Arxiu d'etiquetes: canibalisme

Els prions: unes proteïnes especials

Recordeu el cas de les vaques boges? Fa uns anys va causar molt rebombori ja que la malaltia que afectava aquests animals es transmetia a les persones. Més tard es va descobrir que la causa van ser els anomenats prions. A continuació us explico què són i quines malalties ocasiona.

QUÈ SÓN ELS PRIONS?

Els prions són proteïnes, però amb característiques diferents. Les proteïnes són molècules formades per aminoàcids, que s’uneixen per enllaços peptídics. Totes les proteïnes estan compostes per carboni, hidrogen, oxigen i nitrogen. Es troben pràcticament presents en totes les cèl·lules del cos i participen en tots els processos biològics que es produeixen. Mentre que l’ADN transporta la informació genètica de la cèl·lula, les proteïnes executen les tasques dirigides per aquesta informació.

De totes les macromolècules, les proteïnes són les més variades. A cada cèl·lula hi ha milers de proteïnes diferents, amb una àmplia gamma de funcions. Entre elles, la de ser components estructurals de cèl·lules i teixits, actuar en el transport i emmagatzematge de petites molècules, transmetre informació entre cèl·lules i proporcionar una defensa davant d’una infecció. No obstant, la funció fonamental de les proteïnes és actuar com enzims, que catalitzen gairebé totes les reaccions químiques en els sistemes biològics.

Els prions, doncs, són proteïnes amb característiques patògenes i infeccioses (Vídeo 1). No són virus ni organismes vius, sinó proteïnes sense àcid nucleic, és a dir, sense ADN. Es troben principalment a la superfície de cèl·lules del sistema nerviós central, sobretot en neurones; tot i que també estan situades en altres teixits corporals d’animals adults. S’han detectat nivells significatius en el cor i múscul esquelètic, i en menor mesura en altres òrgans, excepte el fetge i el pàncrees.

Vídeo 1. Què són els prions? (en castellà) (Font: YouTube)

LA PROTEÏNA PRIÒNICA CEL·LULAR

En les malalties causades pels prions es produeix un canvi de configuració a la proteïna priònica cel·lular PrPc (Figura 1). Aquesta proteïna exerceix un paper protector per les cèl·lules i les ajuda a respondre davant la deficiència d’oxigen. La conseqüència dels prions sobre aquesta proteïna és l’alteració de la seva funcionalitat, donant lloc a la proteïna de configuració alterada PrPSc. No obstant, les dues configuracions d’aquesta proteïna tenen la mateixa seqüència d’aminoàcids. El seu secret és que, tot i que siguin proteïnes, estan mal doblegades, és a dir, la seva conformació és errònia.

prpc prpsc
Figura 1. A l’esquerra la proteïna normal PrPc i a la dreta la proteïna PrPSc amb la configuració alterada (Font: Searching for the Mind with Jon Lieff, M. D.)

MALALTIES PRIÒNIQUES

Les malalties priòniques són processos neurodegeneratius, produïts pel metabolisme aberrant d’una proteïna priònica. Aquestes afecten a éssers humans i animals i tenen una evolució clínica fatal, amb la mort com a final.

Tot i que existeixen vàries malalties priòniques, els símptomes i manifestacions clíniques són compartits (Taula 1). Entre les manifestacions clíniques destaquen la demència, atàxia (descoordinació en el moviment de les parts del cos), insomni, paraplegies i conductes anormals. El cervell adquireix un aspecte  espongiforme, és a dir, un aspecte d’esponja. Això és degut a l’acumulació de les proteïnes priòniques a les neurones, on es formen plaques amiloides.

Les plaques amiloides són causades per l’acumulació del pèptid amiloide, una proteïna essencial pel funcionament cel·lular en tot el cos. Es creu que aquesta acumulació en el cervell genera toxicitat per les cèl·lules nervioses.

Fins el moment no hi ha cap tractament que curi, millori o controli els símptomes i signes d’aquestes afeccions.

Taula 1. Malalties priòniques i les seves manifestacions clíniques (Font: Rubio, T. & Verdecia, M. Enfermedades priónicas. MEDISAN 2009; 13(1))

MALALTIA SÍMPTOMES EDAT DURACIÓ
Creutzfeldt-Jacob Demència

Atàxia

< 60 anys 1 mes – 10 anys

(mitja 1 any)

Kuru

Atàxia

Demència

40 anys (29-60) 3 mesos – 1 any
Insomni familiar fatal Insomni

No autonomia

Atàxia

Demència

45 anys (35-55) 1 any

MALALTIA DE CREUTZFELDT-JACOB

Durant el segle XVIII, els ramaders europeus van descriure una malaltia neurodegenerativa que afectava a ovelles i cabres, anomenada scrapie (tremolor). Els animals afectats es fregaven de manera compulsiva contra roques, arbres o tanques, fet que provocava que se’ls caigués la llana. A més, el cervell d’aquests animals tenia aspecte d’esponja, d’on es va derivar el terme espongiforme.

Però no va ser fins a principis del segle XX, en 1920, que els neuròlegs Creutzfeldt i Jakob van descriure els primers casos d’encefalopatia espongiforme en humans (Figura 2). D’aquí el nom que se li va posar a la malaltia.

creutzfeldt-jakob-disease-cjd.jpg
Figura 2. Comparació de dos cervells: el de l’esquerre pertany a una persona afectada per la malaltia Creutzfeldt-Jacob i l’altre, a una persona sana (Font: Health & Medical Information)

Es produeix una pèrdua de memòria, manca de coordinació i deteriorament de les habilitats mentals. Els problemes d’equilibri són comuns i sovint es produeixen des del principi. Molts pacients perden autonomia i són incapaços de cuidar-se d’ells en els estadis posteriors de la malaltia.

A causa de la naturalesa priònica de la malaltia, qualsevol símptoma és possible i depèn de l’àrea del cervell que està sent afectada.

KURU

El kuru és una malaltia molt rara, que es troba entre persones de Nova Guinea. El principal factor de risc per contraure aquesta malaltia és el consum de teixit cerebral humà, el qual pot contenir partícules infeccioses.

És per aquest motiu que s’associa a persones que practiquen una forma de canibalisme, en què es mengen els cervells de persones mortes com a part d’un ritual funerari. Tot i que aquesta pràctica va cessar el 1960, s’han reportat casos de kuru anys més tard.

INSOMNI FAMILIAR FATAL

És una malaltia familiar i hereditària, on els afectats pateixen insomni progressiu. El cervell humà necessita dormir i descansar, i l’insomni permanent (que no es pot tractar amb fàrmacs) acaba provocant la mort dels pacients.

L’insomni es produeix degut a una alteració permanent i irreversible del cicle de vigília-son, que es caracteritza per la incapacitat del pacient per desenvolupar un patró de la son REM i NO REM.

REFERÈNCIES

  • Alberts, B. et al. (2016). Biología molecular de la célula. Barcelona: Omega.
  • Rubio, T. & Verdecia, M. Enfermedades priónicas. MEDISAN 2009; 13(1)
  • Wemheuer, W. M. et al. Similarities between Forms of Sheep Scrapie and Creutzfeldt-Jakob Disease Are Encoded by Distinct Prion Types. Am J Pathol. 2009; 175(6): 2566–2573
  • Manual MSD
  • Early Clinical Trial
  • MedlinePlus
  • Foto portada: Canal44

MireiaRamos-catala

La simbiosi: relacions entre els éssers vius

Depredació, parasitisme, competència … tots els éssers vius, a més de relacionar-nos amb el medi, ens relacionem amb la resta d’éssers vius. Quins tipus de relacions coneixes a més de les esmentades? T’animes a conèixer-les?

INTRODUCCIÓ

El conjunt d’éssers vius d’un ecosistema s’anomena biocenosi o comunitat. La biocenosi està formada al seu torn per diferents poblacions, que serien el conjunt d’individus d’una mateixa espècie que ocupen una àrea determinada. Per a la supervivència, és imprescindible que s’estableixin relacions entre ells, de vegades beneficioses i de vegades perjudicials.

RELACIONS INTERESPECÍFIQUES

Són les que es donen entre individus de diferents espècies. Aquesta interacció s’anomena simbiosi. Les relacions de simbiosi poden ser beneficioses per a una espècie, totes dues, o perjudicials per a una de les dues parts.

Perjudicials per a totes les espècies implicades:
  • Competència: es dóna quan un o diversos recursos són limitants (aliment, territori, llum, sòl…). Aquesta relació és molt important en l’evolució, ja que permet que la selecció natural actuï, afavorint la supervivència i reproducció de les espècies més exitoses segons la seva fisiologia, comportament …

Las selvas son un claro ejemplo de competencia de los vegetales en busca de la luz. Selva de Kuranda, Australia. Foto de Mireia Querol

 Una especie es beneficia i una altra és perjudicada:
  • Depredació: succeeix quan una espècie (depredador) s’alimenta d’una altra (presa). És el cas dels felins, llops, taurons

    foca, león marino, tiburón blanco, great white shark, tauró blanc, foca, lleó marí, seal
    Tauró blanc (Carcharodon carcharias) saltant per depredar sobre un mamífer marí, presumiblement una foca o lleó marí. Foto presa de HQ images.
  • Parasitisme: una espècie (paràsit) viu a costa d’una altra (hoste) i li causa un perjudici. Puces, paparres, bacteris patògens… són els més coneguts, però també hi ha vertebrats paràsits com el cucut, que disposita seus ous en nius d’altres aus, que criaran seus pollets (parasitisme de posta). Especialment interessants són els “paràsits zombie”, que modifiquen la conducta de l’hoste. Entra en aquest article per saber-ne més!
    Carricero (Acrocephalus scirpaceus) alimentando una cría de cuco (Cuculus canorus). Foto de Harald Olsen
    Boscarla de canyar (Acrocephalus scirpaceus) alimentant una cria de cucut (Cuculus canorus). Foto de Harald Olsen

    Els paràsits que habiten dins del cos de l’hoste s’anomenen endoparàsits (com la tenia), i els que habiten fora ectoparàsits (polls). El parasitisme es considera un tipus especial de depredació, on el depredador és més petit que la presa, encara que en la majoria de casos no suposa la mort de l’hoste. Quan un paràsit causa malaltia o la mort de l’hoste, es denomina patogen.

    Cymothoa exigua es un parásito que acaba sustituyendo la lengua de los peces por su propio cuerpo. Foto de Marcello Di Francesco.
    Cymothoa exigua es un paràsit que acaba substituint la llengua dels peixos pel seu propi cos. Foto de Marcello Di Francesco.

El cleptoparasitime és el robatori de l’aliment a una altra espècie que l’ha capturat, recol·lectat o preparat. És el cas d’algunes rapinyaires: el nom significa literalment en llatí “lladre”. Observa en aquest vídeo un cas de cleptoparasitisme sobre una òliba:

El cleptoparasitisme també pot donar-se entre individus de la mateixa espècie.
Una espècie es beneficia i l’altra no es veu afectada:
  • Comensalisme: una espècie (comensal) aprofita les restes d’aliment d’una altra espècie, a la qual no beneficia ni perjudica. Seria el cas dels voltors comuns o el trencalòs. També és comensalisme l’aprofitament com a mitjà de transport d’una espècie sobre una altra (foresi), com les lapes que viatgen enganxades al cos de les balenes. L’inquilinisme és un tipus de comensalisme en que una espècie viu dins o sobre d’una altra. Seria el cas dels picots o esquirols que nien dins dels arbres o els glans de mar que viuen sobre dels musclos. Finalment, la metabiosi o tanatocrèsia és l’aprofitament de les restes d’una espècie per protegir-se (com els crancs ermitans) o usar-los com a eines.
El pinzón carpintero (Camarhynchus pallidus) utiliza espinas de cactus o pequeñas ramas para extraer invertebrados de los árboles. Foto de
El pinsà fuster (Camarhynchus pallidus) utilitza espines de cactus o petites branques per extreure invertebrats dels arbres. Foto de Dusan Brinkhuizen.
Les dues espècies en treuen un benefici:
  • Mutualisme: les dues espècies cooperen o es veuen beneficiades. És el cas dels insectes pol·linitzadors, que obtenen nèctar de la flor i el vegetal és pol·linitzat. Els peixos pallasso i les anemones serien un altre exemple típic, on el peix pallasso obté protecció i restes de menjar i manté allunyats als depredadors de l’anemone i la neteja de paràsits. El mutualisme pot ser facultatiu (una espècie no necessita a l’altra per sobreviure) o obligat (les espècies no poden viure de manera separada). Aquest seria el cas de les micorizes, associació de fongs i arrels de certes plantes, els líquens (mutualisme de fong i alga), les formigues talladores de fulles …

    Las hormigas Atta y Acromyrmex (hormigas cortadoras de hogas) establecen mutualismo con un hongo (Leucocoprinus gongylophorus), en las que recolectan hojas para proporcionarle nutrientes, y ellas se alimentan de él. Se trata de un mutualismo obligado. Foto tomada de Ants kalytta.
    Les formigues Atta i Acromyrmex (formigues talladores de fulles) estableixen mutualisme amb un fong (Leucocoprinus gongylophorus), en què recullen fulles per proporcionar nutrients, i elles s’alimenten d’ell. Es tracta d’un mutualisme obligat. Foto presa de Ants kalytta.

RELACIONS INTRAESPECÍFIQUES

Són les que es donen entre individus de la mateixa espècie. Són gairebé totes beneficioses o de col·laboració:

  • Familiars: els individus que s’agrupen tenen algun tipus de parentiu. Alguns exemples d’espècies que hem tractat al blog són els elefants, alguns primats, moltes aus, cetacis … Dins d’aquest tipus de relacions hi ha diferents tipus de famílies.
  • Gregarisme: són agrupacions, habitualment de molts individus amb o sense parentiu, durant un lapse de temps permanent o estacional. Els exemples més típics serien els estols d’aus, la migració de la papallona monarca, els ramats de grans herbívors com els nyus, els bancs de peixos…
El gregarismo de estas cebras, junto con su pelaje, les permite confundir a los depredadores. Foto tomada de Telegraph
El gregarisme d’aquestes zebres, juntament amb el seu pelatge, els permet confondre als depredadors. Foto presa de Telegraph
  • Colònies: agrupacions d’individus que s’han reproduït asexualment i comparteixen estructures comunes. El cas més conegut és el del corall, que de vegades és esmentat com l’ésser viu més gran del món (Gran Barrera de Corall Australiana), encara que en realitat es tracta una colònia de pòlips (i els seus antics esquelets calcaris), no un ésser viu individual.
  • Societats: són individus que viuen junts de manera organitzada i jerarquitzada, on hi ha un repartiment de les tasques i habitualment són físicament diferents entre ells segons la seva funció dins de la societat. Els exemples típics són els insectes socials com les formigues, abelles, tèrmits ..

Les relacions intraespecífiques de competència són:

  • Territorialitat: es defineix per enfrontaments o competència per accés al territori, a la llum, a les femelles, a l’aliment… es poden produir enfrontaments directes, com en el cas dels cérvols, i/o desenvolupar altres estratègies, com el marcatge per olor (felins, óssos…), vocalitzacions…
Tigres peleando por el territorio. Captura de vídeo de John Varty
Tigres barallant-se pel territori. Captura de vídeo de John Varty
  • Canibalisme: depredació d’un individu sobre un altre de la mateixa espècie.

I tu, com a humà, has reflexionat alguna vegada com et relaciones amb els individus de la teva espècie i amb d’altres espècies?

mireia querol rovira

REFERÈNCIES

Ets una mica Neandertal

Els neandertals són potser, juntament amb Australophitecus afarensis (Lucy), els avantpassats més coneguts pel públic en general. La visió clàssica d’ells, uns éssers rudes, maldestres, bèsties, poc intel·ligents, encara segueix viva en l’imaginari popular (fins i tot s’utilitza com a insult), però en els últims anys les investigacions indiquen que no eren així. Descobreix en aquest article qui eren i per què ets una mica Neandertal.

COM ERA UN NEANDERTAL?

Homo neanderthalensis va ser el primer hominí fòssil descobert i actualment disposem de centenars de fòssils d’espècimens de totes les edats, amb el que és el millor conegut. Va obtenir el seu nom de la vall de Neander (Neanderthal en alemany), una vall propera a Düsseldorf.

distribución geográfica neandertal
Distribució geogràfica de l’home de Neandertal. Imatge de Ryulong

Van viure a tota Europa (fins a Sibèria) i a Àsia sud-occidental, fa uns 350.000-28.000 anys (40.000 segons les fonts), una època marcada per cicles glacials. Van estar doncs en el món més temps del que portem nosaltres, els Homo sapiens.

Els neandertals presentaven diverses adaptacions al fred, com la seva robustesa i alçada menor a H. sapiens, així com una cavitat nasal ampla.

Comparación del cráneo de sapiens i neanderthalensis. Cleveland Museum of Natural History. Foto de Matt Celeskey.
Comparació del crani de sapiens i neanderthalensis. Cleveland Museum of Natural History. Foto de Matt Celeskey.

Del crani destaca la seva grandària, amb una capacitat mitjana de 1.475 cm3, una mica més gran que la dels humans moderns i més allargat cap endarrere (protusió o monyo occipital). També s’observa fàcilment un poderós torus supraorbitari (os sobre de les conques oculars). La seva pelvis era més ampla que la nostra i les cames més curtes.

homo neanderthalensis, hombre de neandertal, neanderthal, american museum of natural history, amnh
Reproducció d’esquelet de H. neanderthalensis. American Museum of Natural History. Foto de Mireia Querol

COM VIVIEN?

ALIMENTACIÓ

Els neandertals eren caçadors hàbils i selectius que s’enfrontaven a grans animals (així ho testifiquen les seves lesions, algunes mortals) i utilitzaven estratègies de caça igual que les poblacions d’Homo sapiens que van arribar a Europa després d’ells. Eren caçadors estacionals a causa del clima (bàsicament rens a l’hivern, cérvols i senglars a l’estiu). La seva dieta doncs estava basada en la carn, però a prop de la costa també menjaven mol·luscs com musclos, que bullien per obrir-los. És probable que practiquessin el canibalisme. També capturaven mamífers marins com foques monjo i dofins, probablement encallats a la platja, i a més consumien cereals cuinats.

ESTRIS

Homo neanderthalensis posseïa una indústria lítica (treball de la pedra per a la construcció d’eines) anomenada mosteriana, associada també a altres espècies com H. heidelbergensis i fins i tot Homo sapiens, que requeria una gran habilitat i planificació. En alguns jaciments s’han trobat eines compostes usant adhesius.

Neandertal con ornamentación de plumas. Reconstrucción de Fabio Fogliazza.
Neandertal amb ornamentació de plomes. Reconstrucció de Fabio Fogliazza.

No s’han trobat restes de roba, però és probable que usessin pells per cobrir-se atesos els canvis climatològics als quals es van enfrontar.

En coves espanyoles s’han trobat petxines perforades amb restes de pigments, el que suggereix que van ser usades com a platerets per a tints per a pintura corporal o de pells. Es suggereix que potser van ser els primers en fer pintures rupestres, en contra de la creença que som els únics que ho fèiem. També van tallar ossos i van usar plomes com a decoració personal. Tot això suggereix algun tipus de pensament simbòlic, associat fins fa poc com un tret exclusiu d’Homo sapiens.

pintura rupestre, manos, arte rupestre, pinturas rupestres más antiguas, pinturas neandertales
Pintures rupestres de mans (“Grup de les mans”) i discs vermells a la cova de El Castillo, Espanya. Són les més antigues d’Europa (41.000 anys) i pot ser que les fessin els neandertals, en lloc dels sapiens com es creia fins ara. Foto de Science.

SOCIETAT

Els neandertals es creu que vivien en grups familiars, encara que els últims estudis suggereixen que les femelles en arribar a l’edat adulta es traslladarien a d’altres famílies, mentre que els homes adults romanien amb la família original.

entierro, neandertal, neanderthal, compasion, autoconciencia
Neandertal mostrant compassió cap a un company mort. Reproduccions de Elisabeth Daynès , CosmoCaixa Barcelona. Foto de Mireia Querol

Un dels trets més importants dels neandertals és que van ser probablement els primers ancestres humans que enterraven als seus morts, el que evidencia una consciència pròpia de l’individu i dels seus companys, a més de cert pensament simbòlic o abstracte com hem esmentat anteriorment. Això augmentava la supervivència dels individus i feia més forts els llaços socials, ja que també ajudaven a altres congèneres dependents com ancians i malalts (com el vell de la Chapelle-Aux-Saints). La seva esperança de vida era d’uns 40 anys.

PARLAVEN ELS NEANDERTALS?

Una altra pregunta sense resposta, encara que cobren força opinions d’alguns científics com Juan Luis Arsuaga, que gràcies a les restes del jaciment amb més fòssils d’Homo del món, La Sima de los Huesos (Burgos), són partidaris que posseïen un llenguatge oral, en contra del pensament generalitzat fins ara de comunicació a base de grunyits. A més de les adaptacions anatòmiques al llenguatge, l’ADN neandertal conté el gen FoxP2, relacionat amb la parla en H. sapiens.

neanderthal
Recreació d’un campament neandertal. Neanderthal Museum a Krapina, Croàcia.

EXTINCIÓ DELS NEANDERTALS

L’extinció dels neandertals és un dels debats més controvertits de la paleoantropologia. Van desaparèixer fa 28.000 anys, després de l’arribada dels humans anatòmicament moderns a Europa, fa uns 60.000 anys. Durant molt temps la seva extinció es va associar a la seva menor capacitat intel·lectual, però ja hem vist que no va tenir perquè ser així, atès que s’assemblaven molt a nosaltres. Incapacitat d’adaptar-se a canvis climàtics? Menys capacitat reproductora? Major mortalitat infantil? Menys eficiència per aconseguir recursos o caçar? Guerres directes? Importació de malalties? O … potser el sexe?

HIBRIDACIÓ ENTRE H. SAPIENS  I H. NEANDERTHALENSIS

Negat durant molt de temps, avui sabem que la nostra espècie es va reproduir amb els neandertals quan estaven a punt de ser incompatibles genèticament (fa uns 100.000 anys), ja que van conviure entre 2.600 i 5.400 anys i van deixar descendència fèrtil. Tal és així, que la quantitat de genoma neandertal acumulada per tots els éssers humans actuals és del 20%, tot i que el percentatge per individu -sense arrels africanes- és de l’1 al 3%.

El 22 de juny es va publicar a Nature la troballa d’una mandíbula a Romania d’Homo sapiens anatòmicament modern (de fa 40.000 anys) que contenia entre el 6 i 9% d’ADN neandertal, la qual cosa implica que la seva ascendència neanderthalensis va ser de només 4 o 6 generacions enrere en el seu arbre genealògic.

pelirrojo, redhead, neanderthal
Homo sapiens pèl-roig i recreació de H. neanderthalensis. Foto de Science

Així que una altra possible explicació de la seva extinció, és la deguda a aquests creuaments reproductius. Homo sapiens eren molt més nombrosos, el que podria haver provocat que els gens neandertals es diluïssin” amb el pas de milers de generacions. Això es coneix com exterminació per hibridació.

QUINES IMPLICACIONS TÉ QUE SIGUEM UNA MICA NEANDERTALS?

Es creu que els gens neandertals ens van aportar alguns avantatges, com algunes característiques a la pell i cabell, com el color i gruix, que van poder ajudar a la nostra espècie a colonitzar zones més fredes. De fet alguns neandertals, segurament eren pèl-rojos i de pell clara.

Per contra algunes malalties es poden associar a aquesta herència: més risc de patir cirrosi biliar, lupus, diabetis, malaltia de Crohn i fins i tot dificultat per deixar de fumar (fumadors: no val fer-ho servir com a excusa).

En definitiva, resulta apassionant pensar que vam conviure i fins i tot ens vam aparellar amb una espècie tan semblant a la nostra i que d’alguna manera, encara perduren en cadascun de nosaltres. Potser no som tan especials com pensem.

Actualment som els únics representants del gènere Homo, però en l’antiguitat no va ser així. Us imagineu un món on us creuéssieu pel carrer amb un neandertal i us diguéssiu “bon dia“?

neanderthal, suit, traje, camisa, nenadertal
Neandertal vestit d’etiqueta. Foto: Neanderthal Museum/H. Neumann

REFERÈNCIES

mireia querol rovira