Sense voler… i has d'envellir!

2002/01/01 Agirre Ruiz de Arkaute, Aitziber - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Biologia

L'envelliment és un procés continu i dinàmic, no és possible determinar quan l'ésser humà comença a ser vell. Però el punt final és clar: la mort. Però el declivi del cos comença molt abans. Encara que lentament es produeixen canvis morfològics, fisiològics i psicològics: comença la fatiga, es perd la vista i l'audició, es perd l'afició, els ossos i els músculs també perden massa i a més la persona es fa més sensible a les malalties.

Al mateix temps, la societat actual concedeix gran importància a la joventut. Quan comencen els primers signes d'envelliment, molts, amb l'esperança de frenar aquest procés, comencen a utilitzar cremes facials especials. No obstant això, els resultats no solen ser molt clars. No obstant això, aquests mals resultats no han pogut impedir la creació de negoci sobre aquest tema, una indústria en constant creixement.

Envelliment i éssers humans

L'envelliment és un fenomen que s'observa sobretot en la nostra espècie, ja que és conseqüència directa del coneixement de la higiene i la biomedicina. Aquests dos factors han aconseguit reduir dràsticament les malalties, la qual cosa ha permès que l'home visqui més temps de mitjana. Antigament, abans del seu envelliment s'emmalaltien i morien. Per tant, es pot afirmar que l'augment del nombre de persones majors en les societats industrialitzades és un artefacte de la civilització humana.

No obstant això, malgrat l'important augment de l'esperança de vida dels éssers humans, els experts consideren que la màxima longevitat no ha variat en els últims cent mil anys. La disminució de les malalties no ha frenat el procés d'envelliment i la màxima longevitat humana sembla situar-se en els 120-130 anys. Es considera que la vida màxima de cada espècie està limitada genèticament.

En benefici de l'espècie?

Hi ha algun gènere que produeixi envelliment en els nostres cromosomes?

S'ha esmentat que l'envelliment dels individus beneficia a l'espècie. Cal tenir en compte que els animals vells no són necessaris per a la supervivència de les espècies, ja que han sobrepassat l'edat de fecunditat. No sembla, per tant, que la defensa de la selecció natural pugui beneficiar a l'espècie. Així, l'ésser humà, en el 99,9% del temps que ha viscut en la Terra, ha tingut una esperança de vida d'uns 30 anys.

Fins fa uns anys es pensava que l'envelliment i la mort eren per a limitar la grandària de la població o accelerar la renovació generacional, la qual cosa ajuda a les espècies a adaptar-se als canvis del medi ambient. Però aquesta teoria té el problema que, encara que totes les espècies tenen la màxima longevitat, en la naturalesa poques vegades es veuen individus que arriben a aquest moment. Els animals salvatges no viuen tant com per a morir, ja que maten abans infeccions, predadors, fam o freds. Per això, la selecció natural té poques possibilitats d'optar evolutivament per gens que augmentin o escurcin la seva longevitat. Per tant, aquesta teoria no explica per a què tenen les espècies una longevitat màxima i una mort natural.

A més, per a assegurar la supervivència de les espècies, l'individu ha de viure tants anys com per a reproduir-se i, en el seu cas, ser posseïdor de la cria. Però per a l'espècie és millor gastar energia a reproduir-se que a allargar la seva vida. L'home, no obstant això, viu més temps. Per què?

L'envelliment és un procés dirigit pels gens?

Encara queda molt per investigar en el procés d'envelliment. De fet, a pesar que les malalties han disminuït considerablement, encara existeixen malalties cròniques que provoquen la mort, com el càncer, les malalties neurodegeneratives i les malalties del cor. Per això, mentre aquestes malalties no desapareguin, no se sabrà exactament què és el que provoca l'envelliment.

Bacteris del gènere Streptomyces.

D'altra banda, es pot pensar que l'envelliment no és un procés controlat directament pels gens, ja que no tots els individus envelleixen de la mateixa manera i a la mateixa velocitat. Són molt diferents, per exemple, els canvis heterogenis derivats de l'envelliment i els canvis ordenats en l'embriogénesis i el desenvolupament. Aquests últims són processos genèticament encaminats, que varien molt poc d'un individu a un altre, però el fenomen de l'envelliment és totalment canviant.

Però, d'altra banda, els investigadors han descobert que és possible allargar o escurçar la longevitat dels animals mitjançant la mutació de gens. A més, les cèl·lules poden limitar el seu nombre de divisions: els telómeros. Són com les cues dels cromosomes, que s'escurcen en cada divisió cel·lular. D'aquesta forma, les cèl·lules moren quan el telómero desapareix com a conseqüència de diverses divisions cel·lulars. D'alguna manera funcionen com a rellotges de cèl·lula.

Algunes teories

En els últims anys s'ha realitzat un gran esforç per a unificar totes les teories sobre l'envelliment. Fa uns cent anys, per exemple, es va estudiar la relació entre la taxa metabòlica i la longevitat. Van observar que els animals amb major taxa metabòlica eren els de menor longevitat. Així explicaven, per exemple, que l'home i la tortuga tinguin una vida tan llarga.

Però hi ha altres teories com la teoria dels radicals lliures. Segons això, el fenomen de l'envelliment és conseqüència de l'acumulació de danys produïts per les formes reactives d'oxigen produïdes en les cèl·lules. Aviat es va descobrir que totes dues teories es complementen. De fet, els que presenten una major taxa metabòlica són els que més radicals lliures generen.

Els telómeros que contenen els cromosomes (en verd) limiten el nombre de divisions de les cèl·lules.

Aquests radicals lliures d'oxigen són productes típics del metabolisme que es produeix en els mitocondris i peroxisomas. En els mitocondris es produeix la cadena respiratòria utilitzada per a obtenir l'energia que la cèl·lula utilitzarà posteriorment. En aquesta cadena es transporten electrons d'una molècula a una altra gràcies al potencial diferencial entre ells, procés en el qual la pròpia molècula d'oxigen també pot rebre un electró. Aquest excés d'electrons produeix una molècula molt inestable d'oxigen i, per tant, molt reactiva.

Aquests radicals lliures són en certa manera necessaris; les cèl·lules fagocítiques els utilitzen per a lluitar contra les infeccions. Però l'abundància pot causar greus danys: pot reaccionar, oxidar-se i causar danys a molècules de l'entorn com a lípids, proteïnes i ADN. Per això, la cèl·lula ha creat sistemes enzimàtics que descomponen aquests radicals, com la catalasa, el superóxido dismutasa i la glutation peroxidasa. Però amb els errors i els anys les cèl·lules comencen a acumular radicals i sofrir estrès oxidatiu.

D'altra banda, la cèl·lula també té la manera de corregir els errors produïts en l'ADN, però en els mitocondris aquest sistema de reparació és més escàs. Per això, al llarg dels anys s'acumulen errors en l'ADN mitocondrial i l'ADN no produeix la maquinària de la cadena respiratòria utilitzada per a obtenir energia. D'aquesta forma s'aconsegueix finalment reduir la producció d'energia de la cèl·lula.

Quan la producció d'energia de la cèl·lula disminueix considerablement, es produeix la mort (apoptosi) programada en la cèl·lula. En la membrana mitocondrial es formen grans porus que converteixen a la cèl·lula en permeable a moltes substàncies, amb la consegüent pèrdua de càrrega elèctrica i, al seu torn, de capacitat per a exercir la seva funció. Sense la possibilitat d'obtenir energia, la cèl·lula mor i la mort de moltes cèl·lules deixa de ser funcional en els òrgans.

D'altra banda, sembla que aquestes formes reactives d'oxigen poden ser també causants de malalties que encara no tenen una remediación fàcil (tant arterioesclerosi com malalties neurodegeneratives).

Per tant, no sembla que hi hagi gens que fomentin l'envelliment directe. No és un procés programat, en els cromosomes no hi ha un gènere que fomenti l'envelliment intencional del cos després d'un nombre limitat d'anys. És un procés molt diferent: és conseqüència dels nombrosos danys moleculars que es produeixen al llarg dels anys en els mitocondris, conseqüència de l'acumulació dels danys que no han sofert reparació. Pot dir-se, per tant, que la longitud de vida queda en mans dels gens que controlen la reparació i defensa antioxidant de l'ADN. S'entén així com, encara que l'envelliment no és un procés programat genèticament, ha aconseguit allargar o escurçar la seva vida mutant determinats gens.

Perspectives de futur

Si en algun moment es poguessin curar malalties que ocasionen la mort, es podria frenar el procés d'envelliment i augmentar la longitud de vida màxima? En cas de tenir alguna forma, haurà de ser la que impedeixi l'estrès oxidatiu. No obstant això, fins avui, la teràpia d'antioxidants (vitamines A i E) no ha tingut bons resultats clínics. Aquesta nova teràpia encara s'està produint i probablement no s'ha pogut determinar la dosi, durada i condicions adequades.

La major part de les molècules que provoquen estrès oxidatiu es produeixen en els mitocondris, que són les que més sofreixen.

D'altra banda, diversos animals han tractat d'incrementar l'activitat dels enzims que eliminen els radicals lliures i han aconseguit allargar la seva vida útil. Existeix, per tant, una manera de frenar el procés d'envelliment mitjançant la teràpia gènica, però encara no s'ha realitzat cap assaig amb humans.

No obstant això, en els últims anys s'ha comprovat que la reducció del consum de calories també pot contribuir. Els assajos amb animals han demostrat que una dieta baixa en calories pot allargar la seva vida. En prendre poques calories, el metabolisme disminueix i l'estrès oxidatiu que es produeix també disminueix. D'aquesta forma es redueixen els defectes de l'oxidació en proteïnes, lípids i ADN i es frena el fenomen d'envelliment. No obstant això, el seu ús com a teràpia amb éssers humans pot ocasionar grans problemes de moment, ja que pot tenir altres efectes.

En cas contrari, l'alteració dels òrgans envellits o malalts pot ser una forma de no matar als éssers humans, la qual cosa es podria aconseguir mitjançant la clonació. Però així s'aconseguiria controlar l'edat?

En opinió de Leonard Hayflick, investigador de la Universitat de Califòrnia, encara que l'ésser humà vol retardar al màxim el moment de la mort, pot ser que el retard en el procés d'envelliment d'una persona es consideri una malaltia. De fet, quan es produeix un retard físic o mental en els nens s'entén com a tal i pot ser un procés similar.

S'envelleixen tots els éssers vius?

La majoria de les espècies vegetals i animals envelleixen, però no són les úniques: També en el cas del llevat Saccharomyces cerevisiae (a dalt a l'esquerra), a mesura que es reprodueix per gemmació, augmenta la probabilitat de mort de les cèl·lules originals.

L'envelliment és un fenomen filogenéticamente dominant, però no universal. Amb el pas dels anys en algunes espècies no augmenta la mortalitat ni disminueix la fecunditat; no sembla que estiguin programades per a envellir i matar. Els bacteris, per exemple, no moren; es multipliquen per la meitat, però la cèl·lula original no mor. Existeixen altres formes de vida més complexes que no envelleixen. Per això, alguns autors no admeten que l'envelliment és un procés que ha de produir-se necessàriament per fatiga biològica. Per què ocorre llavors?

La màxima longevitat humana no ha variat en els últims 100.000 anys, sembla situar-se entorn dels 120-130 anys. El que ha canviat és l'esperança de vida. Als països industrialitzats s'ha passat de prop de 49 anys en 1900 a 76. Aquest increment de 27 anys és similar al de l'època romana fins a 1900 i es deu a la disminució de malalties infeccioses en nens.

De fet, XX. Si en el segle XVIII l'esperança de vida ha crescut 27 anys, 21 anys s'ha incrementat en els primers 70 anys del segle, i en els últims 30 anys només 6 anys. La millor higiene i el descobriment dels antibiòtics i les seves petites troballes ho han permès. Les malalties cròniques encara sense resoldre, especialment les cardiovasculars i el càncer, són les causes de mortalitat en les persones majors.