El amor, la guerra y la oxitocina

El periódico El País publicó el pasado 3 de enero una noticia que tenía por título: Los chimpancés en ‘guerra’ producen la hormona que activa la xenofobia. La oxitocina fue llamada la hormona del amor pero es fundamental durante los conflictos.

La noticia se refiere a un estudio que muestra que se produce un aumento significativo de los niveles de oxitocina en la orina de chimpancés cuando se enfrentan a un grupo rival.

Pero vayamos por partes, ¿qué es la oxitocina?

La oxitocina es una hormona que se produce en el cerebro de mamíferos y actúa sobre otras partes del cuerpo, siendo especialmente importante en la lactancia, ya que estimula la producción de leche en las glándulas mamarias, y durante el parto, al estimular las contracciones uterinas. Pero su función no acaba aquí, ya que además es un neuropéptido que actúa en el cerebro y se relaciona con el establecimiento y mantenimiento de relaciones sociales y con el comportamiento social en general.

En estudios en roedores se ha comprobado que es clave para el reconocimiento de congéneres y para que se produzca el comportamiento de emparejamiento y de cuidado parental.

En humanos altos niveles de oxitocina están relacionados con un aumento de la confianza, la empatía y la sociabilización, y ciertas alteraciones del comportamiento social como el autismo y la fobia social se relacionan con alteraciones de este neuropéptido.

En cuanto al amor, la oxitocina no es la única hormona que participa en el proceso de enamoramiento. Durante las primeras fases de este la dopamina es la hormona que participa más activamente, provocando los sentimientos de euforia, felicidad, deseo y enfoque a la persona amada. Esta primera fase es seguida por un periodo en la que la oxitocina toma la iniciativa, favoreciendo el vínculo y el apego por la pareja. Además también intervienen otras hormonas como la vasopresina y las endorfinas. Estas últimas dan los sentimientos de seguridad, tranquilidad y paz, que aportan estabilidad a la pareja. Por lo tanto denominar a la oxitocina como “la hormona del amor” es una simplificación enorme de un proceso en el que participan muchas otras moléculas.

Después de todo lo explicado hasta ahora, llama la atención que la oxitocina se relacione con el odio y la xenofobia.

En la noticia podemos leer que “se mostraba a las claras que la oxitocina es un arma de doble filo: consolida el amor del grupo y despierta la agresividad hacia los ajenos.” 

En realidad, tiene mucho sentido que la oxitocina sea fundamental en los conflictos entre grupos. ¿Por qué?

En los conflictos entre grupos, la confianza y la acción cooperativa entre los miembros de cada grupo es fundamental, y aquí es donde la oxitocina juega un papel importante, ya que influiría en la cohesión del grupo. Esta molécula, como hemos visto, influye en la confianza, la coordinación y la cognición social, por lo que sería fundamental para una acción conjunta del grupo ante una amenaza externa.

Obviamente, en un conflicto violento entre grupos aquellos que confíen más en los demás y estén más dispuestos a cooperar tienen más posibilidades de vencer. Por lo tanto, no es tanto que la oxitocina fomente el odio hacia otros grupos, como dice la noticia, sino que favorece la acción grupal ante una amenaza. Así, el aumento de la oxitocina durante enfrentamientos intergrupales tendría un valor adaptativo importante. 

En humanos se ha observado algo parecido. Los conflictos entre grupos se han sucedido a lo largo de toda la historia de nuestra especie y han sido cruciales para la evolución de nuestra acción cooperativa. En los conflictos entre grupos, los humanos se sacrifican para contribuir al bienestar del grupo y agredir al grupo con el que compiten. Hay estudios que han demostrado que la administración de oxitocina en humanos promueve la cooperación grupal y la acción defensiva.

Por lo tanto, la oxitocina no es la hormona responsable de aquel refrán que dice que del amor al odio solo hay un paso, como puede parecer en la noticia. Esta molécula es tan responsable de nuestro vínculo social con otros congéneres como de la defensa de nuestro grupo frente a un conflicto con miembros de otro grupo.

A fin de cuentas, podríamos decir que la oxitocina es la responsable fisiológica de que la unión haga la fuerza.

Referencias:

• http://elpais.com/elpais/2016/12/27/ciencia/1482843235_772600.html
  
• Samuni L, Preis A, Mundry R, Deschner T, Crockford C, Wittig RM (2017) Oxytocin reactivity during intergroup conflict in wild chimpanzees. PNAS125: 988-95

Nuestro mundo interior

¡No estamos solos! Nuestro cuerpo está colonizado por una amplia variedad de microorganismos, entre los que podemos encontrar hongos, virus y alguna especie de arquea, aunque sin duda los más abundantes son las bacterias. Toda esta comunidad de microorganismos habitantes de nuestro cuerpo se denomina con el nombre de microbiota, y no los encontramos en cualquier parte, sino en sitios localizados, como son la piel, la boca y las mucosas (tractos gastrointestinal, urinario, genital y respiratorio).

Hasta hace poco se calculaba que en el cuerpo humano había unas diez veces más células bacterianas que células humanas, aunque nuevos estudios sugieren que esta diferencia no es tan grande y la cantidad de ambas sería más o menos la misma, pero, de todas maneras, estos números no dejan de ser sorprendentes.

Aunque pueda parecer que estos microorganismos simplemente viven en nuestro interior aprovechando el ambiente que les ofrece nuestro cuerpo, la realidad es que nos proporcionan muchos beneficios y hasta son claves para el mantenimiento de nuestra salud, estableciendo con nosotros una relación simbiótica, de manera que nosotros les ofrecemos alimento y un ambiente adecuado donde puedan vivir y ellas nos proporcionan sustancias que necesitamos y protección contra organismos patógenos. De hecho, el vínculo entre estos microbios y nuestra salud es tan grande que actualmente hay numerosas líneas de investigación dedicadas a estudiar su funcionamiento.

La comunidad microbiana más abundante y compleja reside en nuestro aparato digestivo, y es en estos en los que nos vamos a centrar en esta esta entrada: la microbiota intestinal. Esta comunidad es tan compleja que en los últimos diez años se ha empezado a referir a ella como “el órgano olvidado”, ya que mantiene una relación muy importante con diversas partes del organismo, al haberse demostrado que tiene múltiples efectos sobre el metabolismo, el sistema endocrino y el sistema inmune. De hecho se ha llegado a sugerir que la función de estos sistemas no puede seguirse considerando separadamente de la microbiota.

La microbiota intestinal presenta una gran diversidad de genes, lo que se conoce como microbioma, y esto proporciona al ser humano determinadas enzimas de las que si no careceríamos y que fermentan ciertos hidratos de carbono que no podemos digerir por nosotros mismos, transformándolos en ácidos grasos y carbohidratos más pequeños que podemos absorber y transformar en energía. Además, favorece la absorción en el intestino de iones como el calcio y el hierro y sintetiza vitaminas, como la vitamina K y la vitamina B12, y aminoácidos. Sin embargo, como diría mi abuela, no todo el monte es orégano, ya que la fermentación bacteriana produce gases que son los principales responsables de las flatulencias y además son responsables del olor de las heces.

Además, la microbiota intestinal es capaz de “educar” a nuestro sistema inmune, especializándolo para favorecer su propia supervivencia, jugando así un importante papel en el desarrollo de este. No hay que olvidar que el sistema digestivo es una de las principales vías de entrada de patógenos. La microbiota nos protege frente a microorganismos patógenos restringiendo su crecimiento al competir por los nutrientes y la adherencia al epitelio intestinal y mediante la producción de sustancias antimicrobianas denominadas bacteriocinas. De esta manera mantienen en equilibrio la población microbiana y forman parte de la barrera intestinal. De hecho, hay varias enfermedades intestinales relacionadas con la alteración de la microbiota intestinal normal, como la enfermedad de Crohn, el cáncer de colon y la obesidad.

Para hacernos una idea de la importancia de la microbiota en la defensa frente a patógenos podemos ver el ejemplo de la enfermedad causada por Clostridium difficile, una bacteria grampositiva que puede habitar en el tracto intestinal de animales, incluyendo al hombre. Normalmente se encuentra en el intestino en un número muy bajo y su población es controlada por la propia microbiota. Pero cuando se produce un cambio en esta, causada por ejemplo por el uso prolongado de antibióticos que provoca la muerte de la flora intestinal, C. difficile, que es resistente a la mayoría de los antibióticos que se utilizan normalmente, comienza a crecer rápidamente y a sintetizar toxinas, provocando diarrea y cuadros intestinales más graves que pueden ser mortales. Una terapia eficaz en el tratamiento de esta infección consiste precisamente en aportar heces de un individuo sano a un individuo enfermo, lo que se conoce como trasplante de microbiota fecal, con el objetivo de proporcionar un ecosistema intestinal sano que permita recuperar la flora intestinal normal que controle de nuevo la población de C. difficile.

Pero la influencia de la microbiota intestinal sobre nosotros no termina aquí. Al estudiarse los efectos de la microbiota sobre el sistema nervioso cada vez hay más datos que sugieren la relación entre ambos. Nuestra flora intestinal puede liberar moléculas que influyen efectiva y directamente en la química del cerebro. Esta interacción se ha denominado “eje microbiota-intestino-cerebro”. Estas observaciones re han realizado mediante el estudio de insectos y mamíferos libres de gérmenes a los que posteriormente se les introducen bacterias o contenido intestinal, y se han observado consecuencias en el sistema nervioso periférico, la estructura del cerebro y su funcionamiento, ya que también se han visto modificaciones del comportamiento.

Las bacterias del género Lactobacillus, son típicas de la microbiota. En un estudio en el que se trató a ratones oralmente con una cepa particular de Lactobacillus rhamnosus se vio que se promovía un genotipo ansiolítico, atenuando la respuesta al estrés del eje hipotálamo-hipófisis y alterando los receptores del GABA en áreas cerebrales específicas. El GABA (ácido γ-aminobutírico) es el principal neurotransmisor inhibidor en el sistema nervioso central de mamíferos, reduciendo la excitabilidad neuronal a lo largo del sistema nervioso. Bajos niveles de GABA están relacionados con la depresión y los trastornos del estado de ánimo. La propuesta es que el nervio vago aferente, que conecta el cerebro con el intestino, constituye una ruta por la cual las microbiota intestinal puede estar influyendo en el comportamiento, aunque los estudios realizados al respecto no han sido concluyentes.

En otro estudio en el que se quiso ver los cambios neuroquímicos asociados con los cambios en el eje microbiota-intestino-cerebro, se examinó un grupo de 12 neurometabolitos detectables por espectroscopía de resonancia magnética (MRS), que fueron: alanina, aspartato, glicina, glutatión, mio ​​/ cilo-inositol, lactato, taurina, GABA, creatina total, colina total, glutamato + glutamina y aspartato de N-acetilo total + ácido N-acetil aspartil glutámico. Para ello se trató a los ratones con L. rhamnosus durante 4 semanas y se sometieron a MRS semanalmente hasta 4 semanas después de finalizar el tratamiento para determinar cambios temporales de los neurometabolitos. Se observó un aumento del glutamato a las dos semanas del tratamiento que seguía siendo elevado 4 semanas después de haber finalizado el tratamiento. Hay que señalar que el glutamato es el precursor del GABA. A las 4 semanas se observó un aumento significativo del GABA. El GABA es un neurotransmisor que normalmente no atraviesa la barrera hematoencefálica, por lo que es producida en el cerebro, así, estos resultados sugieren que los cambios en la microbiota intestinal pueden producir efectos en el cerebro a través de vías metabólicas definidas en el cerebro. Que la elevación de glutamato no ocurriera hasta 2 semanas de tratamiento y la de GABA a las cuatro semanas es compatible con los conocidos retrasos en los efectos terapéuticos clínicos de antidepresivos.

El hecho de que la microbiota intestinal pueda regular la producción de neurotransmisores es fascinante, ya que además de en nuestra salud podrían influir también en nuestro estado de ánimo y comportamiento.

Además, en los últimos años ha empezado a haber evidencias entre los cambios en los perfiles de la microbiota y trastornos del ánimo, fatiga crónica y enfermedades neurodegenerativas como Parkinson y Alzheimer. Quizá en el futuro la investigación del eje cerebro-intestino-microbiota puede conducir a nuevas posibilidades para el tratamiento de estas enfermedades.

Referencias: 

Janik R, Thomason LA, Stanisz AM, Forsythe P, Bienenstock J, Stanisz GJ (2016) Magnetic resonance spectroscopy reveals oral Lactobacillus promotion of increases in brain GABA, N-acetyl aspartate, and glutamate. Neuroimage 125: 988-995.

La belleza de la ciencia

Un día leí un fragmento de una entrevista al científico Richard Feynman en la BBC en 1981 que decía así:

"Tengo un amigo artista que suele adoptar una postura con la que yo no estoy muy de acuerdo. Él sostiene una flor y dice: «Mira qué bonita es», y en eso coincidimos. Pero sigue diciendo: «Ves, yo, como artista, puedo ver lo bello que es esto, pero tú, como científico, lo desmontas todo y lo conviertes en algo anodino».
Y entonces pienso que él está diciendo tonterías. Para empezar, la belleza que él ve también es accesible para mí y para otras personas, creo yo. Quizá yo no tenga su refinamiento estético, pero puedo apreciar la belleza de una flor.
Pero al mismo tiempo, yo veo mucho más en la flor que lo que ve él. Puedo imaginar las células que hay en ella, las complicadas acciones que tienen lugar en su interior y que también tienen su belleza. Lo que quiero decir es que no sólo hay belleza en la dimensión que capta la vista, sino que se puede ir mas allá, hacia la estructura interior.”

Precisamente esto es lo que me mueve a empezar este blog: descubrir la belleza de lo que no podemos percibir a simple vista, de lo que hace funcionar el mundo que nos rodea, a todo el que quiera pasar por aquí.

Veamos algunos ejemplos visuales:

La belleza del ojo humano ha servido de inspiración a lo largo de la historia a artistas de todo tipo. Las técnicas de microscopía actuales nos permiten obtener nuevas y sorprendentes perspectivas del ojo.

Estas dos imágenes proceden de la misma planta, el girasol. La primera es una fotografía de la flor, y la segunda una fotografía al microscopio electrónico de uno de sus granos de polen.

Las neuronas son las células que forman nuestro sistema nervioso. Santiago Ramón y Cajal, padre de la neurociencia actual, observó el tejido nervioso al microscopio óptico y realizó impresionantes dibujos de sus visualizaciones.

A día de hoy podemos ver imágenes de las neuronas como esta gracias a la microscopía de fluorescencia.

¿Quién puede decir que no hay belleza en la ciencia?