Un misterio resolvió la ciencia después de siglos de preguntas. Investigadores descubrieron que las retinas de las aves pueden funcionar sin oxígeno y desafiaron lo que se creía sobre el funcionamiento de los tejidos nerviosos.
Este hallazgo, que fue publicado en la revista Nature, no solo cambia la visión sobre la biología de las aves, también abre nuevas ideas para tratar daños cerebrales en humanos, como los que produce un ataque cerebral.
El estudio estuvo a cargo de Christian Damsgaard, biólogo y profesor asociado, y Jens Randel Nyengaard, profesor de Medicina Clínica, ambos de la Universidad de Aarhus, en Dinamarca. Participaron especialistas en anestesia veterinaria y biología molecular.
El enigma de la visión perfecta en las aves
Las células nerviosas mueren rápido cuando falta oxígeno. Por eso, la retina, un tejido que consume mucha energía, siempre se consideró dependiente de vasos sanguíneos.
En la mayoría de los animales, los vasos sanguíneos alimentan a los tejidos nerviosos. Las neuronas requieren mucha energía. La retina, ubicada en la parte posterior del ojo, demanda más energía que cualquier otro tejido del cuerpo.
En las aves surge una paradoja: su retina no tiene vasos sanguíneos. Se llama retina avascular. Esto mejora la visión porque los vasos pueden bloquear el paso de la luz hacia los fotorreceptores. El misterio era cómo este tejido sobrevive sin oxígeno.
Damsgaard dijo: “Según todo lo que sabemos de fisiología, este tejido no debería poder funcionar”. Resolver este enigma llevó ocho años de trabajo y un equipo que sumó distintas disciplinas.
El secreto de la retina
Durante siglos se pensó que una estructura llamada pecten oculi, con forma de peine y muy vascularizada, llevaba oxígeno a la retina.
El pecten oculi sobresale dentro del ojo de las aves y su función intrigó a los investigadores desde el siglo XVII. El grupo de investigación observó que nadie había medido los niveles de oxígeno en la retina de un ave en condiciones normales.
Nyengaard explicó: “Hacerlo es técnicamente muy exigente. Se necesita mantener al animal en condiciones fisiológicas estables y tomar mediciones muy delicadas”.
En 2020, la colaboración con la especialista en anestesia veterinaria Catherine Williams permitió obtener esos datos. Los resultados sorprendieron: el pecten no aporta oxígeno a la retina. Los investigadores comprobaron que la mitad interna de la retina vive siempre sin oxígeno.
El equipo combinó fisiología, biología molecular, imágenes y análisis computacional para entender cómo la retina produce energía sin oxígeno. Usaron transcriptómica espacial, una técnica que muestra la actividad de miles de genes en distintas partes del tejido.
Así descubrieron que los genes relacionados con la glucólisis anaeróbica, que obtiene energía sin oxígeno, se activan en las zonas sin oxígeno.
El siguiente enigma fue entender cómo la retina, tan demandante, sobrevive con una vía energética tan poco eficiente. La glucólisis anaeróbica aporta quince veces menos energía que el metabolismo con oxígeno.
El uso de azúcar en la retina de las aves es mucho mayor que en el resto del cerebro. Para confirmarlo, el equipo aplicó técnicas de imagen con azúcar marcado radiactivamente.
La clave volvió al pecten oculi. Los datos de transcriptómica mostraron que el pecten tiene muchos transportadores de glucosa y lactato. Así se reveló su función: el pecten lleva azúcar a la retina y retira el lactato, un residuo del metabolismo sin oxígeno.
“El pecten no es un proveedor de oxígeno. Es un sistema de transporte de combustible y de residuos”, expresó Nyengaard.
El hallazgo cambia lo que la ciencia pensaba sobre esta estructura. Nyengaard agregó: “Estamos derribando un castillo de naipes y construyendo otro. Los resultados de la ciencia no son inamovibles. Los nuevos datos aportan nuevo conocimiento”.
Aportes potenciales para la medicina
El equipo de la Universidad de Aarhus indicó que la ausencia de vasos sanguíneos en la retina mejora la agudeza visual y que esta adaptación surgió en los antecesores de las aves, los dinosaurios.
La investigación es ciencia básica, pero los investigadores indican que los resultados pueden tener implicancias médicas.
Nyengaard explicó: “En condiciones como los infartos cerebrales, los tejidos humanos sufren porque se reduce el suministro de oxígeno y se acumulan residuos metabólicos”.
La retina de las aves funciona sin oxígeno. Comprender este mecanismo evolutivo podría inspirar nuevas ideas sobre por qué los tejidos fallan bajo falta de oxígeno y cómo se podrían tratar esas enfermedades.