Sin querer… ¡y tienes que envejecer!

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

• Biologia

El envejecimiento es un proceso continuo y dinámico, no es posible determinar cuándo el ser humano empieza a ser viejo. Pero el punto final es claro: la muerte. Pero el declive del cuerpo comienza mucho antes. Aunque lentamente se producen cambios morfológicos, fisiológicos y psicológicos: comienza la fatiga, se pierde la vista y la audición, se pierde la afición, los huesos y los músculos también pierden masa y además la persona se hace más sensible a las enfermedades.

Al mismo tiempo, la sociedad actual concede gran importancia a la juventud. Cuando comienzan los primeros signos de envejecimiento, muchos, con la esperanza de frenar este proceso, comienzan a utilizar cremas faciales especiales. Sin embargo, los resultados no suelen ser muy claros. Sin embargo, estos malos resultados no han podido impedir la creación de negocio al respecto, una industria en constante crecimiento.

Envejecimiento y seres humanos

El envejecimiento es un fenómeno que se observa sobre todo en nuestra especie, ya que es consecuencia directa del conocimiento de la higiene y la biomedicina. Estos dos factores han conseguido reducir drásticamente las enfermedades, lo que ha permitido que el hombre viva más tiempo de media. Antiguamente, antes de su envejecimiento se enfermaban y morían. Por lo tanto, se puede afirmar que el aumento del número de personas mayores en las sociedades industrializadas es un artefacto de la civilización humana.

Sin embargo, a pesar del importante aumento de la esperanza de vida de los seres humanos, los expertos consideran que la máxima longevidad no ha variado en los últimos cien mil años. La disminución de las enfermedades no ha frenado el proceso de envejecimiento y la máxima longevidad humana parece situarse en los 120-130 años. Se considera que la vida máxima de cada especie está limitada genéticamente.

¿En beneficio de la especie?

¿Hay algún género que produzca envejecimiento en nuestros cromosomas?

Se ha mencionado que el envejecimiento de los individuos beneficia a la especie. Hay que tener en cuenta que los animales viejos no son necesarios para la supervivencia de las especies, ya que han sobrepasado la edad de fecundidad. No parece, por tanto, que la defensa de la selección natural pueda beneficiar a la especie. Así, el ser humano, en el 99,9% del tiempo que ha vivido en la Tierra, ha tenido una esperanza de vida de unos 30 años.

Hasta hace unos años se pensaba que el envejecimiento y la muerte eran para limitar el tamaño de la población o acelerar la renovación generacional, lo que ayuda a las especies a adaptarse a los cambios del medio ambiente. Pero esta teoría tiene el problema de que, aunque todas las especies tienen la máxima longevidad, en la naturaleza pocas veces se ven individuos que llegan a ese momento. Los animales salvajes no viven tanto como para morir, ya que matan antes infecciones, predadores, hambre o fríos. Por ello, la selección natural tiene pocas posibilidades de optar evolutivamente por genes que aumenten o acorten su longevidad. Por tanto, esta teoría no explica para qué tienen las especies una longevidad máxima y una muerte natural.

Además, para asegurar la supervivencia de las especies, el individuo debe vivir tantos años como para reproducirse y, en su caso, ser poseedor de la cría. Pero para la especie es mejor gastar energía en reproducirse que en alargar su vida. El hombre, sin embargo, vive más tiempo. ¿Por qué?

¿El envejecimiento es un proceso dirigido por los genes?

Todavía queda mucho por investigar en el proceso de envejecimiento. De hecho, a pesar de que las enfermedades han disminuido considerablemente, todavía existen enfermedades crónicas que provocan la muerte, como el cáncer, las enfermedades neurodegenerativas y las enfermedades del corazón. Por ello, mientras estas enfermedades no desaparezcan, no se sabrá exactamente qué es lo que provoca el envejecimiento.

Bacterias del género Streptomyces.

Por otra parte, se puede pensar que el envejecimiento no es un proceso controlado directamente por los genes, ya que no todos los individuos envejecen de la misma manera y a la misma velocidad. Son muy diferentes, por ejemplo, los cambios heterogéneos derivados del envejecimiento y los cambios ordenados en la embriogénesis y el desarrollo. Estos últimos son procesos genéticamente encaminados, que varían muy poco de un individuo a otro, pero el fenómeno del envejecimiento es totalmente cambiante.

Pero, por otro lado, los investigadores han descubierto que es posible alargar o acortar la longevidad de los animales mediante la mutación de genes. Además, las células pueden limitar su número de divisiones: los telómeros. Son como las colas de los cromosomas, que se acortan en cada división celular. De esta forma, las células mueren cuando el telómero desaparece como consecuencia de varias divisiones celulares. De alguna manera funcionan como relojes de célula.

Algunas teorías

En los últimos años se ha realizado un gran esfuerzo para unificar todas las teorías sobre el envejecimiento. Hace unos cien años, por ejemplo, se estudió la relación entre la tasa metabólica y la longevidad. Observaron que los animales con mayor tasa metabólica eran los de menor longevidad. Así explicaban, por ejemplo, que el hombre y la tortuga tengan una vida tan larga.

Pero hay otras teorías como la teoría de los radicales libres. Según esto, el fenómeno del envejecimiento es consecuencia de la acumulación de daños producidos por las formas reactivas de oxígeno producidas en las células. Pronto se descubrió que ambas teorías se complementan. De hecho, los que presentan una mayor tasa metabólica son los que más radicales libres generan.

Los telómeros que contienen los cromosomas (en verde) limitan el número de divisiones de las células.

Estos radicales libres de oxígeno son productos típicos del metabolismo que se produce en las mitocondrias y peroxisomas. En las mitocondrias se produce la cadena respiratoria utilizada para obtener la energía que la célula utilizará posteriormente. En esta cadena se transportan electrones de una molécula a otra gracias al potencial diferencial entre ellos, proceso en el que la propia molécula de oxígeno también puede recibir un electrón. Este exceso de electrones produce una molécula muy inestable de oxígeno y, por tanto, muy reactiva.

Estos radicales libres son en cierta medida necesarios; las células fagocíticas los utilizan para luchar contra las infecciones. Pero la abundancia puede causar graves daños: puede reaccionar, oxidarse y causar daños a moléculas del entorno como lípidos, proteínas y ADN. Por ello, la célula ha creado sistemas enzimáticos que descomponen estos radicales, como la catalasa, el superóxido dismutasa y la glutation peroxidasa. Pero con los errores y los años las células empiezan a acumular radicales y sufrir estrés oxidativo.

Por otra parte, la célula también tiene la forma de corregir los errores producidos en el ADN, pero en las mitocondrias este sistema de reparación es más escaso. Por ello, a lo largo de los años se acumulan errores en el ADN mitocondrial y el ADN no produce la maquinaria de la cadena respiratoria utilizada para obtener energía. De esta forma se consigue finalmente reducir la producción de energía de la célula.

Cuando la producción de energía de la célula disminuye considerablemente, se produce la muerte (apoptosis) programada en la célula. En la membrana mitocondrial se forman grandes poros que convierten a la célula en permeable a muchas sustancias, con la consiguiente pérdida de carga eléctrica y, a su vez, de capacidad para desempeñar su función. Sin la posibilidad de obtener energía, la célula muere y la muerte de muchas células deja de ser funcional en los órganos.

Por otra parte, parece que estas formas reactivas de oxígeno pueden ser también causantes de enfermedades que aún no tienen una remediación fácil (tanto arteriosclerosis como enfermedades neurodegenerativas).

Por lo tanto, no parece que haya genes que fomenten el envejecimiento directo. No es un proceso programado, en los cromosomas no hay un género que fomente el envejecimiento intencional del cuerpo tras un número limitado de años. Es un proceso muy distinto: es consecuencia de los numerosos daños moleculares que se producen a lo largo de los años en las mitocondrias, consecuencia de la acumulación de los daños que no han sufrido reparación. Puede decirse, por tanto, que la longitud de vida queda en manos de los genes que controlan la reparación y defensa antioxidante del ADN. Se entiende así cómo, aunque el envejecimiento no es un proceso programado genéticamente, ha conseguido alargar o acortar su vida mutando determinados genes.

Perspectivas de futuro

Si en algún momento se pudieran curar enfermedades que ocasionan la muerte, ¿se podría frenar el proceso de envejecimiento y aumentar la longitud de vida máxima? En caso de tener alguna forma, deberá ser la que impida el estrés oxidativo. Sin embargo, hasta la fecha, la terapia de antioxidantes (vitaminas A y E) no ha tenido buenos resultados clínicos. Esta nueva terapia todavía se está produciendo y probablemente no se ha podido determinar la dosis, duración y condiciones adecuadas.

La mayor parte de las moléculas que provocan estrés oxidativo se producen en las mitocondrias, que son las que más sufren.

Por otro lado, varios animales han tratado de incrementar la actividad de las enzimas que eliminan los radicales libres y han conseguido alargar su vida útil. Existe, por tanto, una manera de frenar el proceso de envejecimiento mediante la terapia génica, pero todavía no se ha realizado ningún ensayo con humanos.

Sin embargo, en los últimos años se ha comprobado que la reducción del consumo de calorías también puede contribuir. Los ensayos con animales han demostrado que una dieta baja en calorías puede alargar su vida. Al tomar pocas calorías, el metabolismo disminuye y el estrés oxidativo que se produce también disminuye. De esta forma se reducen los defectos de la oxidación en proteínas, lípidos y ADN y se frena el fenómeno de envejecimiento. Sin embargo, su uso como terapia con seres humanos puede ocasionar grandes problemas por el momento, ya que puede tener otros efectos.

De lo contrario, la alteración de los órganos envejecidos o enfermos puede ser una forma de no matar a los seres humanos, lo que se podría conseguir mediante la clonación. ¿Pero así se conseguiría controlar la edad?

En opinión de Leonard Hayflick, investigador de la Universidad de California, aunque el ser humano quiere retrasar al máximo el momento de la muerte, puede que el retraso en el proceso de envejecimiento de una persona se considere una enfermedad. De hecho, cuando se produce un retraso físico o mental en los niños se entiende como tal y puede ser un proceso similar.

¿Se envejecen todos los seres vivos?

La mayoría de las especies vegetales y animales envejecen, pero no son las únicas: También en el caso de la levadura Saccharomyces cerevisiae (arriba a la izquierda), a medida que se reproduce por gemación, aumenta la probabilidad de muerte de las células originales.

El envejecimiento es un fenómeno filogenéticamente dominante, pero no universal. Con el paso de los años en algunas especies no aumenta la mortalidad ni disminuye la fecundidad; no parece que estén programadas para envejecer y matar. Las bacterias, por ejemplo, no mueren; se multiplican por la mitad, pero la célula original no muere. Existen otras formas de vida más complejas que no envejecen. Por ello, algunos autores no admiten que el envejecimiento es un proceso que debe producirse necesariamente por fatiga biológica. ¿Por qué ocurre entonces?

La máxima longevidad humana no ha variado en los últimos 100.000 años, parece situarse en torno a los 120-130 años. Lo que ha cambiado es la esperanza de vida. En los países industrializados se ha pasado de cerca de 49 años en 1900 a 76. Este incremento de 27 años es similar al de la época romana hasta 1900 y se debe a la disminución de enfermedades infecciosas en niños.

De hecho, XX. Si en el siglo XVIII la esperanza de vida ha crecido 27 años, 21 años se ha incrementado en los primeros 70 años del siglo, y en los últimos 30 años sólo 6 años. La mejor higiene y el descubrimiento de los antibióticos y sus pequeños hallazgos lo han permitido. Las enfermedades crónicas aún sin resolver, especialmente las cardiovasculares y el cáncer, son las causas de mortalidad en las personas mayores.