Regenerar como héroes: el cuerpo y su ciencia

Las montañas de la sanación

Considerando los episodios de emergencia por los que hemos atravesado como país, el periodo 2019-2022 fue particularmente exigente. En mi caso, después de veintisiete años de trabajo científico, principalmente en el campo de la neurociencia, el 17 de diciembre de 2018 acepté el cargo de Ministro de Ciencia del ex-Presidente Sebastián Piñera. La instalación del ministerio fue un trabajo de compromiso total por parte de colaboradores extraordinarios. Las obligaciones propias de la creación de una nueva entidad en el Estado se desarrollaron de la mano de disciplinas científicas indispensables para nuestra era como el cambio climático, la biología molecular y la inteligencia artificial, y otras de grandes oportunidades como la astronomía y la oceanografía.

Sin embargo, y lejos de anticiparlo, al cabo de diez meses nos vimos inmersos --desde las oficinas en el segundo piso de La Moneda que miraban la Alameda-- en un sin fin de emergencias, primero con el estallido social y luego con la pandemia. Los riesgos, la exposición diaria y la confrontación constante, produjeron un desgaste profundo e imprevisto en todo el equipo que había llegado con el optimismo y visión técnica propia de la comunidad científica.

Para hacer frente a este desgaste físico y emocional, hacerlo sólo durante los extravagantes horarios matutinos permitidos durante la pandemia (los que como autoridad debía obedecer más que nadie), y sin pensarlo demasiado, decidí activar una antigua inclinación, la de estar lo más posible en contacto íntimo con el paisaje, en los cerros, en las quebradas y los bosques. Así, durante casi tres años recorrí extensamente las cordilleras de la zona central y el norte de Chile.

Una mañana, subiendo solo hacia el refugio alemán en Yerba Loca, un área protegida camino a Farellones, me encontré con una joven guardia, responsable de abrir y cerrar el refugio construido en 1938 por el Club Alemán Andino de Santiago y remodelado recientemente. Compartiendo una naranja mirando Santiago desde una terraza de piedra me comentó: "a la montaña hay que venir sano, sanarse abajo y después subir, no al revés".

Mi relación con la montaña, con el rayo de luz frontal de la linterna iluminando el sendero oscuro y el polvo suspendido como galaxias a la deriva, con la brisa fría y afilada del amanecer, diferente por cierto en cada estación, con la luz de sol que dibuja, con un halo anaranjado, los contornos de los filos y las cumbres, comenzó a producir en mí una regeneración física, mental y espiritual.

Quizá a diferencia de lo que pensaba la guardia del refugio, regenerar era posible a través del paisaje, un paisaje que había estado siempre presente en mi vínculo con la exploración científica, con la tradición naturalista que me atrajo a la ciencia mucho antes de que la belleza, prácticamente digital de la biología molecular y la neurociencia, cubrieran casi la totalidad de mi dedicación científica.

En la precisión material y espiritual de su libro "La Montaña Viviente", Nan Shepard expone claramente las posibilidades de este camino: "Es, por lo tanto, cuando el cuerpo ajusta su máximo potencial y control a una profunda armonía que se adentra en algo parecido a un trance, que descubro de cerca que es ser. Camino fuera del cuerpo y entro en la montaña. Soy la manifestación de su vida total...".

He entrado en la textura vital de los Andes centrales a través de las abultadas nubes altas que se forman sobre la cordillera en verano, que ya no son solamente parte del paisaje sino también de mi retina. Y mediante una infinidad de animales y plantas en sus poco frecuentes apariciones, que se escuchan mucho más vívidamente de lo que se ven, dando cuenta de la sorprendente riqueza biológica oculta en las laderas. Liebres explosivas y grandes como pumas, zorros cuyas cabezas desaparecen como si se zambulleran ladera abajo dejando balancear su cola momentáneamente en el aire como un periscopio, lagartos de colores y tamaños inexplicables, culebras de cola corta y de cola larga difíciles de distinguir en su desplazamiento templado pero preciso y decidido, ratones y arañas. Y a través de decenas de especies de pájaros, que en solitario o en bandadas acompañan en los senderos con sus llamados y trinos, o que sobresaltan primero, y luego señalan orgullosamente su presencia con visitas veloces de sombras magnificadas sobre la pendiente y zumbidos orgánicos de alas extendidas.

Mediante el constante esfuerzo del ascenso pude diversificar el pensamiento, conversar, resolver problemas, asombrarme y aprender. Y, no menor, mi condición física mejoró considerablemente y, aunque es difícil evaluarse a uno mismo, quizá alcancé la mejor de mi vida, a pesar de haber cumplido ya cincuenta y cinco años. Tomando en cuenta el contexto en el cual había retomado la relación con cerros y montañas, sin buscarlo, había comenzado a reconocer los rincones y los fragmentos del lento camino de la regeneración.

Desafortunadamente justo antes de navidad del año 2023 sufrí una lesión seria durante un juego inocente con mis hijos en la playa, muy lejos de las amenazas de las quebradas y los filos de las montañas. Una fractura de platillos tibiales, un desprendimiento del engrosamiento de la tibia a la altura de la rodilla que recibe el fémur, el hueso más largo, pesado y resistente de nuestro cuerpo.

El instante mismo de la fractura fue una explosión cuyo eco sentí en capas como ondas de presión. Con el sol en la espalda, los ojos cerrados y los dientes apretados, hice lo posible para contener una rodilla que en pocos segundos alcanzó una temperatura y unas dimensiones inexplicables.

Luego de una cirugía a la que me tuve que someter unos días más tarde, cuatro pernos de acero canulado (que me rehúso a preguntar si los introdujeron o no con un taladro eléctrico), y una breve hospitalización, me vi obligado a pasar gran parte del verano inmovilizado, con un dolor que se prolongó de forma permanente por veinticuatro días. Mi sensación fue de una interrupción injusta a un proceso de regeneración física y mental bien encaminado, lleno de ambiciones, aunque la gran mayoría de ellas pudiesen ser fantasías.

De héroes y propósitos inescapables

Con el paso del tiempo comencé a ser testigo de un proceso biológico de sanación sorprendente. El foco de la regeneración, desde la recuperación del desgaste emocional producido por años en el ministerio, dio paso a un proceso mucho más específico de regeneración biológica, de los huesos, de los músculos, de la piel y de las fibras nerviosas. Tejidos que se reparan de forma autónoma, sin necesidad de nuestra atención. Superpoderes que nos asemejan a los héroes que pueblan la cultura contemporánea como Wolverine, Deadpool, Doomsday y Kratos, u otros que han regenerado desde la antigüedad como Quirón, el ave Fénix, o Prometeo, aunque su hígado sólo se regenerara después de alimentar al águila para asegurar su tormento eterno.

A través de un conjunto de disciplinas científicas como la biología de sistemas, la fisiología, la biología celular y molecular, y la genética hemos comenzado a comprender estos fenómenos de regeneración en profundidad. Lo más evidente desde el exterior es la regeneración de las heridas de la piel que deja una cirugía. Al principio es un proceso invisible pues ocurre bajo las gasas y cintas adhesivas, pero pronto queda al descubierto develando la mecánica de la biología en la base de toda la vida. En los seres humanos las heridas de la piel antes del nacimiento regeneran completamente incluso sin dejar cicatrices. Después del nacimiento, y a medida que crecemos, este proceso sigue ocurriendo aunque la piel ahora sólo se repara, es decir, estrictamente no se regenera. Y lo hace en cuatro etapas. En una primera, llamada hemostasis, se forma un coagulo constituido por plaquetas, fibrina y fibronectina. Este evita la pérdida de sangre, protege de infecciones, ocurre en las primeras horas y puede durar un par de días. Una segunda etapa inflamatoria, que puede durar poco más de una semana, contribuye a evitar infecciones y a generar señales para atraer células que promueven la limpieza de la herida y la formación de nuevo vasos para aumentar la irrigación sanguínea. En una tercera etapa de proliferación y migración, nuevas células reemplazan el tejido dañado y cierran la herida hasta el día veinticinco. Desde ese momento, y pudiendo extenderse por dos años, la piel se organiza con las mismas propiedades mecánicas anteriores a la lesión[1]. Maravillosa biología. No es de extrañar que quienes sanaban heridas fuesen considerados magos durante milenios y que confiáramos en héroes que atesoraban esa disposición.

Las heridas de la piel también resultan en percepciones inusuales al tacto, las que pueden durar mucho tiempo, afectando la sensación normal al roce con objetos, otras formas de vida, otras personas o nuestra propia piel. Es sorprendente que no sepamos mucho, y exista poca evidencia, sobre este proceso reparativo en seres humanos. La sensación del tacto es mediada por una serie de receptores y fibras nerviosas cerca de la superficie de piel que detectan cambios de presión, vibraciones, movimiento y estiramiento, entre otras. Las heridas dañan estas fibras, las que inicialmente degeneran durante los primeros seis días posterior a la lesión, para luego repoblar la zona dañada. Lo pueden hacer desde las capas inferiores de la dermis, o lateralmente desde los márgenes de las zonas ilesas. Este proceso ocurre gradualmente y puede mostrar avances a los treinta días. Sin embargo, dependiendo de la naturaleza de la herida, la normalización puede demorar más de sesenta días, llegando a dos años o simplemente nunca recuperar totalmente la innervación[2].

Al pasar las semanas noté que la lesión lejos de arruinar el verano se transformaba en la materialización, a ratos feliz, de un solo objetivo, de una meta única de regeneración sin alternativas. Esta felicidad del propósito único está relatada en el extraordinario ensayo de Peter Matthiesen, "El Leopardo de las Nieves", que trenza una expedición en busca de la oveja azul de los Himalayas y el esquivo leopardo, con una profunda reflexión sobre el budismo, la muerte y la pérdida. En él Matthiesen relata el episodio de un Lama con una discapacidad física severa que vive paradójicamente feliz atrapado debido a su condición en Shey Gompa, el Monasterio de Cristal, a 4.200 metros de altura en las montañas escarpadas de Nepal. Apuntando a sus piernas torcidas sin complejos declara: "Por supuesto que soy feliz aquí! Es maravilloso. Especialmente cuando no tengo alternativas!". El propósito único tiene tintes espirituales del aquí y ahora. M. Yuvan en "A Naturalist Journal" vuelca ese propósito hacia la espera: "Esperar es el acto de ser testigo de la vida, que se desenvuelve más allá de las ataduras propias de la voluntad".

Los huesos fracturados, a diferencia de la posible condición hereditaria del Lama de Shey Gompa, también emprenden su propio proceso de reparación, que a diferencia de la piel, no vemos sino con la ayuda de tecnologías que permiten examinar las profundidades del cuerpo humano, como radiografías o tomografías. El proceso también comienza una inflamación que se prolonga entre uno a siete días, durante la cual la llegada de células inmunes remueven el tejido dañado e inducen la generación de nuevos vasos sanguíneos. A continuación dos tipos de células progenitoras, que tienen la capacidad de diferenciarse en múltiples tipos celulares, se activan para contribuir a todas las etapas de la reparación. La primera, las células mesenquimales estromales o MSCs, lo hacen principalmente para promover la producción de factores de crecimiento y para la generación de nuevos vasos sanguíneos, y la segunda, las células troncales esqueléticas o SSCs, un grupo heterogéneo de células residentes de la médula ósea esenciales, lo hacen directamente para la producción de nuevo hueso, con algunos subtipos especializados que reparan específicamente huesos largos como la tibia. Entre los días siete y veintiuno se forma un puente de cartílago, que a continuación se hipertrofia transformándose en hueso con estas células que migran hacia el sitio de la lesión y trabajan en ella en una etapa que dura de seis a ocho semanas. Finalmente un extenso proceso de remodelación guiado por la biomecánica del esfuerzo y la tensión, y que dura entre dos meses y años, esculpe el hueso a la geometría anterior a la lesión[3].

Días y semanas de recuperación fueron revelando así un fenómeno biológico de reparación que inesperadamente tenía relación con todos los otros procesos regenerativos. Sin apoyar el pie por treinta días continué visitando las montañas mediante la lectura. No podía caminar, pero sí leer prácticamente sin obstáculos. Y las lecturas sustituyeron el contacto con el mundo natural, permitiendo la continuidad regenerativa del cuerpo y sus emociones. Es como si el proceso previo de regeneración en las montañas, y su posterior desplazamiento hacia las montañas de la mente y hacia la regeneración de tejidos se unieran con naturalidad. Como si el fenómeno de la regeneración fuese una propiedad que incide permanentemente en todas las dimensiones de la vida.

Quizá no es de extrañar que en la musculatura se integren estos procesos, pues de los músculos dependen no solamente la ejecución de nuestros movimientos, sino nuestra capacidad más poderosa para interactuar y modificar el entorno. La función muscular depende directamente de su uso. El ejercicio de resistencia, como levantar pesas o pedalear en una bicicleta, crea tensiones en las fibras musculares y pequeñas lesiones que desencadenan una respuesta inflamatoria local. Las células satélite, que son células musculares especializadas, se activan luego de la actividad intensa o daño para reparar y regenerar el tejido muscular. Producto del ejercicio de resistencia se activan mecanosensores y proteínas especializadas que detectan el estímulo mecánico y activan vías de señalización para que promueven la producción de proteínas en las células musculares, que se incorporan principalmente a las estructuras contráctiles. El aumento neto en la síntesis de proteínas musculares en relación con la degradación conduce al aumento en el tamaño de las fibras musculares.

Luego de una fractura los músculos de la extremidad inmovilizada se atrofian por desuso, con el desmantelamiento de los arreglos de miofibras y componentes subcelulares. La masa muscular se mantiene por el balance de dos procesos: síntesis y degradación de proteínas musculares. En ausencia de enfermedades la pérdida de masa muscular está dada por la baja en la síntesis, más que por aumento en la degradación. El desuso provoca pérdida de capilares sanguíneos, disfunción de células satélite y otras alteraciones que inciden en la recuperación.

El ejercicio de resistencia aumenta tanto la síntesis como la degradación, pero cuando se combina con una dieta de alta calidad proteica resulta en un incremento neto de síntesis que conlleva a un aumento de la masa muscular en el tiempo. Estos ejercicios y una nutrición balanceada previenen la atrofia por desuso. En personas de mayor edad la atrofia es más rápida, la recuperación es más lenta, puede no ser completa, y requiere entre una y media y dos veces la cantidad de proteína para estimular de forma óptima la síntesis, aunque la evidencia para esto es todavía débil. La pre-habilitación es una forma de evitar la atrofia en caso de accidentes, y la estimulación eléctrica del músculo una herramienta para contrarrestar periodos de desuso[4].

Anfibios y peces teleósteos poseen una excelente capacidad para regenerar células,  extremidades, órganos, y gran parte de sus sistemas nerviosos. Esta capacidad, que se conoce desde fines del siglo XIX y principios del siglo XX, puede generar la reaparición perfecta y funcional de la estructura original. Las salamandras y los axolotls, por ejemplo, mantienen su capacidad regenerativa a lo largo de toda su vida, mientras que la rana africana la posee durante los estados de renacuajo, pero la pierde luego de la metamorfosis. Por razones desconocidas la capacidad regenerativa depende en cierta medida de la mantención de conexiones con los sentidos del olfato y la visión. Además puede no ser ilimitada, pues requiere de un conjunto finito de células progenitoras que puede vaciarse con sucesivas regeneraciones[5].

A diferencia de estos animales, en los mamíferos, incluyendo nosotros los humanos, la muerte neuronal produce hipertrofia de algunos tipos celulares, poseemos proliferación restringida de precursores neuronales y formamos cicatrices gliales que impiden la regeneración neuronal. Pero aprender sobre los animales con mayor capacidad regenerativa nos permite buscar soluciones para mejorar las nuestras más limitadas.

Hasta que dure la esperanza

No es difícil concluir que las enfermedades o lesiones que tienen en su horizonte la recuperación y la regeneración pueden considerarse un privilegio frente a lo definitivo, a lo terminal. Hacia el final del verano en el que cayó trágicamente el helicóptero que piloteaba el ex-Presidente Piñera en el Lago Ranco y que provocó su muerte, aportando un testimonio certero a la fugacidad de la vida, yo abandoné definitivamente las muletas que me habían sostenido por dos meses. Un tiempo después, con el apoyo de un enérgico programa de rehabilitación física, volví a los cerros.

La palabra regeneración, el "acto de regeneración o producción de nuevo", se utilizó inicialmente en ámbitos espirituales, "un ser nacido de nuevo", engendrar o dar a luz de nuevo. Solo a principios del siglo XV se refiere al tejido animal, y aún más recientemente, en 1888, sobre los bosques.

En innumerables oportunidades y a lo largo de los años cada uno de mis hijos me ha preguntado qué superpoder me gustaría tener. Siempre les respondo que ya tengo uno extraordinario: la regeneración, el superpoder de la vida de repararse a sí misma. Somos nosotros los que hemos inspirado a los héroes con nuestra existencia y nuestros anhelos. La regeneración es un superpoder real de los seres vivos, y aunque lo vamos perdiendo gradualmente, evidenciando también nuestras limitaciones, y en algún momento de nuestras vidas agotables dejará de vincularnos con aquellos héroes y sus mitos, seguirá siendo un equivalente biológico de la esperanza[6].

[1] Healing Mechanisms in Cutaneous Wounds: Tipping the Balance. Adam J. Singer, MD. TISSUE ENGINEERING: Part B Volume 28, Number 5, 2022.

[2] Epidermal reinnervation after intracutaneous axotomy in man. Bindu Rajan 1, Michael Polydefkis, Peter Hauer, John W Griffin, Justin C McArthur. J Comp Neurol 457(1):24-36, 2003.

[3] Fracture healing research: Recent insights. Lena Steppe, Michael Megafu, Miriam E.A. Tschaffon-Müller, Anita Ignatius, Melanie Haffner-Luntzer. Bone Reports 19, 2023.

[4] Disuse-induced skeletal muscle atrophy in disease and nondisease states in humans: mechanisms, prevention, and recovery strategies. Everson A. Nunes, Tanner Stokes, James McKendry, Brad S. Currier, and Stuart M. Phillips. Am J Physiol Cell Physiol 322: C1068–C1084, 2022.

[5] A Comparative Perspective on Brain Regeneration in Amphibians and Teleost Fish. Katharina Lust, Elly M. Tanaka. Dev Neurobiol. 2019 May;79(5):424-436.

[6] Agradezco a quienes me acompañaron en las distintas etapas de la recuperación: Andrea Brunson y mis hijos Mateo, Adolfo y Julia; José Antonio Alemparte, traumatólogo y cirujano de rodilla; Claudio Gutiérrez, kinesiólogo; Ricardo Walker y María Edwards, amigos del alma; Ernesto Ayala, compañero de montaña y editor.