jueves, 17 de octubre de 2019

Influencia de los parásitos en la evolución neurológica humana.






Parece tan obvio, que alguien debería haberlo pensado hace décadas: dado que los parásitos han plagado la vida eucariota durante millones de años, su prevalencia sin duda tiene que haber afectado la evolución humana. El investigador Marco Del Giudice, no es el primer científico en sugerir que la evolución del cerebro humano podría haber sido influenciada por parásitos que manipulan el comportamiento del huésped. Del Guidice expone sus ideas en un artículo publicado en la revista científica  Quarterly Review of Biology que sugiere cuatro categorías de contramedidas adaptativas del huésped contra los parásitos manipuladores del cerebro y las posibles respuestas evolutivas de los mismos parásitos. La idea tiene implicaciones en una gran cantidad de campos y puede explicar la psicología humana, la estructura funcional de la red cerebral y los efectos frustrantemente variables de los psicofármacos.


El documento es un trabajo teórico destinado a proporcionar una hoja de ruta para un estudio más profundo que probablemente sea muy complejo, y que eventualmente requerirá la participación de neurólogos, biólogos evolutivos, psicólogos, parasitólogos y muchos otros.


Manipulando el comportamiento del host




Muchos parásitos manipulan el comportamiento del huésped para aumentar el éxito reproductivo y propagarse en áreas más amplias. El Dr. Del Giudice cita ejemplos como Toxoplasma gondii, que se introduce en una rata e induce cambios epigenéticos en la amígdala del roedor. Estos cambios disminuyen su aversión a los depredadores alrededor de los gatos, el destino previsto del protozoo y el único animal en el que puede reproducirse. (Como efecto secundario, puede infectar a los humanos: las personas son un punto muerto reproductivo para T. gondii, pero también se cree que altera el comportamiento humano).

Del Giudice también cita la rabia, lo que aumenta la producción de saliva infecciosa e induce la aversión del huésped al agua, que concentra aún más la saliva, y luego genera una agresión violenta para aumentar la probabilidad de morder, una ruta de transmisión. Y se sabe que muchos patógenos de transmisión sexual manipulan el comportamiento sexual del huésped.

El punto es que los parásitos son realmente malos para los huéspedes y, por lo tanto, es lógico pensar que la evolución de los humanos modernos incluye contramedidas protectoras que fueron seleccionadas para el éxito y que probablemente contribuyeron a dar  forma al sistema nervioso central asombrosamente complejo.

El documento está organizado por cuatro contramedidas que los anfitriones han desarrollado contra parásitos manipuladores: restringir el acceso al cerebro; el aumento de los costos de manipulación; el aumento de la complejidad de la señalización; y creciente robustez. Dentro de cada categoría, Del Giudice sugiere respuestas evolutivas de los parásitos a estas contramedidas.


Restringir el acceso al cerebro.


Para los aspirantes a organismos superiores, mantener a los parásitos fuera del sistema nervioso central es una función básica de nuestro sistema inmunitario; Como señala Del Giudice, los beneficios adaptativos de restringir el acceso al cerebro también se aplican a los patógenos no parasitarios. Entonces, la barrera hematoencefálica forma la primera línea de defensa como una capa de seguridad física y química.

Los parásitos han desarrollado otras opciones para manipular el comportamiento desde fuera del cerebro: algunos producen sustancias que alteran el comportamiento, como la dopamina, y las liberan en la sangre; algunos manipulan la secreción de hormonas; otros activan respuestas inmunes específicas para manipular al huésped. Del Giudice también cita una serie de parásitos que desarrollaron métodos para atravesar la barrera hematoencefálica para llegar al cerebro físicamente.


Aumentar los costos de manipulación.


Algunos parásitos liberan ciertos neuroquímicos para alterar el comportamiento del huésped. Como contramedida, los huéspedes podrían adaptarse aumentando la cantidad de neuroquímicos particulares requeridos para inducir tales respuestas, aumentando considerablemente el costo metabólico para los parásitos. Debido a que los hospedadores son generalmente mucho más grandes, este aumento en el costo podría ser completamente insignificante para el hospedador mientras que abrumaría la capacidad del parásito de producir suficiente sustancia neuroactiva.

Del Giudice agrega: "Dado que las instancias actuales de manipulación son principalmente del tipo indirecto, la selección para aumentar los costos de señalización habría alcanzado su punto máximo hace mucho tiempo, posiblemente en las primeras etapas de la evolución del cerebro ... Paradójicamente, si esas contramedidas fueran tan efectivas que hubiesen forzado a la mayoría de los parásitos a adoptar estrategias indirectas, se habrían vuelto obsoletas, llegando a ser un costo neto sin ningún beneficio prevaleciente. De ser así, podrían incluso haber sido eliminadas debido a la presión incesante por la eficiencia ".


Aumentar la complejidad de las señales.


El sistema nervioso central utiliza sustancias neuroactivas como señales internas entre neuronas, redes cerebrales y entre el cerebro y otros órganos. Los parásitos pueden secuestrar estas vías para alterar el comportamiento produciendo señales primordiales o, como señala Del Giudice, corrompiendo las existentes. Esto implica romper el código de señalización interno del host.

Por lo tanto, un código de señalización más complejo es más difícil de romper para un parásito. Las instancias de tal aumento de complejidad incluyen el requisito de acción conjunta de diferentes neuroquímicos, o la liberación de sustancias neuroactivas en pulsos temporizados específicamente. La expansión del conjunto de moléculas de transmisión y sus receptores de unión también aumenta la complejidad. Las señales internas más elaboradas aumentan el tiempo requerido para romperlas. Desde un punto de vista adaptativo, esto puede cerrar las opciones del parásito, forzándolo a desarrollar otros medios de manipulación.

Sin embargo, la creciente complejidad aumenta los costos metabólicos para los huéspedes, aunque estos costos son desproporcionadamente más caros para los parásitos. Y Del Giudice señala que aumentar la complejidad de un sistema "tiende a crear nuevos puntos de fragilidad", que pueden ser explotados por parásitos versátiles.


Robustez creciente


Aumentar la robustez de un sistema básicamente equivale al control de daños. Los organismos superiores tienden a evolucionar de tal manera que pueden mantener la funcionalidad del comportamiento normal, incluso durante el ataque de un parásito. Del Giudice analiza una serie de estrategias del huesped de robustez pasiva, reactiva y proactiva, incluidas la redundancia y la modularidad de los sistemas; las llamadas arquitecturas de red; sistemas regulados por retroalimentación que detectan perturbaciones del sistema y hacen ajustes correctivos; y el monitoreo de señales inespecíficas como las actividades del sistema inmune que indican la presencia de un patógeno parasitario.

En gran medida, es probable que las adaptaciones de robustez excluyan ajustes fisiológicos fijos y, en cambio, favorezcan el desarrollo de "respuestas plásticas desencadenadas por señales de infección". La razón es que si la fisiología y el comportamiento del cerebro se adaptan para funcionar mejor en presencia de un patógeno, entonces su ausencia conduciría a comportamientos no óptimos y una supervivencia reducida.

Del Giudice incluye en el documento una discusión sobre las limitaciones en la evolución de las contramedidas por parte de los anfitriones. Estos incluyen restricciones metabólicas y computacionales, como la disponibilidad de energía y el pequeño tamaño del cuerpo: los animales con cerebros más grandes pueden desarrollar más fácilmente niveles más altos de complejidad protectora. Esta es una razón por la cual los parásitos que alteran el comportamiento se observan más comúnmente en los insectos, que han proporcionado ejemplos fundamentales de estrategias de parásitos y contramedidas del huésped.


Psicofarmacología


Finalmente, el documento incluye una discusión fascinante de las implicaciones de tales adaptaciones para la psicofarmacología. "El uso de drogas psicoactivas para tratar los síntomas psiquiátricos es un intento de alterar el comportamiento por medios farmacológicos. Esto también es lo que hacen los parásitos manipuladores, aunque, en el caso del tratamiento psiquiátrico, el objetivo es beneficiar al paciente.

Por lo tanto, las respuestas adaptativas a los ataques de parásitos podrían explicar por qué los antidepresivos tienden a inducir tolerancia en algunos pacientes, al igual que los parásitos; los medicamentos buscan alterar el comportamiento del organismo, con la posibilidad de que los sistemas neuronales robustos reequilibren las vías de comportamiento que han sido alteradas por el medicamento. "Vale la pena considerar la posibilidad de que al menos algunos de estos mecanismos reactivos puedan estar específicamente diseñados para detectar y responder a las intrusiones de parásitos". "Si es así, los tratamientos farmacológicos estándar pueden imitar involuntariamente un ataque de parásito y desencadenar respuestas defensivas especializadas". Agrega que ciertos efectos secundarios indeseables de las drogas podrían ser metabólicamente costosos pero útiles características adaptativas durante una infección parasitaria, aunque perjudiciales para el tratamiento psiquiátrico.


Conclusiones


A lo largo de su larga historia, los cerebros han sido campos de batalla entre anfitriones y parásitos para controlar el comportamiento del huésped. La implacable presión ejercida por los parásitos debe haber dado forma a la evolución de los sistemas nervioso y endocrino a todos los niveles, con importantes consecuencias incluso para los animales que no son (o ya no son) objetivos de manipulación. Si esto es cierto, muchos aspectos de la neurobiología están destinados a permanecer misteriosos o mal entendidos hasta que los parásitos, los posibles diseñadores invisibles de ciertas características del cerebro, finalmente se incluyan en la imagen. Esta no es una tarea simple, y uno puede anticipar que los investigadores enfrentarán muchos falsos comienzos y callejones sin salida. Al mismo tiempo, hay buenas razones para la curiosidad y la emoción. El camino por delante es apenas visible, pero ya se puede decir que conduce a lugares extraños e interesantes.



No hay comentarios:

Publicar un comentario