La victoria sobre el envejecimiento es un sueño humano de larga data. Sin embargo, los científicos, a pesar de numerosos estudios, aún no comprenden completamente por qué con la edad, las funciones del cuerpo se interrumpen gradualmente y los órganos fallan. "Lenta.ru" habla de un nuevo trabajo que explica la imposibilidad de la eterna juventud en la realidad moderna.
Uno de los descubrimientos más importantes de la biología del envejecimiento humano se realizó hace más de 50 años. En 1961, el profesor de anatomía de la Universidad de California, Leonard Hayflick, descubrió que las células humanas mueren después de unas 50 divisiones y, a medida que se acercan a este punto, muestran signos de envejecimiento. Este fenómeno se ha asociado con el acortamiento de los telómeros, los extremos de los cromosomas que protegen una parte vital del ADN del daño. Cuando los telómeros desaparecen por completo, la célula inicia un mecanismo de autodestrucción.
Aunque algunos activistas antienvejecimiento todavía creen que el acortamiento de los telómeros es la principal causa del deterioro lento de las funciones corporales y la posterior muerte, los científicos han propuesto otras teorías. Por ejemplo, la acumulación gradual de mutaciones en el ADN, la programación evolutiva o la influencia de los radicales libres. A pesar de que ha pasado casi medio siglo desde el descubrimiento del límite de Hayflick, todavía no hay una comprensión completa de qué es exactamente lo que hace que los organismos vivos envejezcan.
El gerontólogo Brett Augsburger de la Universidad de Auburn en los Estados Unidos ha desarrollado un nuevo enfoque para dilucidar las causas del envejecimiento. En su artículo, cuya preimpresión fue publicada en el repositorio bioRxiv.org, sugirió que la clave para resolver el problema podría ser la termodinámica de no equilibrio, que describe sistemas que no están en equilibrio termodinámico. Según el científico, la esperanza de vida depende del ritmo de destrucción de las moléculas biológicas y de la inevitable pérdida de información. Queda claro por qué la victoria sobre el envejecimiento es imposible en un futuro próximo: las leyes físicas fundamentales hacen inevitable el desgaste del cuerpo.
norte
El nuevo enfoque explica algunas de las paradojas que surgen en otros modelos de envejecimiento, así como revela las fallas fundamentales en la teoría del soma desechable, que fue propuesta en 1977 por el biólogo inglés Thomas Kirkwood.
La teoría del soma desechable asume que el cuerpo debe tener una cierta cantidad de energía para mantener el metabolismo, la reproducción, la recuperación y otras funciones. Dado que la cantidad de comida siempre es limitada, debe comprometerse. Dado que los mecanismos responsables de la regeneración no reciben suficiente energía, el cuerpo comienza a envejecer. Algunos expertos creen que el recurso limitante es el tiempo, no la energía. Según este punto de vista, para cada organismo existe una duración óptima del embarazo, cuando la descendencia será más viable. Sin embargo, limita la cantidad de tiempo que se puede dedicar al crecimiento y desarrollo. Por tanto, la tasa de desarrollo y el período de gestación están influenciados por la selección natural. Acelerar el embarazo limita el tiempodestinado a la reparación del daño celular. Esto, a su vez, conduce a la acumulación de defectos y a una disminución de la esperanza de vida en comparación con organismos con un período de gestación prolongado.
Cromosomas con telómeros
Video promocional:
Imagen: Programa del Genoma Humano del Departamento de Energía de EE. UU.
La segunda ley de la termodinámica sugiere que cualquier forma de energía tiende a entrar en un estado menos ordenado, en otras palabras, a disiparse en el espacio. Cualquier sistema que no esté en equilibrio, incluidos los organismos vivos, transformará la energía de esta manera hasta que se alcance un punto de equilibrio, en este caso, el estado de muerte. Muchas criaturas pueden soportar la transición a un estado de equilibrio el tiempo suficiente para desarrollarse y reproducirse. Para diferentes especies, este tiempo toma de varias horas a décadas.
norte
Límite de Hayflick, que limita la división de las células somáticas
En un organismo vivo, lejos del estado de equilibrio termodinámico, la energía libre se concentra en los enlaces químicos de grandes biomoléculas. Esto hace posible proceder con varios procesos, desde el desdoblamiento de proteínas y el desenredo del ADN hasta la hidrólisis, oxidación y metilación. Auxburger modeló un sistema que demostró que las biomoléculas deben degradarse inevitablemente, lo que resulta en la disipación de energía. Además, cualquier proceso que ocurra en el cuerpo contribuye al acercamiento a un estado de equilibrio, incluida la generación de impulsos eléctricos.
El autor del trabajo llegó a la conclusión de que los mecanismos de restauración de moléculas no garantizan que la información contenida en el ADN se conserve en células individuales, por lo que inevitablemente debe disminuir. Como resultado, la vitalidad del organismo también se reduce. Dado que las células están influenciadas por una especie de selección natural, entonces, debido a mutaciones en el ADN, puede surgir una situación en la que las células individuales (dividiéndose como resultado de la mitosis) obtengan ventajas sobre otras células, lo que no es necesariamente beneficioso para la persona en su conjunto. Eliminarlos puede retrasar los efectos negativos, pero con el tiempo, más y más células se volverán defectuosas. Por lo tanto, si el cuerpo vive lo suficiente, no solo envejece inevitablemente, sino que tarde o temprano se ve afectado por el cáncer.
Las ratas topo desnudas, como muchos animales, tienen cáncer.
Foto: Roman Klementschitz / Wikipedia
Se cree que ciertas especies animales, como la rata topo desnuda (Heterocephalus glaber), están libres de cáncer. Sin embargo, esta opinión es errónea, ya que se necesita tiempo para que aparezca un tumor maligno. Recientemente se publicó un artículo en el que los científicos describían el primer caso de cáncer en H..glaber.
La búsqueda de genes de longevidad es inútil en el sentido de que editarlos utilizando métodos de ingeniería genética no prolongará significativamente la vida de organismos tan complejos como los humanos. Además, este tipo de manipulaciones pueden ser perjudiciales, por lo que el autor aconseja alejarse de un enfoque que se centra en establecer vínculos entre genes y ciertos signos de envejecimiento. En el mejor de los casos, los genes representan un conjunto incompleto de factores de longevidad.
¿Cuál podría ser la forma de vencer el envejecimiento? Muy complejo y más allá de las capacidades de la biotecnología moderna. Dado que los procesos de envejecimiento son una consecuencia de leyes fundamentales, todavía no es realista eliminar las causas subyacentes al envejecimiento. Un enfoque eficaz en este caso puede ser la creación de bibliotecas de ADN, que almacenan información sobre genes intactos. Sobre su base, las células madre jóvenes se pueden sintetizar para su trasplante en un organismo viejo. Según Auxburger, tales métodos son más efectivos que los existentes.
Alexander Enikeev
