Tejidos y Órganos q-bio.TO

El ratón con progeria envejece a un ritmo acelerado: a las cinco semanas ya muestra daños visibles en la aorta y la piel. Los científicos insertaron en su genoma un interruptor que, al recibir la orden, pone en marcha la producción de la proteína Δ133p53α.

La pared de la vejiga no es un globo de goma. Cuando el órgano se vacía, su superficie se arruga como un papel hecho una bola, y la tensión varía de un punto a otro. Antes, para medirla, se pintaban motas sobre el tejido. Pero la tinta por sí sola cambia el comportamiento del tejido vivo, como una capa extra de cinta adhesiva en un globo. El nuevo método prescinde de la tinta.

El tendón del hombro es como un cable que sostiene el brazo y le permite girar. Cuando ese cable sufre una lesión, su estructura interna cambia y empieza a estirarse de otra manera. En este trabajo tomaron el tendón del supraespinoso de una rata y lo estiraron a lo largo de sus fibras, registrando a la vez cómo se desplazaba cada punto en su interior.

Un tumor en el riñón crece como una mala hierba que ha aprendido a esconderse del jardinero. El sistema inmunitario —ese jardinero— simplemente no lo ve. Los médicos prueban distintos fármacos, pero la enfermedad se comporta de manera diferente en cada persona. Los autores del estudio han creado una copia informática de esta lucha.

Cuando el embrión crece, sus células no solo se dividen: están en constante contacto con sus vecinas, como las personas en un autobús lleno. De la fuerza de esos contactos depende hacia dónde se mueve una célula y qué forma adquiere el tejido. Los científicos han estudiado cómo cambia la 'pegajosidad' de las células en las etapas más tempranas del desarrollo.

Una curva de supervivencia se parece al perfil de una multitud que avanza por un pasillo largo: al principio todos juntos, luego algunos se van quedando atrás y al final solo quedan unos pocos. Si el pasillo termina en un precipicio abrupto, la multitud cae casi al mismo tiempo, y en el gráfico eso se ve como un rectángulo.

En una imagen de los pulmones se ve un árbol: el tronco es la tráquea, las ramas son los bronquios y las hojas, los alvéolos. Pero, ¿cómo se reparte el aire por esas ramas? Los científicos han construido un modelo computacional que reproduce la forma de los pulmones a partir de imágenes de tomografía computarizada.

Cuando te cortas un dedo, las células de la piel comienzan a trabajar en conjunto: unas se dividen, otras se arrastran hacia la herida, y otras se quedan quietas. Pero cómo decide exactamente una célula qué hacer a continuación depende de su 'agenda' interna: el ciclo celular.

De noche, cuando el ratón corre por la rueda dentro de la jaula, el comedero automático se abre y suelta una ración de pienso. Así empieza un experimento en el que 528 ratones vivieron toda su vida bajo la vigilancia de sensores y balanzas.

El corazón no impulsa la sangre en un chorro uniforme, sino a golpes. Cada latido es una onda que corre por las arterias, como las ondas en una manguera tensa. Durante mucho tiempo se pensó que la tasa metabólica de los animales dependía solo de cómo se ramifican los vasos, como las tuberías de una casa.

En cada célula hay un sensor que vigila el nivel de energía, igual que un contador inteligente en una casa vigila el consumo de electricidad. Cuando la energía escasea, activa el modo de ahorro: la célula empieza a gastar menos y a almacenar más. Los científicos sospechaban desde hace tiempo que el envejecimiento tiene que ver con que ese sensor, con los años, deja de responder como debería.

Una multitud en una plaza de la ciudad se comporta de manera diferente según si las personas se toman de las manos. Si cada uno solo roza ligeramente el codo del vecino, la gente se dispersa fácilmente en todas direcciones: la multitud se expande como una alfombra uniforme.

Después de un infarto, la zona muerta del músculo cardíaco puede intentar reemplazarse con células vivas cultivadas a partir de células madre. Pero a menudo ocurre un contratiempo: el injerto recién colocado empieza a actuar como su propio marcapasos y el corazón se desvía de su ritmo correcto.

La sal de mesa es uno de los alimentos más estudiados en medicina. Durante décadas, a los estudiantes se les enseñó el modelo de Arthur Guyton: comes salado, la sangre se diluye, el volumen aumenta temporalmente, los riñones eliminan el exceso de agua de inmediato y todo vuelve a la normalidad. Un esquema elegante, parecido al flotador de una cisterna.

Las células madre sanguíneas se parecen a las llaves de repuesto de una casa: abren la puerta de cualquier habitación, pero con el tiempo se desgastan y empiezan a atascarse. En una persona mayor, esas llaves encajan peor en las cerraduras y la sangre se renueva más despacio.

El metro corre a toda velocidad por el túnel, y los pasajeros del último vagón ni siquiera se tambalean. Así funciona más o menos el flujo sanguíneo en los pulmones: el corazón impulsa la sangre con potentes sacudidas, pero para cuando llega a las venas, la pulsación casi ha desaparecido.

Un coágulo crece como una bola de nieve que rueda montaña abajo: al principio es pequeño, va atrapando capas nuevas, y cuándo se convertirá en una avalancha es difícil de adivinar. En la sangre se desencadena una larga cadena de reacciones —la cascada de coagulación—, donde una sustancia despierta a otra y el coágulo gana masa.

Un golpe en la cabeza es malo. ¿Y una serie de golpes? Aquí la cosa se complica, y los modelos computacionales habituales del cerebro no lo tienen en cuenta: tratan cada golpe como si fuera el primero. Pero el cerebro no es una bola de hierro; recuerda las cargas anteriores.

El maniquí en la silla se inclina hacia atrás: la cabeza golpea el suelo. Dentro de la cabeza, en tres placas de Petri, viven células nerviosas humanas. Sienten el golpe igual que un cerebro real en una caída. El experimento es sencillo: se dejó caer al maniquí desde la posición sentada en ángulos de 30, 60 y 90 grados.

El pulso en la sien late como la avenida principal de una ciudad: por él se ve cómo envejecen las carreteras. En la muñeca, la señal se parece más a una calle de las afueras, donde el ruido de los coches ahoga los detalles importantes. Los científicos compararon estos dos puntos para entender dónde deja la edad la huella más nítida.

Una tubería vieja suena distinto que una nueva. El tubo que ha perdido flexibilidad responde a cada empujón del agua con un eco seco, que vuelve a la bomba más rápido que en una instalación joven. Algo parecido ocurre con nuestras arterias: con los años sus paredes se endurecen, y la onda del pulso, al llegar a los vasos pequeños, se refleja de vuelta hacia el corazón casi sin demora.

En un hígado fibrótico ocurre algo parecido a lo que sucede en una ciudad tras un asedio prolongado: surgen barrios donde la vida se ha detenido. En lugar de células que trabajan hay tejido cicatricial, y dentro de él se esconden macrófagos senescentes.

Un gusano de un milímetro se come átomos marcados y entonces empieza el baile. Cada átomo de carbono y de nitrógeno que entra en el cuerpo ocupa su lugar en las células: forma parte de las proteínas, las grasas, el ADN.

Una persona arrastra dos sacos cuesta arriba. Uno está lleno de azúcar que el cuerpo no logra asimilar. El otro contiene los años que el cuerpo vivió más rápido que el calendario. Mientras los sacos pesan poco, se puede caminar. Pero si ambos se llenan hasta el borde, las piernas flaquean y la persona cae, y no con una sola enfermedad, sino con varias a la vez.

El plato de cada mujer en tres países africanos se arma con ingredientes locales, no con recomendaciones universales. En Gambia, Kenia y Mozambique, los investigadores preguntaron durante tres años y medio a 7715 mujeres qué habían comido en las últimas veinticuatro horas y clasificaron las respuestas en diez estantes de productos: cereales, legumbres, verduras, frutas, carne, pescado, lácteos, huevos, frutos secos…

Una pastilla de aspirina se parece a una llave que no abre todas las cerraduras. En un gran estudio con personas mayores, esa llave casi nunca giraba: la vida sin discapacidad no se alargaba. Pero en algunas cerraduras, sobre todo en las de personas con diabetes, exceso de peso y presión alta, la llave sí funcionaba. Por qué ocurre esto siguió siendo un enigma durante mucho tiempo.

La orquesta interpreta una marcha fúnebre y el director no tiene la culpa de las notas elegidas. Pero basta con que agite la batuta con más energía para que la música suene más fuerte y las paredes de la sala tiemblen. Así también la microglía, las células inmunitarias del cerebro, no inicia la enfermedad, pero puede convertir una extinción silenciosa en un derrumbe.

Un forense llega a la escena del crimen y toma huellas dactilares. Los relojes epigenéticos funcionan igual: a partir de las marcas químicas del ADN determinan cuánto ha envejecido una célula. El tumor deja sus propias «huellas», y casi siempre estas hablan de decrepitud.

En la célula hay centrales eléctricas, las mitocondrias, que producen energía. Pero cuando la célula se vuelve cancerosa, esas centrales empiezan a trabajar para ella y la ayudan a dividirse sin control. Los científicos tomaron curcuma común, esa misma especia amarilla, y le pegaron una «dirección» química que hace que se acumule precisamente en las mitocondrias.

En la casa donde vive el metabolismo aparece un invitado inesperado. No derriba paredes ni se lleva los muebles, pero cambia las cosas de sitio hasta que las rutas de siempre se vuelven un laberinto. En las personas con síndrome de Down, ese invitado es un cromosoma 21 de más y, hasta hace poco, resultaba difícil entender qué cambia exactamente en el funcionamiento del organismo.

En un portal con mala iluminación hay dos guardias. Uno, al oír un paso fuerte, se agarra a la puerta para que no dé un portazo. El otro, sentado junto al cuadro eléctrico, gira el regulador del brillo de la lámpara cuando el ruido se vuelve insoportable. Desde fuera no se distingue quién actuó: la puerta está entornada, la luz atenuada y en el registro solo hay una anotación: «hubo mucho ruido».

Imagina que intentas averiguar qué ocurrió en una habitación por el sonido que queda después de un disparo. El disparo ya no está, pero el eco aún resuena en las paredes. Así, aproximadamente, un neuropatólogo observa un corte de tejido cerebral en el que no aparece el tumor: la biopsia solo ha tomado tejido sano que ha reaccionado a la enfermedad.

Dentro de cada célula hay plantas de reciclaje de desechos: los lisosomas. Para digerir la basura necesitan un medio ácido, y el ácido lo inyecta una bomba molecular, la V-ATPasa. Con la edad esta bomba trabaja cada vez menos y los lisosomas dejan de cumplir su función.

En una gran orquesta cada músico conoce su parte: el violinista lleva la melodía, el violonchelo sostiene el bajo, la flauta entra en los silencios. Si un día el violinista se pusiera a tocar la parte de la trompa, la música se desmoronaría, aunque los instrumentos siguieran intactos.

Un traductor que por fin apaga el ruido de la sala escucha cada palabra por primera vez. Algo parecido le ocurría al reloj de envejecimiento en orina, que durante mucho tiempo confundía el ruido de los riñones con la señal de la edad: los riñones filtran la orina y su actividad modifica el conjunto de fragmentos proteicos con los que se juzga el desgaste del organismo.

La vejez empieza cuando las cosas cotidianas se vuelven más rígidas: la piel, las articulaciones, las paredes de los vasos. El intestino no es una excepción. Su capa muscular acumula colágeno con los años y el tejido deja de ser elástico.

La instalación eléctrica vieja de una casa no avisa de golpe: las bombillas todavía encienden, pero la luz se ha vuelto más tenue y los interruptores a veces responden con retraso. Algo parecido ocurre con el envejecimiento de las uniones neuromusculares, esos contactos por los que el nervio ordena a la fibra muscular que se contraiga.

Una placa de laboratorio con células cancerosas se parece a una ciudad tras un terremoto: algunos edificios aguantaron en pie, otros se derrumbaron, y las grietas muestran dónde golpeó el sismo. La quimioterapia ataca el ADN, pero ver ese golpe directamente es difícil: los daños están repartidos por todo el genoma y por muchísimas células.

Tres ratonas en una jaula, y cada una con su propio horario. Una olfatea las virutas, otra roe un grano, la tercera se queda quieta junto al bebedero. Al cabo de un mes, una de ellas recibirá una inyección que detendrá temporalmente su reloj interno, mientras que las otras dos seguirán viviendo según lo previsto.

Un ratón recibe un pienso al que le falta un aminoácido y en cinco días pierde la quinta parte de su peso. Su grasa blanca se oscurece, como si dentro se hubieran encendido pequeñas estufas. No es hambre ni ejercicio: sencillamente se ha retirado la cisteína de la dieta.