacto Mimosa pudica no reaccionaba al tacto bajo la influencia del éter cerrando sus hojas. Llegó a la conclusión de que las plantas y los animales deben tener una esencia biológica común que se ve alterada por los anestésicos.
Los anestésicos de éter se utilizaban durante la cirugía, el parto y en los tratamientos paliativos para quitar el dolor a los pacientes. Sin embargo, el mecanismo exacto de acción nunca se ha dilucidado. Incluso con los anestésicos modernos, a menudo no está claro cómo y dónde funcionan. Una de las razones es, sin duda, que el ser humano es un sujeto de investigación muy delicado.
La Venus atrapamoscas tiene un sistema distintivo de transmisión de estímulos
Aquí es donde han intervenido ahora los investigadores de plantas de la Universidad Julius-Maximilians (JMU) de Würzburg, en Baviera (Alemania). El equipo del profesor Rainer Hedrich lleva más de diez años investigando la Venus atrapamoscas. Ya ha conseguido muchos conocimientos innovadores sobre la vida de esta planta carnívora.
"A diferencia de la mayoría de las plantas, la Venus atrapamoscas es especialmente sensible al tacto. En respuesta a estos estímulos, se desencadenan impulsos eléctricos que se transmiten con extrema rapidez para atrapar a las presas animales", explica Hedrich.
Los impulsos eléctricos (potenciales de acción, PA) del atrapamoscas son comparables a los de nuestro sistema nervioso. Es cierto que las plantas no tienen un sistema nervioso propio. Pero sí transmiten información eléctrica en su tejido conductor, por ejemplo para cerrar la trampa a la velocidad del rayo: "En 2016, pudimos demostrar que la Venus atrapamoscas, al igual que un humano, no solo puede percibir el tacto, sino también contar y recordar los PA que ha disparado", explica el profesor de Würzburg. "Así que tenía sentido probar si el éter afecta al sentido del tacto de la planta carnívora y cómo lo hace".
Había que tomar precauciones de seguridad contra las explosiones
Sin embargo, antes de anestesiar a la planta, había que superar algunos obstáculos complicados para poder utilizar el gas éter, que es altamente explosivo.
"Desgraciadamente, en el uso médico del éter se produjeron repetidas explosiones con resultado de muerte. Por eso mandamos fabricar un dispositivo protegido contra explosiones para poder trabajar de forma segura sin hacer estallar todo el instituto", informa el Dr. Sönke Scherzer con una sonrisa.
Así, los investigadores de Würzburg descubrieron que la Venus atrapamoscas puede ser anestesiada, de forma similar a un ser humano, y que no reacciona al tacto durante ese tiempo. Las investigaciones sobre la memoria de la trampa demostraron incluso que ésta no puede "recordar" los toques durante la anestesia. Por tanto, su reacción no difiere de la de un paciente, como informa el equipo de Hedrich en la revista Scientific Reports.
La Venus atrapamoscas aporta información sobre el mecanismo de acción del éter
"Sin embargo, las cosas se pusieron realmente emocionantes cuando descubrimos que las trampas anestesiadas pueden percibir el tacto localmente, pero no pueden transmitirlo", dice Sönke Scherzer, primer autor del trabajo.
Cada toque de los pelos sensoriales provoca la liberación de la molécula de señalización de calcio en la Venus atrapamoscas. Esta molécula también desempeña un papel decisivo en la transmisión de estímulos en los seres humanos.
En la planta, sin embargo, los investigadores de la JMU lograron hacer visible la señal de calcio expresando sensores de calcio codificados genéticamente. Descubrieron que la señal de calcio se sigue produciendo en los pelos sensoriales de las plantas anestesiadas después de un toque, pero que ya no sale de este sensor táctil. Por tanto, el éter interrumpe la transmisión de los estímulos.
"Ahora por fin sabemos en qué tejido actúa el éter", dice Sönke Scherzer. Pero para entender el mecanismo exacto de acción de la anestesia, los investigadores de Würzburg estudiaron en detalle estos pelos y descubrieron que sólo los pelos de las trampas completamente desarrolladas activan la señal rápida de calcio al ser tocadas. Las trampas inmaduras, en cambio, no tienen esta señal y, por tanto, no pueden atrapar ninguna presa.
¿Qué distingue a las trampas maduras de las inmaduras?
"Ahora hemos estudiado en qué se diferencian estas dos etapas de desarrollo y hemos dado con un interesante gen que se encuentra exclusivamente en los pelos de las trampas adultas", dice Rainer Hedrich. Este gen codifica un receptor de glutamato, que aparentemente es responsable de la rápida transmisión de los estímulos. Estos receptores perciben el neurotransmisor glutamato y también se encuentran en los seres humanos, donde participan en la transmisión de estímulos en las sinapsis.
En este caso, los investigadores de la planta recibieron el apoyo del profesor Manfred Heckmann, experto en receptores de glutamato en animales de la JMU de Würzburg. "Efectivamente, vemos señales de calcio cuando estimulamos las trampas externamente con glutamato", dice Heckmann. "Sin embargo, esta respuesta no se produce en las trampas anestesiadas o en las inmaduras sin el receptor de glutamato expresado. Así pues, el receptor de glutamato parece ser un objetivo probable en la anestesia con éter. Cuando se bloquea este receptor, la transmisión del estímulo también se detiene.
"Ahora tenemos que averiguar qué tienen en común los receptores de glutamato de los animales y de las plantas y en qué se diferencian", señala Heckmann en su investigación experimental en curso.
"Con este trabajo, demostramos que la Venus atrapamoscas puede servir como objeto de estudio no sólo para la investigación de las plantas, sino también para la medicina. Con ella, podría ser posible investigar el mecanismo de acción de los fármacos sin tener que realizar experimentos con animales", sostiene Scherzer.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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