Programación genética, ADN y su incidencia en el envejecimiento


La vejez es la última etapa de un proceso de cambios biológicos a lo largo de toda la vida, en muchos sentidos, es la culminación de la vida. Entender por qué envejecemos nos puede ayudar a percibir nuestra realidad y comenzar el trabajo en pos fortalecer nuestro cuerpo, mente y espíritu para el viaje que nos queda por delante.


envejecimiento


Durante el siglo pasado, los científicos se centraron en los niveles de organización molecular, celular y orgánica para explorar los mecanismos que llevan al envejecimiento. De dichas investigaciones surgieron dos líneas principales de pensamiento. La primera es que el proceso de envejecimiento es principalmente el resultado de cambios programados en nuestro código genético. La segunda es que el envejecimiento es el resultado del acto de vivir, es decir, a mediada que pasamos por la vida, nuestros procesos corporales y el medio ambiente provocan cambios en nuestros genes, células y tejidos. Hoy se cree que el envejecimiento es una combinación de ambas teorías.


Programación genética

No hay duda de que los mecanismos genéticos tienen un impacto sobre el envejecimiento. Diferentes especies tienen una vida ampliamente divergente. Incluso diferentes razas dentro de la misma especie muestran patrones claros con respecto a la longevidad.

Hablando en términos generales, los seres humanos están genéticamente programados para vivir el pico de salud al alcanzar la madurez sexual. Luego, después del período reproductivo, la salud disminuye gradualmente hasta la muerte.
Pero eso se aplica a todo su cuerpo. ¿Qué hay de sus células individuales? ¿También tienen una vida útil? Si estamos genéticamente predeterminados para envejecer y morir, ¿cómo podría este proceso funcionar a nivel celular?

A principios del siglo XX, el Premio Nobel Alexis Carrel, quien dominó el pensamiento científico durante décadas, afirmó que las células eran inmortales. Su prueba era un cultivo de células de corazón embrionario de un polluelo que continuó siendo viable por más de 20 años, más largo que la vida útil de un pollo normal. Este fenómeno también se ha visto en numerosas ocasiones en las células cancerosas humanas, que se sabe que sobreviven durante décadas y siguen dividiéndose aparentemente en forma indefinida.

La afirmación de que todas las células son inmortales sucumbió en 1965 cuando Leonard Hayflick demostró que las células normales tienen una capacidad limitada para dividirse (alrededor de 50 divisiones celulares). Después de alcanzar este punto, las células mueren o caen en un período de senescencia durante el cual pueden permanecer metabólicamente activas pero no pueden replicarse. Las células parecen hacer un seguimiento del número de divisiones celulares utilizando secuencias repetitivas en los extremos de sus cadenas de ADN llamados telómeros. Los telómeros no tienen una función genética excepto para marcar el extremo de la hebra. Cada vez que se copia el ADN, las dos hebras que hacen la doble hélice no se alinean completamente. Se quita un pequeño corte, acortando el telómero. A medida que el telómero disminuye con cada repetición sucesiva, la hebra de ADN finalmente llega a un punto en el que la célula ya no puede dividirse.

Para complicar esta disminución natural del telómero, hay maneras en que los mismos pueden ser "artificialmente" alargados o acortados. Las células cancerosas, por ejemplo, a menudo tienen un mecanismo que mantiene los telómeros largos, permitiendo que el tumor crezca indefinidamente. Los telómeros también pueden ser acortados por el estrés oxidativo de los radicales libres. De hecho, el daño de los radicales libres puede ser un determinante más potente de la longitud de los telómeros que el número de divisiones celulares. El estrés también puede desempeñar un papel: los telómeros de las personas que se sienten estresados ​​crónicamente han demostrado ser sólo la mitad de la longitud de los telómeros de los individuos no estresados. La inflamación y la deficiencia de vitamina D también pueden acortar los telómeros.

Aunque ahora sabemos que la longitud de los telómeros indica a las células cuántas veces más pueden dividirse, lo que es mucho menos cierto es el impacto de este proceso sobre el funcionamiento general del cuerpo humano. Se ha afirmado que la longitud del telómero está asociada con artritis, demencia, osteoporosis, enfermedad cardíaca y duración de vida, pero la evidencia disponible no apoya totalmente estas afirmaciones. Además, no hay evidencia de fallo celular en dos de las fábricas de células madre más prolíficas en el cuerpo, las células que recubren nuestro intestino y las de la médula ósea. Tampoco hay una correlación entre la longitud de los telómeros y la edad en individuos de 38 a 100 años de edad para cualquier componente de la sangre. Además, la mayoría de los sistemas que son más obviamente afectados por el envejecimiento, como el sistema nervioso, la visión, el oído, los músculos, los huesos y la piel casi no tienen divisiones celulares durante el curso de la vida.

Por lo tanto, la conclusión que se podría extraer de todo esto es que es probable que haya algún componente genético para el envejecimiento y la esperanza de vida, y entendemos que la longitud de los telómeros influye en la vida de las células individuales. Pero la forma en que la genética y la longitud de los telómeros afectan realmente al envejecimiento humano, en la práctica, todavía no se entiende bien. Sobre la base de los conocimientos actuales, tratar de influir en el envejecimiento mediante la manipulación de la longitud de los telómeros es algo incierto.


Daño y reparación del ADN

Es muy posible que nuestro ADN desempeñe un papel en el envejecimiento de forma indirecta, en el que sufre daños a lo largo del curso de la vida y, eventualmente, este daño se vuelve perjudicial. Una serie de elementos tales como la luz ultravioleta y los radicales libres del oxígeno pueden dañar el ADN cambiando su secuencia, alterando, moviendo o eliminando fragmentos de ADN. Además, la maquinaria celular que reproduce nuestro ADN a veces comete errores. Con cerca de 70 millones de replicaciones de células al día en el cuerpo humano, es comprensible que ocurran errores aleatorios. Si ocurre que el daño del ADN se acumula, la maquinaria genética puede descomponerse conduciendo a proteínas anormales y otros componentes celulares que a su vez hacen que nuestros tejidos y órganos funcionen mal o se debiliten. El ADN dentro de las mitocondrias de las células (la "central eléctrica" ​​celular) está más expuesto y, por lo tanto, es especialmente probable que se dañe, lo que reduce la producción de energía y disminuya la eficiencia y el rendimiento de las células. La pérdida de energía celular puede ser una característica subyacente del envejecimiento y de varias enfermedades crónicas.

Con el transcurso del tiempo hemos naturalmente desarrollado muchas defensas para identificar y reparar el daño del ADN. La tasa de reparación del ADN de cada persona puede variar entre las células y algunos genes, como los que regulan el crecimiento celular, que se reparan más rápidamente que otros genes. La capacidad de reparación del ADN parece estar asociada con el envejecimiento. Por ejemplo, los biólogos han descubierto que la capacidad de reparación del ADN está directamente relacionada con la longevidad de las especies. Cuanto más rápida y eficiente sea la reparación del ADN, mayor será el tiempo de vida. Por otro lado, se han observado mutaciones genéticas que comprometen la reparación del ADN en algunas familias con fuertes historias de cáncer.

Por ejemplo, en una enfermedad rara llamada síndrome de Werner, un único defecto genético interfiere con la replicación del ADN, haciendo que los telómeros se vuelvan mucho más cortos de lo normal. Las personas afectadas muestran calvicie prematura, cataratas, aterosclerosis, cáncer, diabetes mellitus y otros cambios asociados con el envejecimiento. El hecho de que este único defecto genético de lugar a tantos cambios similares al envejecimiento, sugiere que los mecanismos dañados de reparación del ADN pueden ser también responsables de algunos aspectos del proceso de envejecimiento en individuos sanos.


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