Rotura de cuernas: clave para la mejora de trofeos… ¿y para la medicina ósea?

 

Los autores de este artículo. De izquierda a derecha, Andrés García (investigador del IREC, profesor de la ETSIA y miembro de Venadogen), Laureano Gallego (catedrático de Producción Animal de la ETSI Agrónomos, miembro del IREC y fundador de Venadogen) y Andrés García (investigador del IREC, profesor de la ETSIA y miembro de Venadogen) y Tomás Landete (vicedirector del IREC, miembro del Comité Científico de la International Deer Biology Society, representante de FEDFA, y organizador del EMAD).

 

Por Tomás Landete (vicedirector del IREC), Laureano Gallego (catedrático de Producción Animal de la ETSI Agrónomos) y Andrés García (investigador del IREC y profesor de la ETSIA)

 

Si piensa que las cuernas de ciervo son un trofeo impresionante, no deje de seguir leyendo, porque como estructura animal, la cuerna es aún más sorprendente: su crecimiento produce osteoporosis en el ciervo, se considera un superhueso y podría explicar la osteoporosis humana. El extraño evento de la rotura generalizada de cuernas en toda España en 2005, que se está repitiendo en la temporada 2012/2013, llevó a un grupo de científicos españoles muy audaces, desde sugerir complementos minerales para mejorar las cuernas, a formular una hipótesis sobre el origen de la osteoporosis e, incluso, las enfermedades degenerativas del cerebro.

 

 

El ciervo se considera la especie de caza mayor más importante en casi todos los países europeos, e incluso en América y en otros países. Tener los mejores trofeos siempre ha atraído la atención de reyes y nobles. Esto ha llevado a curiosidades históricas como el hecho de que, en el siglo XVII, el zar Pedro el Grande, de Rusia, criase una curiosa variedad de ciervo común de color blanco y le ofreciese estos ciervos como regalo (no oro ni joyas) al emperador del Sacro Imperio Romano Germánico Carlos VI. No es la única curiosidad histórica. En el siglo XV, este mismo rey dictó una ley que obligaba a todo aquel que tuviera ciervos a alimentarlos en el crudo invierno centroeuropeo. Esto demuestra que la gestión basada en la aportación de alimentación suplementaria en momentos críticos es algo muy viejo que otros pensaron hace siglos.

 

Trofeos espectaculares, características impresionantes

Pero si las cuernas de ciervo han despertado el interés cinegético siempre, el desarrollo de la ciencia en el siglo XIX y XX ha convertido esta motivación cinegética en un gran interés científico. En 1931 Sir Julian Huxley descubrió que la cuerna constituye del 1 al 5% del peso corporal del ciervo. Nuestro grupo demostró en 2012 que la cuerna constituye el 28% del esqueleto en ciervos adultos. Es decir, que el 28% del peso del esqueleto crece y cae cada año. Es un enorme esfuerzo.

Esta particularidad produce una serie de datos que hacen de la cuerna una estructura particular donde las haya. El primer dato es que la velocidad de crecimiento de las cuernas es la más rápida de cualquier tejido que no sea cancerígeno (hasta 1 cm/día en ciervo ibérico o 4 cm/día en wapitis americanos). De hecho, es tan rápida, que el alimento ingerido diariamente no puede aportar todos los minerales que necesita y el cuerpo del ciervo los extrae de su esqueleto, sufriendo un proceso de osteoporosis. La diferencia con los humanos es que el ciervo sufre osteoporosis y se recupera todos los años. Esto nos llevó a pensar que podría guardar el secreto para entender la osteoporosis humana.

En cualquier caso, el elevado costo de hacer crecer cuernas, nos hizo pensar que podría tratarse de un caso similar a una prueba olímpica para un deportista de élite: si hay que hacer un esfuerzo enorme, quienes les escriben estas líneas no pueden compararse a Usain Bolt. Por tanto, en las cuernas, como en una carrera de cien metros, la calidad debe mostrarse en todas sus características, desde la composición a la histología, o sus propiedades mecánicas. Y no solamente esto, las mayores diferencias, igual que en una carrera, no se ven al principio (la roseta), sino cerca de la línea de meta (la corona). Nuestro grupo ha basado en esta idea su principal línea científica de los últimos años.

La idea de que la cuerna muestre en sus características el esfuerzo de hacerla crecer tenía una notable lista de consecuencias: ni siquiera Usain Bolt puede correr como un campeón olímpico cuando está enfermo, tiene una mala alimentación o vive en condiciones pésimas. Eso, aplicado a los ciervos, significa que la cuerna debe reflejar la dieta del animal o población de ciervos, que probablemente indique su estado de salud (esto aún no lo hemos podido estudiar), y que debería indicar la gestión. Las variables que acabamos de indicar están todas relacionadas: el estado del animal no puede ser bueno si la densidad de población de ciervos es alta y toca a poca comida por cada animal; la dieta no puede ser buena si el hábitat es malo, la geología produce suelos deficientes en minerales que se reflejan en las plantas, o si hay un mal año para la agricultura, lo que significa también malo para la vegetación.
Nuestros primeros hallazgos confirmaron nuestra hipótesis: hay una composición propia de buenas y malas cuernas, incluso cuando la alimentación es la misma para todos los animales. ¿Cómo es posible, si todos tienen el mismo tipo y cantidad de sobra de alimento? La respuesta es la genética. Si todos los animales tienen la misma dieta, el que desarrolla mejores cuernas lo hace porque es más eficiente en la conversión del alimento en cuerna, músculo, etcétera…

El siguiente hallazgo era el primero para usar la composición de la cuerna como análisis diagnóstico: una comparación entre cuernas de un coto público de Albacete (con una vegetación que no es la óptima para los ciervos) frente a las cuernas de los ciervos bien alimentados de la Universidad de Castilla-La Mancha mostró que las cuernas reflejan la dieta, y que las propiedades de la cuerna, de la composición a la histología, propiedades mecánicas, densidad, etcétera… todo mejora con una dieta de calidad.

 

Un superhueso convertido en un hueso de cristal
La cuerna es el hueso más resistente que existe. En otro estudio, realizado con el padre de los estudios de mecánica aplicada a huesos, el catedrático John Currey, de la Universidad de York, descubrimos que el material óseo del que está hecha la cuerna es siete veces más resistente a la fractura por impacto que un hueso normal de cualquier especie. En cierta forma es un superhueso, porque si tuviéramos cuernas en lugar de huesos normales no habría ningún paciente en los servicios de traumatología de los hospitales: para cuando tuviéramos un hueso roto del cuerpo el impacto habría sido tan grande que estaríamos muertos. La pregunta ¿por qué no tenemos huesos tan resistentes como las cuernas?, nos ha sugerido un estudio que podría ver la luz en 2013. Lo que sí está claro es por qué los ciervos tienen cuernas hechas con material de superhuesos: han de ser así de resistentes para aguantar el embate de otros ciervos durante la lucha.

Ahora el lector puede entender nuestra perplejidad cuando, en 2005, gestores de cotos de toda España nos contaban algo que nos parecía increíble: las cuernas, el hueso más resistente que existe, se estaban rompiendo en toda España. Este hecho, que se está repitiendo en 2012, podía deberse a dos razones que afectaran al rendimiento mecánico: razones arquitectónicas o de calidad de material. Por razones arquitectónicas nos referimos a que la cuerna es un tubo de hueso relleno de espuma de hueso. En un tubo, la resistencia de éste se debe al espesor de la pared y al diámetro del tubo de hueso. Las cuernas crecidas en 2005 tenían una pared un 30% más fina que las crecidas en 2004. Las razones de calidad del material hacen referencia a lo resistente que es en términos mecánicos el material del que está hecha la cuerna. Esto equivale a preguntarse, exagerando, si el material óseo es acero o cristal. La respuesta fue: cristal. El estudio demostró que el material era un 30% más fácil de romper, con lo que, tanto la arquitectura como la calidad del material, apuntaban a una mayor debilidad. De hecho, se rompieron en el coto que estudiamos, un 55% de las cuernas.

¿Qué había pasado en 2005? Ese año hubo unas heladas fuera de lo normal en febrero (cuando las plantas ya están brotando). Igual que en 2012. También fue un año más seco de lo normal (igual que en 2012); pero, al mirar la serie de datos del coto que estudiamos (La Morera, gracias a la colaboración de Yolanda Fierro), descubrimos que la sequía no era el factor más importante. Las roturas no se debían al frío, porque hizo más frío en Albacete y nuestros ciervos no acusaron el efecto. El efecto debía de producirse sobre la composición de las plantas. Si preguntamos a un médico qué pasó, éste nos dirá que las cuernas de 2005 (y 2012) tienen menos calcio, el material más abundante y sobre el que centran todos los esfuerzos de investigación de la medicina. Pero las cuernas de ese año tenían 20,3% en lugar del 21% de calcio, y 9,8% en lugar de 10,1% de fósforo. No parecía una diferencia espectacular. Cuando evaluamos otros minerales encontramos varias diferencias, pero la más notable era que las cuernas del año de heladas tenían el doble de silicio (el componente más abundante de la arcilla y, por ende, del suelo). ¿Comieron más tierra con las plantas los ciervos ese año? ¿Afecta el silicio a la cuerna? Lo bueno que tiene la ciencia es que, cuando no tienes idea de qué le pasa a un ciervo, siempre puedes ver lo que le pasa a una rata, el modelo que todos los científicos usan para investigar. La deficiencia de silicio afecta a los huesos e incluso a la cicatrización, pero el exceso (lo más probable en el año 2005 y 2012) tal como entra por un orificio, sale por el otro sin afectar al animal. El silicio no era el responsable.

 

El manganeso
Buscamos la respuesta por todas partes, hasta en las ciencias más alejadas y, en este caso, la encontramos en la fisiología de las plantas: las plantas, bajo estrés (de ataque de insectos, de enfermedad, por exceso de frío, calor, salinidad o toxicidad por exceso de manganeso), siempre toman silicio. No importa si la planta es un tomate o una jara, siempre aumentan este mineral. La respuesta también es igual: se vuelven resistentes a insectos, enfermedades, etcétera… ¡o reducen su nivel de manganeso! Las cuernas de 2005 tenían, efectivamente, menos manganeso que las del año anterior. El manganeso mostró, hacia los años sesenta, ser un prometedor mineral para el hueso, ya que su deficiencia producía problemas en huesos y cáscaras de huevo, y se demostró que era necesario para formar el cartílago que luego se calcificaba en hueso. ¿Por qué el manganeso parecía ser crucial para explicar roturas? La razón más importante es que la mayor diferencia en el contenido de manganeso no era entre cuernas estudiadas en 2005 (estudiamos cuernas rotas e intactas) comparadas con las que crecieron en 2004 (unas pocas rotas y la mayoría intactas). La mayor diferencia se daba comparando todas las cuernas rotas de ambos años frente a todas las intactas: las cuernas rotas tenían menos manganeso. La deficiencia de este mineral podría explicar que el peso de las cuernas se redujera un 30% en 2005. También explicaría un error de bulto que se cometió ese año: los animales no estaban raquíticos, sino que pesaban algo más que los abatidos en 2004. La razón es que se abatieron como malos trofeos animales que tenían todas las puntas rotas (o las varas) y que al año siguiente podrían haber sido medalla de oro.

Las ratas confirmaban de nuevo el efecto: un estudio de 1986 que pasó desapercibido para los principales científicos que estudian la biología (y medicina) del hueso, mostraba que las ratas con una dieta equilibrada, pero deficiente en manganeso, mantenían un peso y aspecto sanos, pero sus huesos tenían menos calcio. Esto es, el manganeso parecía ayudar a fijar el calcio que, proveniente de los huesos del ciervo, intentaba fijarse en la cuerna en crecimiento.

¿Suplementar con manganeso puede hacer crecer las cuernas un 30%? Dicho así suena espectacular, pero en nutrición animal no produce el mismo efecto suplir un mineral deficiente que suministrarlo cuando el animal tiene ya la cantidad que necesita. Lo que sí es cierto es que el efecto de 2005 se está repitiendo en 2012 y es posible que se repita cada cierto número de años. En este año, y tal como indicaba una noticia del número de noviembre de Caza y Safaris, quienes suministraron correctores minerales no tienen roturas de cuernas y sus trofeos son buenos, y quienes no lo hicieron tienen gran incidencia de roturas. En el futuro es muy posible que podamos anticipar un año de malas cuernas con meses de antelación, de forma que los dueños de cotos se prevengan administrando bloques minerales adecuados para la situación.

 

De las cuernas rotas a una teoría sobre la causa de la osteoporosis
Las aplicaciones médicas de nuestros estudios surgieron en nuestra mente desde el mismo momento en que leímos que los ciervos sufren una especie de osteoporosis reversible. Continuaron, porque casi todos los estudios en esta área se publicaron en la segunda mejor revista médica de huesos del mundo (Bone, y ya llevamos seis artículos de 2007 a 2013). De todos los estudios publicados en Bone, el de la rotura de cuernas era el que parecía ser más prometedor sobre potenciales aplicaciones médicas, pues no sólo una deficiencia mineral menor convertía el hueso más resistente del mundo en un hueso frágil, sino que en el ciervo no parecía haber falta de calcio porque las cuernas crecen transfiriendo material óseo desde el esqueleto hasta la cuerna en crecimiento. Una de las razones por las que consideramos que el ciervo es la mejor especie para la investigación médica es que, al crecer tan rápido, todos los efectos que en humanos se producen a lo largo de los años se observan en meses en este animal. Pero si la razón anterior era importante, más aún nos llamó la atención el caso de las ratas del estudio de 1986, que descalcificaban sus huesos mientras crecían felices con una dieta a la que sólo le faltaba el manganeso. A los ciervos les pasó lo mismo en 2005 porque pesaban igual o algo más que en 2004. Ese efecto silencioso sobre los huesos o las cuernas, cuando, en general, parece que el animal no se ve afectado, es exactamente lo que pasa en humanos con la osteoporosis. La osteoporosis es una enfermedad silenciosa. ¿Es posible que la causa fuera la misma en el ser humano?

Nuestra teoría dice que si el manganeso cumple la misma función (ayudar de alguna forma a fijar el calcio) en humanos y ciervos, si su absorción se reduce con la edad y si se usa para un órgano más importante, entonces el cuerpo extraerá el manganeso del esqueleto para usarlo en ese otro órgano y, al no poderse fijar el calcio de vuelta al hueso, se eliminará por la orina y se producirá osteoporosis. Es decir, la causa de la osteoporosis es la desviación del manganeso para ser usado en otros órganos, y la falta de calcio es la consecuencia (no la causa) de la osteoporosis. ¿Por qué tendría que eliminarse el calcio si no se puede fijar? El calcio es el mineral (de hecho, el nutriente corporal) cuya concentración en sangre está más controlada. Para que se hagan una idea, tras 12 h de ayuno la sangre pierde 12 miligramos de calcio. Cuando sucede esto, el cuerpo lo detecta y destruye hueso para liberar calcio a la sangre y restaurar la concentración. Esos 12 miligramos no los pierde cada centímetro cúbico de sangre, ni siquiera cada litro, sino toda la sangre de nuestro cuerpo. Por encima de una concentración tan estricta, el calcio o se deposita en los huesos (y según nuestra teoría no puede porque falta manganeso) o, por fuerza, se tiene que eliminar por la sangre. Los pacientes de osteoporosis que no puedan fijar el calcio en sus huesos por la falta de manganeso, literalmente, orinan su esqueleto lentamente.

¿Y qué órgano es ése que es más importante que el esqueleto? Nosotros pensamos que el cerebro. Esto es así porque el cerebro gasta el 25% de la energía que obtenemos de la comida en funcionar (en estado de reposo). ¿Qué pasa cuando se agota el manganeso del esqueleto? Según nuestra teoría, el cerebro debería empezar a funcionar mal y aumentaría la posibilidad (o la gravedad) del Parkinson y Alzheimer.

De las cuernas pasamos a los datos clínicos. Los datos del Hospital de Hellín (Albacete) mostraron un efecto que apenas podíamos creer: de los pacientes operados para sustituir una cadera por osteoporosis, el 40% tenía Parkinson o Alzheimer. Esperábamos algo menos en los operados de osteoartritis (en este caso, la sustitución se hace por tener desgastado el cartílago aunque el hueso esté bien), pero la sorpresa es que había un… 0% con Alzheimer o Parkinson. Una diferencia así de clara debería encontrarse en todos los lugares del mundo.
Además, otro resultado apoyaba también la teoría: analizando datos de un estudio médico publicado que no se fijó en la importancia del manganeso, demostramos que las ratas reducen el manganeso de los huesos conforme avanza el Alzheimer (pero no se reduce el manganeso en otros órganos). Es como si el manganeso de los huesos se estuviera utilizando para contrarrestar el Alzheimer y se redujera su contenido conforme avanza la enfermedad.
Nuestro estudio era novedoso, pero hay cierta evidencia en el sector médico que apoya la teoría, aunque dispersa. En 2005, un grupo de la Facultad de Medicina de Harvard encontró que los pacientes con osteoporosis más severa tienen el doble de posibilidades de tener Alzheimer que los que menos osteoporosis tienen. Eso es menos impresionante que el 40% a 0% de nuestro estudio, y ellos no entendían el mecanismo, pero no es lo mismo ser de Harvard ¡que de Harvard…cete!

Publicar el estudio científico fue más fácil que divulgar la noticia en la prensa: el CSIC no lo incluyó en su web a pesar del entusiasmo inicial, quizá porque era muy atrevido que un equipo sin médicos publicara una hipótesis sobre enfermedades tan serias. Además de publicarse en prensa generalista, se publicó en enero de 2012 un artículo divulgativo en revistas cinegéticas de medio mundo que sumaban una población de más de 400 millones de personas. A pesar de las críticas en algunos círculos médicos, sabemos que, al menos, en un hospital de Viena se realizan estudios para comprobar si la hipótesis es cierta (porque les hemos suministrado muestras de cuerna con deficiencia de manganeso).

 

Una cascada de descubrimientos en el presente y en el futuro
Estudiar cuernas parece el sueño de un científico. De entrada, puedes ser útil al sector y decirles que suplementando manganeso, cobre, zinc u otros minerales pueden aumentar el peso o longitud de las cuernas. Eso significa aumentar el valor de quien tiene un coto y es una forma de ayudar a salir de la crisis.

De hecho, una de las razones de nuestros estudios es ser transferidos al sector (razón por la que organizaremos en septiembre un encuentro europeo sobre cuerna y ciervo –www.emad.es– entre técnicos, productores de ciervo de toda Europa y empresas de gestión cinegética). Pero si es importante ayudar al sector donde uno trabaja, es casi un sueño poder desarrollar al mismo tiempo una investigación que tenga más implicaciones en medicina.

Hay más hallazgos en esa cartera que está llena de ideas y casi vacía de fondos. Hemos estudiado la mineralización de la cuerna inyectando antibióticos que se fijan al hueso. Gracias a ello hemos descubierto que la cuerna mineraliza los tubos que la forman (osteonas) entre los días 70 y 100 (mayo). Eso significa que la alimentación o fallo de alimentación en el mes de mayo hace que una cuerna sea o no porosa, sea más o menos pesada.
Pero de nuevo hay una parte interesante para la medicina. La cuerna mineraliza tres veces más rápido que un hueso humano. Esto implica que los ciervos son el animal ideal para probar fármacos que promuevan la mineralización en humanos o sustancias contra la osteoporosis. Para hacer estos estudios, pueden contar con la segunda mejor granja experimental de ciervos del mundo: la de la Universidad de Castilla-La Mancha en Albacete (que, por desgracia, ya ha cerrado una de sus dos sedes en 2013 y quizá cierre totalmente por los recortes).
Nuestros estudios no son los únicos impresionantes en ciervos. El Dr. Chunyi Li, del AgResearch de Nueva Zelanda (que tiene la mejor granja experimental del mundo) ha logrado hacer crecer cuernas a ratones (y podría hacer lo mismo con un ser humano). Su objetivo es que las personas regeneren miembros amputados. No es el único. El grupo del Dr. Manuel Nieto, del Hospital de Parapléjicos de Toledo, estudia los nervios de la cuerna en crecimiento para recuperar la movilidad de parapléjicos.

La cuerna es una fuente de potenciales hallazgos impresionantes… CyS

 

Los hallazgos relatados en este artículo se publicaron en periódicos nacionales y revistas cinegéticas de varios países, desde Alemania a Rusia, con una población de más de 400 millones de personas.

 

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