#rosavientos: La saliva y el secreto de la lengua del camaleón

Por Francisco R. Villatoro, el 27 junio, 2016. Categoría(s): Biología • Ciencia • Eureka (La Rosa de los Vientos) • Noticias • Science

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Ya está disponible el audio del podcast de Eureka, mi sección en La Rosa de los Vientos de Onda Cero. Como siempre, una transcripción, unos enlaces y algunas imágenes.

Los camaleones capturan grandes presas gracias a la viscosidad de su saliva, que es 400 veces más viscosa que la saliva humana. Este potente ‘pegamento’ explica por qué puede capturar con su lengua presas que pesan cerca del 30% del peso del camaleón. Hasta ahora los científicos no entendían cómo la lengua se adhería a sus presas. El descubrimiento podría tener aplicaciones en el desarrollo de pegamentos.

El artículo es Fabian Brau, Déborah Lanterbecq, …, Pascal Damman, “Dynamics of prey prehension by chameleons through viscous adhesion,” Nature Physics (20 Jun 2016), doi: 10.1038/nphys3795arXiv:1411.6126 [physics.bio-ph]. Ya hablé de este tema hace tiempo en este blog, en “Miden la viscosidad de la mucosa de la lengua del camaleón,” LCMF, 26 Nov 2014.

Más información divulgativa en medios en “Los camaleones capturan grandes presas gracias a su viscosa saliva,” Agencia SINC, 20 Jun 2016; “El mejor pegamento, la saliva de camaleón,” Next, Vozpópuli, 20 Jun 2016;

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La saliva humana está rodeada de muchas leyendas urbanas. Empecemos por el principio, ¿qué es la saliva y de qué está compuesta? La saliva es un fluido segregado por las glándulas salivales que tenemos en la boca, que la humedecen segregando del orden de un litro de saliva al día, aunque la producción máxima es antes, durante y después de las comidas. El 99% de la saliva es agua mientras que el 1% restante está constituido por diferentes moléculas orgánicas e inorgánicas que tienen funciones importantes para la salud de nuestra boca. La saliva es un fluido transparente, ligeramente alcalino, con una viscosidad variable. La saliva es fundamental para la primera fase de la digestión, al contener enzimas que al mezclarse con el alimento en la masticación lo transforma en el bolo alimenticio, que facilita la deglución. Estas enzimas, como las amilasas, que hidrolizan el almidón en la boca y ayudan a la digestión de los hidratos de carbono (carbohidratos) y la grasas. Una función importante de la saliva es proteger contra las caries dentales, reduciendo el efecto de los azúcares sobre la placa bacteriana de nuestros dientes. La caries es debida a la fermentación de los carbohidratos que realizan ciertas bacterias que producen ácidos orgánicos. La saliva tiene una acción antimicrobiana, incluyendo en su composición enzimática sustancias como las lizosimas, las inmunoglobulinas y ciertas proteínas como la muramidasa y la lactoferrina que defienden la cavidad oral de las infecciones bacterianas. Gracias a esta capacidad antimicrobiana la saliva protege los dientes contra las caries y otras infecciones. Además la saliva garantiza que el pH de la boca sea neutro, alrededor 7,4, actuando como tampón que neutraliza el medio ácido producido tras las comidas evitando la desmineralización del esmalte dental y la acumulación de sarro que se produce con un pH básico. La saliva es fundamental para nuestra salud.

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Hay una leyenda urbana que afirma que la saliva sirve para curar heridas. ¿Qué papel tiene la saliva en la cicatrización de heridas? La saliva combina una acción antibacteriana con una acción cicatrizante. Gracias a ello nos ayuda a protegernos ante las lesiones de la boca, y por ende ante lesiones en otras partes del cuerpo. Enzimas de la saliva, como la lisozimas, matan a las bacterias y otros microorganismos externos. Esta acción antimicrobiana está acompañada de un efecto cicatrizador, gracias a la presencia un factor de recuperación de la epidermis, que provoca la curación más rápida de la mucosa de la boca. Este factor de crecimiento epidérmico facilita la cicatrización de las heridas en la boca y en general de otras heridas en el cuerpo. Por ello, instintivamente, tendemos a lamernos las heridas que tenemos en otras partes del cuerpo. Por supuesto, la saliva no es una panacea. Para el tratamiento de una  herida lo mejor es lavarse con agua y luego aplicar el antiséptico más próximo disponible (como alcohol o yodo). Usar saliva no siempre es la mejor solución.

La saliva también sirve como pegamento. De hecho los camaleones cazan a su presas con su lengua pegándolas a ella con saliva. ¿Cómo funciona la saliva como pegamento? La saliva contiene una sustancias llamadas glicoproteínas, como la mucina, que le confieren a la saliva sus propiedades reológicas, tales como viscosidad, lubricación y elasticidad. Estas propiedades son más extraordinarias en ciertos animales, como los camaleones. Esots depredadores permanecen inmóviles y escondidos esperando a que una de sus presas, desde hormigas hasta lagartijas, pase cerca para atraparlas con su lengua, que actúa como un proyectil. La lengua se alarga hasta una distancia que duplica la longitud del cuerpo del animal y, en ocasiones, logra atrapar presas que pueden llegar a pesar hasta un tercio del propio peso del camaleón. Hasta ahora no se sabía cómo este órgano muscular se adhiere a sus presas y logra capturar grandes animales
Algunos investigadores habían propuesto que la lengua era rugosa, pero un nuevo estudio publicado en la revista Nature Physics, liderado por Pascal Damman, investigador en la Universidad de Mons (Bélgica), indica que la clave es la viscosidad de la saliva del camaleón, hasta 400 veces mayor que la de los humanos, que permite una adherencia realmente extraordinaria. Además de la viscosidad es importante la gran superficie de contacto que ofrece la lengua del camaleón. El estudio ha combinado datos experimentales y un modelo teórico, indicando que la adhesión producida por la saliva es suficiente para atrapar a un insecto de gran tamaño. La lengua del camaleón es muy pegajosa gracias a su saliva, una mucosidad que logra que la presa se quede pegada a lengua del camaleón. Para ello, los científicos belgas y franceses determinaron la viscosidad de la saliva secretada en la ventosa de la lengua del camaleón.

La saliva del camaleón es el secreto de que la lengua del camaleón sea tan pegajosa. ¿Cómo se puede estudiar la viscosidad de una sustancia como la saliva? La física la rama que estudia la viscosidad de los fluidos y otras sustancias se llama reología. Fabian Brau de la Universidad de Mons, Bélgica y sus colegas han estudiado de forma experimental la reología de la mucosa de la lengua del camaleón. Este líquido está compuesto de proteínas y glicoproteínas disueltas en agua. Para medir su viscosidad se estudia el arrastre que ejerce sobre una esfera que rueda sobre un plano inclinado impregnado con la mucosa. Como la lengua produce muy poca cantidad, se ha usado el portaobjetos de un microscopio como plano inclinado; como bola se ha usado la cuenta de un collar con una masa de solo 0,88 gramos y un radio de 3 milímetros. Los resultados experimentales indican que la viscosidad de la mucosa es lineal, lo que se espera para un fluido viscoso, al contrario del comportamiento viscoelástico de sustancias más complejas como ciertas pinturas. La viscosidad dinámica medida en los experimentos es de 0,4 Pa·s (4 poises) mucho mayor que la de la saliva humana que tiene una viscosidad 0,001 Pa·s (400 veces más pequeña). Por supuesto, el error en estas medidas es grande ya que la capa de mucosa de la lengua del camaleón tiene un espesor de unas 25 micras (que se mide al peso). La medida se ha realizado al microscopio usando una cámara de vídeo. Antes de entrar en contacto con la mucosa la bola realiza una caída libre por el plano inclinado (su posición describe una parábola). Una vez en contacto con el fluido la bola se mueve a velocidad constant. Una fórmula matemática sencilla permite estimar la viscosidad a partir de esta curva. El nuevo trabajo científico incluye un modelo mecánico de la lengua del camaleón, cuyos parámetros se han obtenido analizando vídeos con cámaras de alta velocidad. Los resultados apoyan la conclusión de que la viscosidad de la mucosa de la lengua es clave en la adhesión de las presas con la lengua. Por ahora es pronto para hablar de aplicaciones prácticas o tecnológicas. La saliva del camaleón es una sustancia de alta adherencia biocompatible, lo que permite imaginar múltiples aplicaciones biomédicas. Pero para muchos científicos lo importante es desvelar los misterios de la naturaleza. Desvelar el secreto de la lengua del camaleón nos ayuda a valora mejor la belleza de estos animales tan exóticos. Uno de los animales emblemáticas de nuestra fauna bien merece un eureka.

 



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