Envejecimiento: Introducción.

Envejecimiento: Introducción

Como ya se mencionó en la entrada pasada, el tema que invade mi mente es el del envejecimiento, y como siempre que he hecho algo, o me meto de lleno o no me meto. Vamos a ir introduciendo algunos conceptos y teorías básicas en esta área, poquito a poco y con buena letra, procurando que todo quede lo más claro posible. Comencemos con lo más básico…

¿Qué es el envejecimiento?

El envejecimiento o senescencia es el conjunto de modificaciones morfológicas y fisiológicas que aparecen como consecuencia de la acción del tiempo sobre los seres vivos, que supone una disminución de la capacidad de adaptación en cada uno de los órganos, aparatos y sistemas, llevando finalmente a la muerte del organismo..

La hipótesis general más aceptada de por qué envejecemos es la acumulación de daño en nuestro material genético (DNA o ADN), que se produciría asociado al proceso mismo de la vida, cada célula que respira, cada proteína formada, cada digestión, cada pensamiento, cada paso…lo mismo que nos permite vivir es lo que poco a poco nos desgasta y acaba con nosotros.

El cuerpo humano tiene mecanismos de amortiguación para evitar los daños causados por nuestros procesos metabólicos, pero parece ser que es un antivirus de pago del cual, a partir de cierta fecha, no se paga la renovación anual y nuestro sistema cada vez falla más. Esta analogía introduce una teoría muy interesante que veremos en alguna próxima entrada, en la veremos como nuestro organismo juega a «polis y cacos» consigo mismo.

Aunque sabemos que el envejecimiento se refleja con el paso del tiempo (y no en todos los organismos, véase Turritopsis nutricula), también sabemos que el tiempo en sí no es un motivo que produzca el envejecimiento, y que debe haber uno o diversos mecanismos implicados en ese proceso, que como todos los procesos, usa el tiempo como vector de transmisión.

Nuestro organismo es un sistema dinámico, en estado de degradación y reparación permanente. El envejecimiento corresponde a una ruptura de ese equilibrio, cuando la acumulación de daños sobrepasa la capacidad de reparación. En la ruptura del equilibrio dinámico, intervienen factores muy variados: influencias genéticas, comportamentales y ambientales pueden afectar de manera positiva o negativa en cada lado de la balanza.

¿Que hipótesis actuales se barajan como posibles mecanismos del envejecimiento?

En esta primera entrada haremos una vista rápida por las principales teorias del envejecimiento, las cuales desarrollaremos, larga y extensamente, en las siguientes entradas. Antes de comenzar únicamente mencionar que estas teorias no son excluyentes, y que la clave puede estar en la suma de dos o más de estas, o incluso en alguna totalmente desconocida en la actualidad. Sin más dilación:

Teoría de los radicales libres

Un radical libre se crea a partir de un enlace débil donde un electrón queda sin pareja. Estos radicales libres son muy inestables, por lo que reaccionan con facilidad para encontrar el electrón necesario para lograr su estabilidad.

El proceso normal de producción de energía en nuestras células, esencial para mantener las funciones vitales, tiene lugar en el interior de las mitocondrias. De manera colateral, durante este proceso se generan especies reactivas del oxígeno (ERO, en inglés ROS, de reactive oxygen species) que son compuestos moleculares inestables, extremadamente reactivos,que alteran todos los componentes celulares (ácicos nucleicos, proteínas y lípidos). Se ha calculado que cada molécula de ADN contenida en cada una de nuestras células es objeto de 10.000 ataques por día por parte de los radicales libres.

El ADN contenido en el interior de las mitocondrias está mucho más expuesto que el ADN del núcleo, ya que está más próximo a la fuente de los ERO y está menos protegido, al carecer de histonas. Puesto que el ADN mitocondrial codifica sobre todo para componentes de la maquinaria de producción de energía, estos componentes acumulan alteraciones que contribuyen a disminuir su funcionalidad, lo que produce una disminución de la producción de energía (ATP) detectable a partir de los 50 años. Cuando la producción de ATP disminuye por debajo de un umbral, la célula deviene incompetente, por lo que se desencadena el proceso de muerte celular por apoptosis, de manera que disminuye el número de células productoras de energía, que contribuye al proceso de envejecimiento.

Teoría de la glicación

Algunos azúcares esenciales para nuestro metabolismo, como la glucosa, se consideraban biológicamente inofensivos hasta los años 1970. Sin embargo, estos azúcares pueden reaccionar con los aminoácidos de las proteínas de nuestro organismo (pero también con los ácidos nucleicos y los lípidos), en una reacción química relativamente lenta denominada glicación, o modificación postraduccional permanente de los grupos amino de las proteínas por la acción de azúcares reductores.

 La acción de los azúcares reductores produciendo alteraciones permanentes, altera no sólo sus características físicas, sino también su función biológica. Estas modificaciones derivadas de la acción de azúcares reductores se han denominado PGA. Se han realizado muchos estudios para tratar de evaluar la importancia de las modificaciones PGA, y los datos indican que la glicación no enzimática juega un papel primordial en los mecanismos patogénicos relacionados con los procesos de envejecimiento normal.

Teoría de los telomeros

A diferencia de las células cancerosas, que se multiplican indefinidamente, las células somáticas normales en cultivo tienen una capacidad proliferativa limitada: por ejemplo los fibroblastos humanos fetales pueden dividirse unas 60 veces, después entran en una fase del ciclo celular denominada G0 (intervalo 0 o quiescencia), de la que no saldrán más. Si se toma el mismo tipo celular de un individuo de 40 años, se dividirán unas 40 veces, mientras que si se toman de un individuo de 80 años, sólo se dividirán unas 30 veces. Existe por tanto una relación entre la edad de un individuo y la capacidad de dividirse de sus células. 

Esté fenómeno se ha asociado a la disminución de la longitud de los telómeros, las secuencias cortas que se encuentran en los extremos de los cromosomas para permitir su replicación completa y evitar que se fusionen entre sí. En efecto, los telómeros se recortan en cada división celular porque el complejo ADN polimerasa no puede replicar completamente los extremos de los cromosomas.

Cuando los telómeros alcanzan una talla crítica, se activa una respuesta de daño del ADN, dependiente del gen supresor tumoral denominado p53, que desencadena la muerte celular por apoptosis. Para evitar la acumulación de daños en el ADN, la célula posee una batería de enzimas responsables del mantenimiento y la reparación del ADN, así como una telomerasa encargada de restituir la longitud de los telómeros. Sin embargo, la telomerasa se reprime en tejidos somáticos, mientras que los mecanismos de reparación, como el resto de los componentes celulares, acumulan también daños que los inactivan de forma progresiva.

Los telómeros son estructuras que protegen los extremos de los cromosomas: con cada división de la célula se acortan y reducen hasta que ya no pueden desempeñar su función, con lo que la célula deja de dividirse y envejece o muere.

Desde este punto de vista, la senescencia y la muerte celular constituye un mecanismo de defensa, evitando que células que acumulan daños en su ADN puedan proliferar, dado que las células dañadas pueden convertirse en tumorigénicas y aumentar el riesgo de cáncer. Curioso que nuestro organismo trate de huir de enfermedades provocando la que más muertes provoca, el envejecimiento.

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Un vistazo rápida para establecer unas bases a partir de las cuales trabajar con paciencia, ¿que os parece? ¿Interesante tema, verdad? Como siempre, cualquier sugerencia o comentario es bienvenido.

 Un saludo y hasta pronto, y como siempre…¡que viva la ciencia!