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El envejecimiento biológico
Más que ser una verdadera labor de investigación, lo que sigue reanuda más bien libremente las ideas que el profesor Steven Austad expone en su pasionante libro [1], del que aconsejo vivamente la lectura a toda persona interesada por el tema.
Envejecer es aún el único medio que se haya encontrado de vivir mucho tiempo.
Charles Augustin Sainte Beuve
Todo el mundo desea vivir mucho tiempo, pero nadie querría ser viejo.
Jonathan Swift
| Drosófila | 0,1 |
| Ratón | 3 |
| Anguila | 6 |
| Pavo | 12,5 |
| Cabra | 18 |
| Murciélago vampiro | 19,5 |
| Gato | 21 |
| Canario | 24 |
| Salamandra abigarrada | 25 |
| León | 29 |
| Buey | 30 |
| Grizzly | 31 |
| Pequeño murciélago marrón | 32 |
| Perro | 34 |
| Paloma | 35 |
| Chimpancé | 37 |
| Esturión | 50 |
| Cocodrilo | 56 |
| Elefante | 57 |
| Caballo | 62 |
| Ara | 64 |
| Hombre | 90 |
| Tortuga gigante | 177 |
Longevidad máxima constatada (en años) de algunas especies animales
(Fuentes: Encyclopædia Britannica, Quid et [1])
Envejecimiento y longevidad
Se trata inicialmente de definir precisamente el envejecimiento biológico, que se llama también la senectud, y de dar indicadores fiables. Esteban N. Austad [1] da la definición siguiente del envejecimiento: el deterioro progresivo de la casi totalidad de las funciones del organismo durante el tiempo
.
El primer criterio que viene al espíritu para caracterizar el envejecimiento parece ser la longevidad o esperanza de vida, es decir, la duración de vida media de un individuo. Sin embargo, queda claro que este dato no depende solamente del envejecimiento, y también de criterios medioambientales. Consideran, como lo hizo el Premio Nobel de medicina Peter Medawar, el hipotético ejemplo, rico en enseñanzas, de una población de tubos a prueba en un laboratorio. Si se descuidan las grietas que pueden eventualmente afectar a su fragilidad, estos tubos “no envejecen” no. Sin embargo, la presión medioambiental representada aquí por las manipulaciones de los investigadores y ayudantes de laboratorio conducirá inevitablemente a la fractura de cada uno de los tubos a prueba. Se puede pues hablar totalmente de la longevidad de un tubo a prueba, pero ésta no tiene ningún vínculo con cualquier envejecimiento intrínseco pero depende exclusivamente de la habilidad de los experimentadores. Así pues, según los laboratorios, la esperanza de vida de un tubo a prueba puede ser multiplicada por diez. Lo mismo ocurre en las poblaciones animales. Dos grupos de individuos de la misma especie, que deben pues presentar un envejecimiento biológico similar, podrán tener una longevidad muy diferente según que esté en la naturaleza o en cautiverio, según el número de depredadores, etc él nos son necesario pues renunciar utilizar el simple criterio de la longevidad para caracterizar el envejecimiento biológico.
Se podría entonces intentarse que se utilizaran medidas de proezas deportivas: queda por ejemplo claro que un anciano no puede competir sobre uno 100 metros con un joven hombre. Sin embargo, el envejecimiento no es la única causa de una posible reducción de resultados: un atleta que se pondrá a fumar y ya a no supervisar su alimentación verá sin duda alguna sus resultados bajar espectacularmente, sin que eso se deba al envejecimiento de su organismo. Problemas similares ocurren cuando se se interesa por otras funciones del organismo, como la memoria o la fertilidad.
En realidad, un buen indicador del envejecimiento parece ser la evolución de la tasa de mortalidad, que se puede definir a la probabilidad de morir en el año que viene, a una edad dada. La mortalidad sigue a la edad adulta un crecimiento exponencial: si pasa del 1% al 2% en un tiempo dado, pasará del 2% al 4% al mismo tiempo. Obviamente, las tasas precisas de mortalidad de individuos de una misma especie dependen de numerosos factores. Un hombre por ejemplo tendrá una más escasa probabilidad de morir si vive en una sociedad industrializada y altamente medicalizada que si vive en una sociedad basada en la agricultura y muy sensible a las epidemias. Del mismo modo, estos datos son de diferentes en tiempo de guerra o en tiempo de paz, o según que se sea hombre o mujer (las mujeres presentan en la casi totalidad países de las tasas de mortalidad inferiores a los de los hombres, por razones seguramente biológicas y no sociológicas, pero aún mal comprendidas). Sin embargo, el tiempo de duplicación de la tasa de mortalidad parece ser un casi constante dentro de una especie. En los hombres, es alrededor de ocho años. Puede en realidad variar de 7 a 26 años, pero si se consideran a los hombres mayores de 40 años y que se eliminan las muertes no debidas a razones naturales, se obtienen datos que pueden aún variar menos.
Así pues, el tiempo de duplicación de la tasa de mortalidad nos da un indicador pertinente para medir la velocidad del envejecimiento y comparar las distintas especies animales: diez días para las drosófilas, tres meses para los ratones de laboratorios y ocho años para los seres humanos. En una misma especie, desigualdades ante el envejecimiento parecen con todo aparecer: por ejemplo, existe familias cuyos miembros tienen a menudo una gran longevidad. Aunque no se pueda ser seguro, no podría tratarse sino de una mejor resistencia, transmitida por los genes, a algunas enfermedades, y no la disminución del envejecimiento. Se conocen también enfermedades, como el síndrome de Hutchinson-Gilford o el síndrome de Werner, que parecen acelerar el envejecimiento de las personas que se alcanza: caída de cabello, mayor riesgo de algunas enfermedades cardiovasculares, mayor riesgo de cáncer para el síndrome de Werner. Sin embargo, todas las señales de la senectud no aparecen: los enfermos especialmente no son afectados por la diabetes o la enfermedad de Alzheimer. No se trataría pues de un verdadero envejecimiento acelerado sino de la aparición de algunos síntomas espectaculares y trágicos.
El porqué del envejecimiento
El número de teorías que se enfrentan en el ámbito del envejecimiento es impresionante: el gérontologue ruso Zhores Medvedev contó más de 300. Sin embargo un gran número de entre ellas no se interesan realmente por las causas, sino más bien por la mecánica de la senectud. En este sentido, no son, necesariamente contradictorias y pueden simplemente describir varios aspectos de un mismo fenómeno.
En materia de teoría del porqué del envejecimiento, solas tres hipótesis serias se han enfrentado y dos de entre ellas se revelaron errónea. Eso no quiere desgraciadamente decir que el tercero es el bueno, los investigadores careciendo siempre de datos sobre la causa del envejecimiento.
La teoría del bien de la especie
La evolución de una especie, mediante la selección natural, no puede ocurrir sino si hay una renovación de las generaciones. Sólo en efecto por la reproducción que nuevas combinaciones de genes aparecen, proporcionando de nuevas características a un individuo que puede así mejor adaptarse a su medio ambiente en perpetuo cambio. La teoría del bien de la especie consiste en decir que el envejecimiento permite precisamente esta renovación de las generaciones, los individuos más viejos muriéndose para dejar lugar al los más jóvenes. Es pues para el bien de la especie, y no para el suyo propio, que un individuo envejece.
Uno de los hechos que parecen más ser en favor de esta teoría es el caso de las especies como el salmón o el ratón marsupial Antechinus. Estos animales se reproducen una única vez durante su vida, y sufren inmediatamente después un envejecimiento acelerado que implica rápidamente su muerte (solamente los varones en el caso de Antechinus). Parece natural explicar eso por la teoría del bien de la especie: el envejecimiento no es mientras que una etapa natural de la vida, como el nacimiento o la reproducción, esta etapa permitiendo acelerar la muerte del individuo y en consecuencia facilitar la renovación de las generaciones.
Sin embargo, esta teoría plantea un problema principal: supone que la evolución selecciona las características que son favorables al grupo y no al individuo. Pero eso va contra los principios de la biología de la evolución. Se imaginan por ejemplo a una población en quien cada hembra da nacimiento a dos niños durante su vida, un varón y una hembra, y que todos los individuos se mueren de muerte natural. Se equilibra a esta población perfectamente. La población que permanece de tamaño constante, los recursos no vienen a faltar y la renovación de las generaciones se hace sin problemas. Suponen ahora que un cambio ocurra y que aparezca en una hembra un gene que duplica la longevidad y en consecuencia el número de niños. Este gene es manifiestamente malo para el grupo puesto que si se extiende, la población seguirá un crecimiento exponencial, lo que planteará el problema de la falta de recursos. Sin embargo, este gene es bueno para el individuo que vive más mucho tiempo y transmite a más niños su patrimonio genético. Lo que la evolución predice, es que este nuevo gene se extienda, puesto que a medida de las generaciones, la parte de los individuos portador de este gene será cada vez más importante. La selección se hace pues en el individuo y no del grupo y la teoría del bien de la especie se encuentra invalidada.
La teoría del tipo de vida
El metabolismo crea subproductos (en particular, los radicales libres) capaces de dañar las células y que son uno seguramente de los mecanismos importantes del envejecimiento. Se puede pues pensar que la velocidad del metabolismo de un individuo que se puede llamar su tipo de vida - condiciona su envejecimiento. Cada célula, de alguna especie animal que sea, tendría así el mismo “capital metabólico”, que se puede ver como su consumo energético. Las células, y en consecuencia el organismo, envejecerían así a medida del consumo de este capital.
Un gran número de comprobaciones parecen apoyar esta teoría: cuanto más un animal es grande, más tiene células, y más vive viejo (lo que, en una primera aproximación significa que envejece lentamente). Drosófilas que se colocan en un medio ambiente más frío (lo que reduce ya la temperatura interna de estos animales de sangre fría) viven más mucho tiempo, y se sabe que una reducción de temperatura causa una disminución de las reacciones químicas que son la base del metabolismo. Por fin, una experiencia puso de manifiesto que si se alimentaban insuficientemente ratas o ratones de laboratorio del 30% al 40% por informe limitada una alimentación no, pero al evitar la desnutrición, estos animales vivían un 20% al 40% más viejo. Eso puede explicarse por la teoría del tipo de vida por un envejecimiento retrasado, a falta de combustibles al metabolismo.
La consecuencia que habría tenido esta teoría sobre los seres humanos si se hubiera revelado verdadera es bastante sorprendente: ¡habría sido necesario concluir que para envejecer más lentamente, y en consecuencia vivir más mucho tiempo, sería necesario comer muy poco, pero suficientemente, y evitar todo ejercicio físico, gran consumidor de energía!
No obstante, una serie de animales parecían ser una excepción a esta teoría. Los murciélagos, en primer lugar, cercanos en tamaño de un gran número de pequeños mamíferos terrestres, viven mucho más viejos que estos últimos (mientras que un ratón vive que algunos años, un murciélago puede vivir más de veinte o treinta años, según su especie). Esta particularidad tenía en primer lugar era explicada por el hecho de que una serie de especies de murciélagos inviernan, y en consecuencia tienen un metabolismo muy retrasado durante un gran período de su vida. La explicación no puede sin embargo tenerse, ya que se se dio cuenta que otras especies de murciélagos, presentando la misma longevidad, no invernaban. Otro contraejemplo a la teoría del tipo de vida viene de los pájaros, que a tamaño igual, tienen tipos metabólicos y una temperatura corporal más elevados que los de los mamíferos. Con todo, los pájaros pueden vivir a una edad muy avanzada: cuervos o loros mayores de 50 años no son raros, y parecería incluso que algunos loros hayan superado los ciento años. Por fin, se constató que las ratas alimentadas insuficientemente no disminuían en realidad a largo plazo su metabolismo. La teoría del tipo de vida, muy seductora al ociosos que pueda ser, no es pues válida.
La teoría evolucionista del envejecimiento
La enfermedad de Huntington es una enfermedad genética mental a desencadenamiento tardío que conduce a la demencia luego a la muerte a los individuos alcanzados, y cuyo estudio permitió al famoso biólogo Haldane descubrir un punto importante para el estudio de las causas del envejecimiento. Constató que esta enfermedad era anormalmente extendida, puesto que afecta a una persona sobre 15.000 en las poblaciones europeas. La selección natural habría debido casi eliminarlo, trayéndolo a tipos como, por ejemplo, el síndrome de Hutchinson-Gilford que afecta a una persona sobre ocho millones. En realidad, la particularidad de esta enfermedad es que en el momento en que afecta los portadores del gene en cuestión, éstos ya tuvieron prácticamente todos los niños que habrían tenido si no se hubieran alcanzado. La enfermedad que no actúa en general hasta después el período de procreación, la selección natural no puede actuar arriba, lo que explica el elevado número de portadores.
Para incluir bien el fenómeno, reanudan el ejemplo de la población de tubos a prueba. Suponen que cada tubo da nacimiento a un bebé entuba, cada año de su existencia. Aunque los tubos no envejecen, serán rotos inevitablemente. Por ejemplo, el porcentaje de fractura asciende al año al 50%. Un tubo tiene entonces una oportunidad dieciséis de vivir 4 años y una oportunidad sobre 1024 de vivir diez años. Suponen por fin que aparezca un gene “suicidio” que causa la explosión de su portador a la edad de 4 años. Como un número no desdeñable de tubos habrá sobrevivido hasta esta edad y que estarán aún en condiciones de procrear, este gene será eliminado seguramente por la selección natural. Por el contrario, si la edad de la explosión se retrasa a 10 años, su influencia sobre la población será casinula y la selección natural no favorecerá ni desfavorecerá este gene. Es lo que pasa para la enfermedad de Huntington, es también lo que podría prescindir para el envejecimiento: éste hasta cierto punto no había estado previsto por la evolución, sus consecuencias sólo apareciendo porque vivimos en un medio ambiente protegido excesivamente.
Es tan posible que los mecanismos (negativos) asociadas al envejecimiento sean la contrapartida de mecanismos positivos que se desarrollan antes en la vida. Así pues, experiencias sobre conejillos de indias pusieron de manifiesto que las hormonas masculinas como la testosterona podrían ser la causa cánceres a una edad avanzada. Podría hay un coste a la reproducción. Es por otra parte tras un período de acoplamientos desenfrenados que el varón Antenichus del que hablamos más arriba, meurt brutalmente.
Esta teoría evolucionista del envejecimiento tiene una serie de consecuencias: son los animales que sufren una fuerte presión medioambiental que envejecen el lo más rápidamente posible. Sería absurdo para ellos derrochar de la energía que debe contradecirse los mecanismos de la senectud mientras que corren el riesgo de morir rápidamente, de la pierna de un depredador por ejemplo. Es pues natural que los grandes animales envejecen más lentamente que los pequeños, que los pájaros y murciélagos, disponiendo del activo que es el vuelo, viven más mucho tiempo que los mamíferos terrestres. Y en efecto, se se da cuenta que los pájaros que no son buenos ladrones, como las aves, la avestruz o los pingüinos, tienen longevidades mayores, informadas a su tamaño, que los otros pájaros (comparar por ejemplo las longevidades del pavo y la paloma en el cuadro aquí arriba). Por fin, los salmones se mueren después de su reproducción ya que lo era mejor lo para dedicar su energía a la procreación, más que de esperar sobrevivir más un año. La teoría evolucionista del envejecimiento parece pues explicar porqué la Naturaleza no ha puesto más defensas contra los mecanismos de la senectud.
Los mecanismos del envejecimiento
Fuente: The Tallahassee Democrat
Uno de los principales mecanismos conocidos del envejecimiento resultan de la formación, durante el metabolismo, de oxidantes, de los que los radicales libres. Estos últimos son átomos o moléculas que tienen un electrón no apareado sobre su capa externa y que reaccionan mucho pues muy con otras moléculas, para estabilizarse y formar nuevos radicales libres. Este proceso de oxidación puede dañar cualquier parte de la célula, como las mitocondrias que es la sede del metabolismo o el ADN, sede de la información genética. Pueden así causarse cambios, y se sabe que son tales cambios que son la causa de la formación de células inmortales, es decir, un cáncer. Ante esta amenaza, el organismo produce una cantidad importante de antioxidantes supuestos estabilizar los radicales libres. Se sabe que las vitaminas A, C y E son de buenos antioxidantes, pero no se prueba su interés in vivo en la lucha contra el envejecimiento. El organismo se defiende también reparando las secuencias de ADN dañadas (eso es posible ya que las pizcas de ADN vienen por par, la secuencia de una pizca deduciéndose de la secuencia del otro). Sin embargo, si la reparación no tiene tiempo de hacerse antes de un dédoublemement de la célula (una mitosis), el cambio se vuelve irremediable.
Otro proceso puesto pendiente por el envejecimiento es la reacción de glycosylation descubierta por el químico francés Louis Maillard: las moléculas de glucosa presentes en el organismo pueden combinarse a distintas proteínas, modificando así su estructura. Cuando se sabe que las funciones de las proteínas dependen precisamente la más parte del tiempo de su estructura, se comprenden los daños que pueden causarse. Es, parecería, este mecanismo que estaría en juego en la enfermedad de Alzheimer. Allí aún, el cuerpo previo defensas: algunos fagocitos parecen especializados en la destrucción de las proteínas dañadas. Hay que tener en cuenta que los dos mecanismos anteriormente citados actúan de concierto, los radicales libres acelerando el glycosylation y este último que puede generar radicales libres.
Conclusión - Perspectivas
El estudio del envejecimiento es aún un ámbito científico joven y prometedor. Si se emitió un gran número de hipótesis, se carece de teoría causal clara. En cuanto a un posibles aplicaciones médicas en la disminución del envejecimiento, no son aún allí. Los productos milagro que prometen efectos espectaculares en esta dirección tienen tanta validez científica que la fuente de la juventud. Sin embargo, todas las esperanzas están permitidas en este sector en plena ebullición. Tanto deseable éthiquement como no, el hombre de 150 años en absoluto no está a favor de mañana, pero quizá para pasado man'ana…
Bibliografía
- Austad, Esteban N.; Why we age; Nueva York; John Wiley y Sonidos, Inc. ; 1997.
- “Archivo”; La Investigación; julio-agosto de 1999; n°322.
Gracias a Jacques Tréton para sus consejos bibliográficos y a Édouard Maurel-Segala para su relectura.