Un estudio ha descubierto que el cerebro desempeña un papel activo en la protección de la fertilidad frente a los daños causados por el calor, revelando un sistema de comunicación previamente desconocido entre el sistema nervioso y las células reproductivas.
Investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalén y la Universidad de Tel Aviv descubrieron que el cerebro puede percibir las condiciones ambientales y enviar señales moleculares a la línea germinal -las células que producen espermatozoides y óvulos- ayudándolas a resistir condiciones estresantes como las altas temperaturas.
Este descubrimiento cuestiona la creencia previa de que las células reproductivas responden directamente al estrés térmico por sí solas. En cambio, el estudio demuestra que las neuronas pueden preparar y proteger las células reproductivas antes de que se produzca el daño, lo que permite a los animales ajustar sus respuestas reproductivas en función de las condiciones ambientales.
La investigación, dirigida por el Dr. Yonatan Tzur de la Universidad Hebrea junto con el Dr. Chee Kiang Ewe, la Dra. Hanna Achache y el profesor Oded Rechavi de la Universidad de Tel Aviv, fue publicada en la revista revisada por pares Current Biology .
“Durante décadas, los científicos creyeron que las células reproductivas respondían directamente a las condiciones ambientales, como el calor”, afirmaron los investigadores. “Este estudio demuestra que las neuronas ayudan activamente a preparar y proteger la línea germinal mediante la transmisión de señales moleculares que influyen en cómo estas células afrontan las condiciones de estrés”.
Utilizando el gusano microscópico Caenorhabditis elegans, un organismo modelo común en la investigación biológica, los científicos descubrieron que pequeñas moléculas de ARN producidas en las neuronas ayudan a preservar la fertilidad durante el estrés por calor.
Cuando se interrumpió esta vía de señalización cerebral, los gusanos se volvieron prácticamente infértiles a temperaturas elevadas debido a que sus espermatozoides no se desarrollaron correctamente. Sin embargo, al restaurar la vía únicamente en las neuronas, la fertilidad mejoró sustancialmente, lo que demuestra que la respuesta protectora se origina en el sistema nervioso.
“Descubrimos que el sistema nervioso no se limita a reaccionar al entorno, sino que instruye activamente a las células reproductivas sobre cómo responder”, dijo Tzur.
“El cerebro parece integrar la información ambiental y transmitirla a la línea germinal, lo que ayuda a preservar la fertilidad en condiciones de estrés. Esto cambia nuestra forma de concebir la relación entre el sistema nervioso y la reproducción”.
Los investigadores también descubrieron una función inesperada de las neuronas sensibles al oxígeno. Al modificar la forma en que el sistema nervioso percibe los niveles de oxígeno, sin alterar el entorno, lograron mejorar el éxito reproductivo durante el estrés por calor.
Este hallazgo sugiere que los animales no se basan en una sola señal ambiental para decidir si las condiciones son adecuadas para la reproducción. En cambio, el sistema nervioso podría combinar información sobre el entorno y ayudar a determinar si invertir energía en la reproducción probablemente resultará en crías sanas.
La vía de señalización neuronal también ayudó a proteger la integridad genética de las células reproductivas al reducir el daño al ADN causado por el estrés térmico.
Este descubrimiento aporta información sobre cómo el sistema nervioso coordina las respuestas de todo el cuerpo a los desafíos ambientales y plantea la posibilidad de que existan mecanismos de protección similares en otros animales, incluidos los mamíferos.
“Dado que el cambio climático afecta cada vez más la fertilidad de muchas especies, comprender los mecanismos que protegen naturalmente a las células reproductivas se vuelve especialmente importante”, afirmó Rechavi. “Nuestro trabajo revela un canal de comunicación totalmente inesperado entre el cerebro y la línea germinal que podría representar una estrategia biológica fundamental para adaptar la reproducción a entornos cambiantes”.
Este descubrimiento podría abrir nuevas vías para el estudio de la salud reproductiva humana, al investigar si mecanismos similares influyen en la calidad de los espermatozoides y los óvulos bajo estrés ambiental.
Si en el ganado existen sistemas de comunicación similares entre el cerebro y las células reproductivas, comprender estas vías podría ayudar a los científicos a desarrollar estrategias para mejorar la resistencia de los animales al estrés por calor y proteger la fertilidad a medida que aumentan las temperaturas.