La ardilla de tierra y el hámster sirio, dos roedores que hibernan en invierno, no sienta frío de la misma manera que los no hibernantes, como ratas o ratones. Los investigadores de Yale han descubierto que los roedores que hibernan desarrollaron neuronas sensibles al frío con una capacidad disminuida para detectar temperaturas por debajo de los 20 grados Celsius. Esta adaptación potencialmente permite que la temperatura de su cuerpo baje durante largos períodos de tiempo sin causar que se sientan estresados ​​por estas condiciones. provocando así su letargo estacional. El trabajo aparece el 19 de diciembre en la revista Informes de celda .

"Si estos animales sintieran frío, no podrían hibernar porque su sistema sensorial le diría al resto del cuerpo que necesitan calentarse primero, "dice la autora principal Elena Gracheva, fisiólogo y neurocientífico de la Universidad de Yale. "No podrían sobrevivir como especie".

El laboratorio de Gracheva, en colaboración con el grupo de Sviatoslav Bagriantsev, que juntos componen los laboratorios de fisiología sensorial en Yale, descubrió que las ardillas terrestres y los hámsteres sirios desarrollaron adaptaciones de supresión del frío similares de forma independiente. Si bien todos los roedores tienen receptores en sus neuronas somatosensoriales que detectan el frío, los receptores de estos dos animales en hibernación necesitan mucho más para activarse en comparación con los de los animales que no hibernan.

Para comparar la biología de los animales que hibernan y los que no, los investigadores realizaron pruebas en ardillas terrestres, hámsters y ratones. Colocaron a los roedores en dos placas de temperatura controlada:una placa caliente (30 grados Celsius) y otra placa más fría que cambiaba la temperatura (de 20 a 0 grados Celsius). Los roedores podrían moverse entre las dos placas. Los investigadores observaron que los ratones siempre preferían mucho el plato caliente. Ardillas terrestres y hámsteres, por otra parte, no mostró una preferencia significativa por el plato caliente, a menos que la placa fría se acerque a los 5 grados centígrados.

Gracheva y Bagriantsev conectaron este comportamiento a un canal de iones en las neuronas de estos roedores, llamado TRPM8. La activación de TRPM8 conduce a la sensación de frío. En ardillas terrestres y hámsters, TRPM8 es menos sensible al frío que TRPM8 en ratones. En ratones, hubo un aumento en la actividad cuando la temperatura disminuyó de 30 a 10 grados Celsius, pero en la tierra ardillas y hámsteres, no hubo cambios incluso a temperaturas por debajo de los 20 grados centígrados. Los investigadores analizaron las diferencias en la secuencia de aminoácidos de las moléculas TRPM8 y la ardilla TRPM8 de ingeniería inversa para que se volviera sensible al frío nuevamente.

Esta resistencia a sentir frío ocurre no solo cuando las ardillas terrestres y los hámsteres están hibernando, sino también cuando están activos. Por ejemplo, Las ardillas de tierra de 13 líneas (llamadas así por sus 13 rayas marrones y blancas) pueden sobrevivir a la exposición a temperaturas de 2 grados Celsius durante un máximo de 6 a 9 meses. Las ardillas terrestres que están relacionados con las ardillas listadas, son nativos de Wisconsin.

Otras especies, como pájaros, pueden migrar para cambiar su entorno cuando el clima es demasiado frío. Mamíferos más pequeños, por otra parte, no puede viajar largas distancias. En lugar de cambiar su entorno, deben adaptarse y cambiar sus cuerpos. "Esta adaptación es el ejemplo perfecto de cómo el medio ambiente puede moldear las propiedades del sistema sensorial, "dice Gracheva.

Avanzando el laboratorio de Gracheva y sus colegas están estudiando cómo se comportan estos animales a temperaturas aún más bajas. El siguiente paso de su equipo es estudiar roedores a temperaturas por debajo de los 10 grados centígrados. También quieren ampliar su estudio de la base molecular de la sensibilidad al frío. "Este proceso es muy complejo, y TRPM8 es solo una parte del mecanismo, "dice Gracheva.