La comunicación química en vertebrados: el dominio de las hormonas esteroides
Carolina Valdespino
Biología y Conservación de Vertebrados, Instituto de Ecología A.C.
Las hormonas esteroides sexuales tienen función primordial en la regulación estacional de la reproducción de la fauna silvestre. Su efecto sobre el comportamiento de los organismos y el uso de hábitat y recursos que los mismos llevan a cabo determina patrones de actividad y presupuestos del tiempo dedicado anualmente al apareamiento y la crianza, así como a las de sobrevivencia.
En organismos unicelulares como el Paramecio que se observa en la figura 1, las funciones ocurren dentro del citoplasma, con vacuolas que eliminan sustancias de los organelos o fuera de la célula. Por otro lado, el aparato de Golgi que conecta los pequeños órganos de la célula, hace posible la conducción de compuestos cuando así se requiere hacia otras partes de la célula. Estos sistemas intracelulares hacen posible la eliminación de deshechos, la alimentación y la respiración.
Fig 1. Paramecium dibujo (Dibujo de Valen Rodríguez-PREZI)
En organismos pluricelulares, estas funciones se logran por medio de mensajes dentro de un organismo que requieren de sistemas que conduzcan la información a lugares lejanos desde el cerebro donde se generan las ordenes que organizan las funciones. Este proceso se logra a través de la comunicación entre el cerebro y la glándula pituitaria (o glándula maestra) y desde ahí, por la liberación al torrente sanguíneo de mensajeros químicos que llegarán a otros órganos y cambiarán su función o la conducta del organismo.
Muchos procesos en los organismos tienen ritmos, ya sea diarios o anuales, de modo que la comunicación tiene también cambios a través del tiempo. Esto se logra a través de la producción rítmica de los compuestos químicos orquestados por la glándula maestra. En la fauna silvestre, los cambios en la disponibilidad de recursos, en las temperaturas a lo largo del año, en la duración de día, promueven cambios en la producción y liberación de estos compuestos. En específico, aquellos relacionados con la conducta reproductiva, están asociados a la liberación de factores que promueven el comportamiento de cortejo y apareamiento y la producción de gametos (óvulos fig2 y espermatozoides fig3) que hacen posible la fertilización y el desarrollo de nuevos individuos.
Fig 2. Ovulo fecundación (Imagen de National Geographic)
Fig 3. Espermatozoide (Imagen tomada de CNN Español)
Estos compuestos conocidos como esteroides sexuales son liberados en la sangre en cantidades medidas en nanogramos (una millonésima parte de un miligramo). Estas cantidades mínimas, son suficientes para producir cambios extremos en el comportamiento de los animales lo cuál tiene efecto tanto en su uso del hábitat, su organización social y en ocasiones el tipo de alimento consumido. Especies que durante otras épocas son solitarias con segregación de los sitios ocupados por hembras y machos, usarán espacios compartidos. El extremo se puede observar en las especies solitarias de felinos en las que la hembra acepta la cercanía del macho únicamente durante el tiempo que dure el apareamiento. Al término de esta etapa de la reproducción, la ausencia de secreción de las nano-cantidades de hormonas que han provocado el cortejo y la fecundación, promoverán un nuevo cambio en el comportamiento. La secreción de progesterona, también en mínimas cantidades, promoverá comportamiento maternal en las hembras. En otro ejemplo extremo, una vez concluido el apareamiento, las hembras fecundadas dejarán de alimentarse para poner huevos, como en el caso de las tortugas marinas. En este caso, las hembras ocupan nichos (las playas de desove) que los machos nunca visitarán.
En los últimos años, hemos efectuado investigación sobre la relación de algunos compuestos químicos utilizados en las actividades humanas de producción, como la agricultura, la ganadería, así como el control de vectores de enfermedades, y las hormonas esteroides sexuales. Estos compuestos, conocidos como plaguicidas organoclorados (DDT, lindano y endosulfan), tienen un efecto de inhibición o de enmascaramiento de las hormonas esteroides sexuales (desorganizadores endocrinos). Explorando su bioacumulación y presencia en sangre, hemos reportado concentraciones en artrópodos y especies de mamíferos como las nutrias y murciélagos (Figura 5), que ocupan distintas altitudes dentro de la cuenca de La Antigua (Figura 4). Dado el efecto que las hormonas, en cantidades mínimas tienen sobre el comportamiento y las funciones de los organismos, el conocimiento de la presencia de los plaguicidas organoclorados es de relevancia.
Fig 4. Sturnira hondurensis (Imagen Vinicio J. Sosa)
Fig 5. Caudal de río donde se han evaluado plaguicidas
A pesar de que la población humana mundial continúa creciendo (se estima en 8 mil millones) algunas parejas enfrentan problemas para tener descendencia. Existen posibilidades de que el efecto de los desorganizadores endocrinos sea la causa. Tanto los tratamientos para lograr incrementar la fertilidad como aquellos para control de la reproducción tienen como base las hormonas sexuales o compuestos similares. La eliminación de éstos después de su ingestión es una adición a las aguas que drenan fuera de las ciudades. Estos nuevos desorganizadores están recibiendo atención en las últimas investigaciones médicas, sin embargo, también son de importancia por su efecto potencial en las poblaciones de los animales acuáticos.
“La opinión es responsabilidad de los autores y no representa una postura institucional”