genética

     Última actualizacón: 11 marzo 2018 a las 17:17

Los etíopes dicen que sus dioses son de nariz chata y piel negra, los tracios que tienen ojos azules y pelo rojizo.

Jenófanes de Colofón

Los pelirrojos han tenido muy mala prensa a lo largo historia. En la Grecia clásica se pensaba que cuando un pelirrojo moría se convertía en una especie de vampiro (no de los que chupan la sangre). La tradición judía identificaba el llamativo color rojo del pelo con el fuego y éste con lo maligno y el infierno, de ahí que se nos cuente que Lilith, la primera esposa de Adán (que abandonó el Edén por propia iniciativa) se convirtiese en la concubina de Asmodeo, el rey de los demonios.

La Edad Media bebió de estas tradiciones folclóricas, que se vieron reforzadas por la crueldad mostrada por los vikingos durante sus incursiones. Estos pueblos nórdicos se dedicaron durante buena parte de la Alta Edad Media a saquear los territorios que encontraban en su camino de expansión y conquista, siendo uno sus principales objetivos los monasterios de las órdenes religiosas. Los monjes, tras vivir experiencias de sangre y horror, se encargaron de propagar la idea de que los vikingos, uno de cuyos principales cabecillas fue Erik Thorvaldsson (conocido como Erik el Rojo por el color de su pelo), eran la mismísima encarnación del diablo. En este periodo de la historia los pelirrojos fueron tachados de personas malvadas, de brujos y practicantes de las artes oscuras.

Esto ya es historia, así que veamos qué tiene que contarnos la ciencia.

El color de pelo

Nuestro color de pelo, así como el de la piel, guardan relación con un pigmento llamado melanina que se suma a la queratina para configurar las distintas tonalidades. Las células que producen melanosomas ―el orgánulo que contiene melanina― se denominan melanocitos y son los responsables, por ejemplo, de que la piel se oscurezca después de que la expongamos a la luz del sol o a los rayos ultravioletas.

Existen dos tipos de melanina, la eumelanina y la feomelanina. Como hemos apuntado, la principal función de este pigmento es bloquear los rayos ultravioleta que provienen del sol para evitar daños en el ADN celular, aunque cada tipo de melanina responde de forma diferente.

La concentración de eumelanina es la responsable de que nuestro pelo sea negro, rubio o castaño (su ausencia genera el pelo blanco). Su función como fotoprotector es muy eficiente ya que transforma la energía de la radiación ultravioleta en calor, logrando disipar casi el 100% de la misma. Podemos encontrar dos tipos de este pigmento: la eumelanina negra, que otorga al pelo un color negro; y la eumelanina marrón, que confiere el color castaño o rubio en función de su proporción.

El otro tipo de melanina, la feomelanina, produce una tonalidad de rojo a rosa que se manifiesta en un entorno con poca o nula presencia de eumelanina. Debido a su composición química, la feomelanina no protege la piel de la radiación solar sino todo lo contrario, se ha descrito que contribuye a causar daños en la piel debido a su potencial para generar radicales libres cuando se la somete a luz ultravioleta (de ahí la mayor sensibilidad de la piel y la aparición de efélides, es decir, las pecas de toda la vida).

En los mamíferos, las proporciones relativas de feomelanina y eumelanina están reguladas por la hormona estimulante de los melanocitos, que actúa a través de su receptor (MC1R) para aumentar la síntesis de eumelanina. Las mutaciones en el gen que codifica el receptor de la melanotropina de tipo 1 (MC1R) afectan el patrón de la melanogénesis resultando en la pérdida o disminución de la expresión del gen, lo que conduce a una mayor síntesis de feomelaninas en detrimento de las eumelaninas (es decir, aparece el fenotipo de pelo rojo y piel clara) ¹.

Uno de los principales problemas al que se enfrentaban los científicos cuando trataban de abordar el problema de la heredabilidad del color de pelo rojo era que no existía un criterio claro de cuál era ese color, ya que las distintas variaciones de tonalidad provocaban errores en las conclusiones. Para solventar este problema, T. E. Reed empleó un espectrofotómetro de reflectancia para medir exactamente cuáles son los colores del pelo (se trata de un aparato que mide la cantidad de luz que refleja el pelo en diferentes longitudes de onda) explicando un hecho conocido: hay personas que tienen un color intermedio que no se puede clasificar como negro, marrón o amarillo ². Constató que hay personas con el pelo castaño que tienen algunas cantidades de feomelanina (el pigmento de los pelirrojos), o el caso de pelirrojos que en teoría sólo deberían tener feomelanina que presentan distintas cantidades de eumelanina (el pigmento de los morenos). Este es el motivo por el que algunos pelos castaños tienen reflejos rojizos en función de la incidencia de la luz.

Un estudio reciente ³ sostiene que existen al menos doce genes implicados en el color del pelo y que éstos presentan un total de 45 variaciones diferentes (polimorfismos de un solo nucleótido, SNP por sus siglas en inglés). Otros trabajos han confirmado que algunos genes controlan los diferentes matices, algunos le dan el color, otros el brillo, otros la tonalidad, otros lo hacen más oscuro o más claro, etc.

Los pelirrojos y la anestesia

Un hecho curioso y bastante llamativo es que la mayoría de los pelirrojos no experimenta el dolor del mismo modo que el resto de la población. Los datos clínicos recogidos hasta la fecha corroboran que los pelirrojos son más difíciles de anestesiar: necesitan de media un 19% más de gas en una anestesia general, son más resistentes a la anestesia local, y parece que también son más sensibles al dolor térmico.

Los anestesiólogos habían constatado que la edad y la temperatura corporal podían alterar los requerimientos de la anestesia inhalatoria (la técnica que utiliza como agente principal para el mantenimiento de la anestesia un gas anestésico) aunque no se había detectado ningún genotipo asociado con esa alteración a pesar de las anécdotas que circulaban entre los especialistas relativas a que era más difícil anestesiar a pacientes pelirrojos.

Para poner a prueba esta creencia, un equipo de investigadores de la Universidad de Louisville en Kentucky decidió estudiar la respuesta anestésica al desflurano de mujeres pelirrojas naturales en comparación con un grupo control de mujeres de pelo oscuro ⁴ (sólo participaron mujeres en el estudio para descartar posibles confusiones por las diferentes respuestas anestésicas entre sexos, y todas se encontraban en la misma fase del ciclo menstrual para evitar diferencias hormonales).

Un total de veinte mujeres sanas, diez de ellas pelirrojas, recibieron anestesia general estándar inducida con sevoflurano y mantenida con desflurano a una concentración final de entre un 5,5 y un 7,5%. Después de alcanzar un nivel estable de anestesia, se sometió a las pacientes a una descarga eléctrica (100 Hz, 70 mA) en la pierna. Si se movían en respuesta a la estimulación, se aumentaba el nivel del anestésico hasta no detectar ningún movimiento con descargas posteriores; en el caso de no haber respuesta al estímulo, el nivel de desflurano se reducía en un 0,5%. También se tomaron muestras de sangre para llevar a cabo análisis del receptor de la melanotropina de tipo 1.

Las conclusiones fueron estadísticamente relevantes: era necesario un 19% más de anestesia en las mujeres pelirrojas (6,2 vol% [95% CI, 5,9 a 6,5]) que en las mujeres de cabello oscuro (5,2 vol% [4,9-5,5]; P=0,0004). Nueve de las diez pelirrojas eran o bien homocigotos (dos alelos idénticos en el locus) o heterocigotos compuestos (tiene dos alelos diferentes en un locus determinado, uno en cada cromosoma de un par) para las mutaciones en el gen del receptor de la melanotropina de tipo 1 ⁵.

Como posible explicación para sus hallazgos, los autores han propuesto que la mutación del gen MC1R podría activar de forma involuntaria en el cerebro receptores similares que procesan la ansiedad y el dolor, es decir, las mutaciones pueden estar involucradas en la compleja regulación del sistema nervioso central.

Otra investigación relacionada con esta cuestión se llevó a cabo por otro equipo de investigadores de la misma universidad, esta vez con ratones ⁶. Para el estudio se emplearon ratones que tenían una determinada mutación del gen MC1R cuyo resultado era la pérdida de la función génica. En condiciones controladas se compararon los requerimientos anestésicos de estos ratones (que tenían el pelo claro) con un grupo control de ratones fenotípica y genotípicamente normales. Esta investigación corroboró la necesidad de una mayor anestesia en los ratones con la mutación del gen MC1R.

Una de las implicaciones más importantes de este tipo de hallazgos es que se constata que diferentes genotipos y fenotipos pueden conllevar diferentes respuestas a los medicamentos que utilizamos habitualmente. El concepto de farmacogenética, la disciplina biológica que estudia el efecto de la variabilidad genética de un individuo en su respuesta a determinados fármacos, es un campo emergente que tendrá una amplia repercusión en el futuro.

 

Artículos principales

Anesthetic requirement is increased in redheads

Mice with a Melanocortin 1 Receptor mutation have a slightly greater minimum alveolar concentration than control mice

Más información

• Human pigmentation genes: identification, structure and consequences of polymorphic variation.

En este estudio se constata que las mutaciones en el gen que codifica el receptor de la melanotropina de tipo 1 (MC1R) afectan el patrón de la melanogénesis, lo que conduce a una mayor síntesis de feomelaninas en detrimento de las eumelaninas.

• Red hair colour as a genetical character.

T. E. Reed emplea un espectrofotómetro de reflectancia para medir exactamente cuáles son los colores del pelo (se trata de un aparato que mide la cantidad de luz que refleja el pelo en diferentes longitudes de onda).

• Model-based prediction of human hair color using DNA variants.

Este estudio sostiene que existen al menos doce genes implicados en el color del pelo y que éstos presentan un total de 45 variaciones diferentes.

• Melanocortin 1 receptor variants: functional role and pigmentary associations.

Se establece el papel del receptor de melanotropina de tipo 1 (MC1R) en la determinación del color de la piel y el pelo.

• Induced changes in protein receptors conferring resistance to anesthetics.

Mientras que los anestésicos generales se han empleado eficazmente durante muchos años, sus bases moleculares exactas siguen siendo relativamente desconocidas. En este estudio de revisión se discuten los hallazgos recientes relacionados con la resistencia a los efectos de la anestesia, como una forma de arrojar luz sobre estos mecanismos.

• El gen MC1R en los Institutos Nacionales de Salud de EE.UU.
• El gen MC1R en OMIM.
• El gen MC1R en el Comité de nomenclatura genética.

Notas