¿Qué han descubierto Marina, Nerea y Sergio del IES Los Sauces sobre la melatonina?

Marina Arce Ramos, Sergio Bernardo Pérez y Nerea Pérez San Román (alumnos de 1º de bachillerato que cursan la asignatura de Biología-Geología) junto con su profesor de Biología (Rafael Pérez Romero), han realizado la fase experimental de un proyecto que pretende esclarecer la existencia de varias enzimas implicadas en la síntesis y degradación de melatonina en los testículos de una especie, el vacuno (Bos taurus), que está menos influido por el fotoperiodo.

Este proyecto entra dentro de la convocatoria organizada por la Consejería de Educación (ORDEN EDU/955/2018, de 11 de septiembre): Premios de Investigación e Innovación en Educación Secundaria Obligatoria, Bachillerato y Formación Profesional en el ámbito de la Comunidad de Castilla y León. Su finalidad es incentivar la realización de proyectos de investigación e innovación en el alumnado.

La síntesis de melatonina en la glándula pineal presenta ritmo circadiano (los ritmos circadianos son cambios físicos, mentales y conductuales que siguen un ciclo diario, y que responden, principalmente, a la luz y la oscuridad en el ambiente de un organismo). Se creía que la melatonina se sintetizaba exclusivamente por esta glándula. Sin embargo, diversas investigaciones han demostrado su síntesis en diversos órganos y tejidos. Se ha detectado melatonina en el plasma seminal ovino durante el día, hecho que ha llevado a proponer la existencia de un metabolismo extrapineal de esta indolamina en el tracto reproductivo de esta especie.

Marina Arce Ramos, Sergio Bernardo Pérez y Nerea Pérez San Román (alumnos de 1º de bachillerato que cursan la asignatura de Biología-Geología) junto con su profesor de Biología (Rafael Pérez Romero), han realizado la fase experimental del proyecto.

El Dr. Felipe Martínez Pastor, investigador del INDEGSAL (Instituto de Desarrollo Ganadero y Sanidad Animal) que trabaja en la biotecnología de la reproducción asistida, ha colaborado activamente en este proyecto. Los alumnos realizaron prácticas tuteladas en la Universidad para aprender las técnicas de observación y fotografía microscópica, y se les explicó cómo se obtuvieron las preparaciones histológicas en el proyecto de investigación.

Las muestras son de tejido de seis toros (procedentes de matadero), que se procesaron para estudio histológico y para detección de diversas proteínas relacionadas con la función de la melatonina (cedidas por la Universidad de León).

El procedimiento de detección de estas enzimas es mediante inmunohistoquímica en cortes de parafina de muestras de los distintos órganos. La presencia de la enzima buscada es evidenciada por una coloración sobre las células que poseen la proteína en cuestión.

El proyecto se centró en el efecto de la melatonina sobre los espermatozoides de toro, así como en la detección de sus receptores en el tracto reproductor y la confirmación de la presencia de las enzimas de síntesis en distintos órganos.

Los resultados de este trabajo demostraron la existencia de las enzimas de síntesis en los testículos de toro. La presencia de estas enzimas y en especial las enzimas biosintéticas (AANAT y HIOMT), sugiere una posible biosíntesis de melatonina extrapineal en los testículos de toro.

La melatonina tiene un efecto protector que no quedaría reducido únicamente a los espermatozoides, sino que estaría vigente durante la espermatogénesis. Este estudio sugiere una biosíntesis de melatonina por el propio aparato reproductor. La melatonina presentaría una acción autocrina en los tejidos que la producen o paracrina en los que rodean el lugar de síntesis de esta hormona.

La existencia de síntesis de melatonina en múltiples sitios del cuerpo, su capacidad de regular multitud de funciones fisiológicas (regulación del fotoperiodo y los ritmos circadianos, la estacionalidad reproductiva en algunos mamíferos en función del fotoperiodo, actividad inmunomoduladora y la regulación de la inflamación), y su actividad ya bien conocida como eliminador directo de radicales libres, hacen de esta molécula una excelente candidata para abrir nuevas líneas de investigación y comprender así el importante papel que desempeña en los distintos organismos. Incluso está relacionada con el reloj biológico de algunos seres vivos, ya que el descenso en la producción de melatonina es indicativo de senescencia.

Estudios en este campo puede ayudar a la conservación de especies autóctonas vacunas de Zamora (Sayaguesa y Alistana), por la mejora de técnicas de crioconservación y fecundación asistida.