Biogerontología
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La mano de un adulto mayor

La biogerontología es el subcampo de la gerontología que se ocupa del proceso de envejecimiento biológico , sus orígenes evolutivos y los medios potenciales para intervenir en el proceso. El término "biogerontología" fue acuñado por S. Rattan y comenzó a utilizarse con regularidad con el inicio de la revista BIOGERONTOLOGY en 2000. Implica una investigación interdisciplinaria sobre las causas, efectos y mecanismos del envejecimiento biológico. El biogerontólogo Leonard Hayflick ha dicho que la esperanza de vida promedio natural de un ser humano es de alrededor de 92 años y, si los humanos no inventan nuevos enfoques para tratar el envejecimiento, se quedarán atrapados con esta esperanza de vida. [1] James Vaupelha pronosticado que la esperanza de vida en los países industrializados llegará a 100 para los niños nacidos después del año 2000. [2] Muchos biogerontólogos encuestados han pronosticado una esperanza de vida de más de tres siglos para las personas nacidas después del año 2100. [3] Otros científicos, de forma más controvertida , sugieren la posibilidad de una esperanza de vida ilimitada para quienes viven actualmente. Por ejemplo, Aubrey de Gray ofrece el "marco temporal tentativo" que con la financiación adecuada de la investigación para desarrollar intervenciones en el envejecimiento, como estrategias para la senescencia insignificante diseñada, "tenemos una probabilidad del 50/50 de desarrollar tecnología dentro de unos 25 a 30 años a partir de ahora que, bajo suposiciones razonables sobre la tasa de mejoras posteriores en esa tecnología, nos permitirá evitar que las personas mueran de envejecimiento a cualquier edad". [4] La idea de este enfoque es utilizar la tecnología disponible actualmente para extender la esperanza de vida de los seres humanos que viven actualmente el tiempo suficiente para que el progreso tecnológico futuro resuelva cualquier problema restante relacionado con el envejecimiento. Este concepto se ha denominado velocidad de escape de longevidad .

La gerontología biomédica , también conocida como gerontología experimental y extensión de la vida, es una subdisciplina de la biogerontología que se esfuerza por retrasar, prevenir e incluso revertir el envejecimiento tanto en humanos como en animales.

Enfoques del envejecimiento

La piel arrugada en la cara es un rasgo característico de las personas mayores.

Los biogerontólogos varían en el grado en que se centran en el estudio del proceso de envejecimiento como un medio para mitigar las enfermedades del envejecimiento o como un método para prolongar la vida útil. Un campo interdisciplinario relativamente nuevo llamado geociencia se centra en la prevención de las enfermedades del envejecimiento y en la prolongación del "período de salud" durante el cual una persona vive sin una enfermedad grave. [5] [6] [7] El enfoque de los biogerontólogos es que el envejecimiento es una enfermedad per se y debe tratarse directamente, con el objetivo final de que la probabilidad de muerte individual sea independiente de su edad (si los factores externos se mantienen constantes) . [8] [9] [10] Esto contrasta con la opinión de quela vida útil máxima no puede o no debe modificarse.

La biogerontología no debe confundirse con la geriatría , que es un campo de la medicina que estudia el tratamiento de enfermedades existentes en personas que envejecen, más que el tratamiento del envejecimiento en sí.

Existen numerosas teorías sobre el envejecimiento y ninguna teoría ha sido completamente aceptada. En sus extremos, el amplio espectro de teorías del envejecimiento se puede clasificar en teorías programadas, que implican que el envejecimiento sigue un calendario biológico y teorías de error, que sugieren que el envejecimiento se produce debido al daño acumulativo experimentado por los organismos. [11]

Teorías estocásticas

Las teorías estocásticas del envejecimiento son teorías que sugieren que el envejecimiento es causado por pequeños cambios en el cuerpo a lo largo del tiempo y la falla del cuerpo para restaurar el sistema y reparar los daños al cuerpo. Las células y los tejidos se lesionan debido a la acumulación de daño a lo largo del tiempo, lo que da como resultado la disminución del funcionamiento de los órganos. La noción de daño acumulado fue introducida por primera vez en 1882 por el biólogo Dr. August Weismann como la teoría del "desgaste". [12] [13]

Teorías de desgaste y desgarro

Las teorías del desgaste por el uso del envejecimiento comenzaron a introducirse aún en el siglo XIX. [13] Sugieren que a medida que un individuo envejece, partes del cuerpo como las células y los órganos se desgastan por el uso continuo. El desgaste del cuerpo puede ser atribuible a causas internas o externas que eventualmente conducen a una acumulación de insultos que sobrepasa la capacidad de reparación. Debido a estas agresiones internas y externas, las células pierden su capacidad de regenerarse, lo que finalmente conduce al agotamiento mecánico y químico. Algunos insultos incluyen sustancias químicas en el aire, la comida o el humo. Otras agresiones pueden ser virus, traumatismos, radicales libres, entrecruzamiento y temperatura corporal elevada. [14]

Acumulación

Las teorías de acumulación del envejecimiento sugieren que el envejecimiento es un deterioro corporal que resulta de una acumulación de elementos, ya sea introducidos al cuerpo desde el medio ambiente o como resultado del metabolismo celular . [14]

Teoría de la acumulación de mutaciones

Artículo principal: teoría de la acumulación de mutaciones

La teoría de la acumulación de mutaciones fue propuesta por primera vez por Peter Medawar en 1952 [12] como una explicación evolutiva del envejecimiento biológico y el deterioro asociado en la aptitud que lo acompaña. [15] La teoría explica que, en el caso de que las mutaciones dañinas solo se expresen más tarde en la vida, cuando la reproducción haya cesado y la supervivencia futura sea cada vez más improbable, es probable que estas mutaciones se transmitan sin saberlo a las generaciones futuras. [16] En esta situación, la fuerza de la selección natural será débil y, por lo tanto, insuficiente para eliminar consistentemente estas mutaciones. Medawar postuló que con el tiempo estas mutaciones se acumularían debido a la deriva genética. y conducir a la evolución de lo que ahora se conoce como envejecimiento.

Teoría de los radicales libres

Artículo principal: Teoría de los radicales libres del envejecimiento

Los radicales libres son moléculas reactivas producidas por procesos celulares y ambientales, y pueden dañar los elementos de la célula como la membrana celular y el ADN y causar daños irreversibles. La teoría de los radicales libres del envejecimiento propone que este daño degrada acumulativamente la función biológica de las células e impacta el proceso de envejecimiento. [17] La idea de que los radicales libres son agentes tóxicos fue propuesta por primera vez por Rebeca Gerschman y sus colegas en 1945, [18] pero saltó a la fama en 1956, cuando Denham Harman propuso la teoría de los radicales libres del envejecimiento e incluso demostró que las reacciones de los radicales libres contribuir a la degradación de los sistemas biológicos. [19]El daño oxidativo de muchos tipos se acumula con la edad, como el estrés oxidativo y los radicales libres de oxígeno, [20] porque la teoría de los radicales libres del envejecimiento sostiene que el envejecimiento es el resultado del daño generado por las especies reactivas del oxígeno (ROS). [21] Las ROS son moléculas pequeñas, altamente reactivas y que contienen oxígeno que pueden dañar un complejo de componentes celulares como grasas, proteínas o del ADN; se generan naturalmente en pequeñas cantidades durante las reacciones metabólicas del cuerpo. Estas afecciones se vuelven más comunes a medida que los humanos envejecen e incluyen enfermedades relacionadas con el envejecimiento, como la demencia, el cáncer y las enfermedades cardíacas. La cantidad de radicales libres en la célula se puede reducir con la ayuda de antioxidantes.. Pero existe el problema de que el organismo utiliza algunos radicales libres como moléculas de señal, y la reducción general demasiado activa de los radicales libres causa al organismo más daño que bien. Hace algún tiempo, la idea de retardar el envejecimiento con antioxidantes era muy popular, pero ahora se consideran dañinas las altas dosis de antioxidantes. En la actualidad, algunos científicos intentan inventar enfoques de supresión local de radicales libres solo en ciertos lugares de las células. [22] [23] La eficacia de dicho enfoque sigue sin estar clara, la investigación está en curso.

Teorías del daño del ADN

Artículo principal: teoría del envejecimiento del daño al ADN

El daño al ADN ha sido una de las principales causas de enfermedades relacionadas con el envejecimiento. La estabilidad del genoma está definida por la maquinaria celular de reparación, tolerancia al daño y vías de control que contrarrestan el daño del ADN. Una hipótesis propuesta por el físico Gioacchino Failla en 1958 es que la acumulación de daños en el ADN provoca el envejecimiento. [24] La hipótesis fue desarrollada pronto por el físico Leó Szilárd . [25] Esta teoría ha cambiado a lo largo de los años a medida que nuevas investigaciones han descubierto nuevos tipos de daño y mutaciones del ADN, y varias teorías del envejecimiento sostienen que el daño del ADN con o sin mutaciones causa el envejecimiento. [26] [27]

El daño del ADN es claramente diferente de la mutación , aunque ambos son tipos de errores en el ADN . El daño del ADN es una estructura química anormal en el ADN, mientras que una mutación es un cambio en la secuencia de pares de bases estándar. La teoría de que el daño del ADN es la causa principal del envejecimiento se basa, en parte, en la evidencia en humanos y ratones de que las deficiencias heredadas en los genes de reparación del ADN a menudo provocan un envejecimiento acelerado. [28] [29] [26] También existe evidencia sustancial de que el daño al ADN se acumula con la edad en los tejidos de los mamíferos, como los del cerebro, los músculos, el hígado y los riñones (consulte la teoría del daño del ADN del envejecimiento y el daño del ADN (de origen natural)). Una expectativa de la teoría (que el daño al ADN es la causa principal del envejecimiento) es que entre las especies con diferentes períodos de vida máximos, la capacidad de reparar el daño del ADN debería correlacionarse con el período de vida. La primera prueba experimental de esta idea fue la de Hart y Setlow [30], quienes midieron la capacidad de las células de siete especies de mamíferos diferentes para realizar la reparación del ADN. Descubrieron que la capacidad de reparación por escisión de nucleótidos aumentaba sistemáticamente con la longevidad de las especies. Esta correlación fue sorprendente y estimuló una serie de 11 experimentos adicionales en diferentes laboratorios durante los años siguientes sobre la relación entre la reparación por escisión de nucleótidos y la vida útil en especies de mamíferos (revisado por Bernstein y Bernstein [31]).). En general, los hallazgos de estos estudios indicaron una buena correlación entre la capacidad de reparación de la escisión de nucleótidos y la esperanza de vida. Un mayor apoyo a la teoría de que el daño del ADN es la causa principal del envejecimiento proviene del estudio de las polimerasas de poli ADP ribosa (PARP). Las PARP son enzimas que se activan por roturas de la cadena de ADN y juegan un papel en la reparación de la escisión de la base del ADN. Burkle y col. revisó la evidencia de que los PARP, y especialmente el PARP-1, están involucrados en el mantenimiento de la longevidad de los mamíferos. [32] La esperanza de vida de 13 especies de mamíferos se correlacionó con la capacidad de poli (ADP ribosil) ación medida en células mononucleares. Además, las líneas celulares linfoblastoides de linfocitos de sangre periférica de humanos mayores de 100 años tenían una capacidad de poli (ADP-ribosil) ación significativamente mayor que las líneas celulares de control de individuos más jóvenes.

Teoría de la reticulación

La teoría de la reticulación propone que los productos finales de la glicación avanzada (enlaces estables formados por la unión de la glucosa a las proteínas) y otras reticulaciones aberrantes que se acumulan en los tejidos envejecidos son la causa del envejecimiento. La reticulación de proteínas inhabilita sus funciones biológicas. El endurecimiento del tejido conectivo , las enfermedades renales y el agrandamiento del corazón están relacionados con la reticulación de las proteínas. El entrecruzamiento del ADN puede inducir errores de replicación y esto conduce a la deformación de las células y aumenta el riesgo de cáncer . [12]

Genético

Las teorías genéticas del envejecimiento proponen que el envejecimiento está programado dentro de los genes de cada individuo. Según esta teoría, los genes dictan la longevidad celular. La muerte celular programada, o apoptosis , está determinada por un "reloj biológico" a través de información genética en el núcleo de la célula. Los genes responsables de la apoptosis proporcionan una explicación de la muerte celular, pero son menos aplicables a la muerte de un organismo completo. Un aumento de la apoptosis celular puede estar relacionado con el envejecimiento, pero no es una "causa de muerte". Los factores ambientales y las mutaciones genéticas pueden influir en la expresión genética y acelerar el envejecimiento.

Más recientemente, se ha explorado la epigenética como factor contribuyente. El reloj epigenético , que mide de manera relativamente objetiva la edad biológica de las células, es una herramienta útil para probar diferentes enfoques anti-envejecimiento. [33] El reloj epigenético más famoso es el reloj de Horvath, pero ahora han aparecido análogos más precisos.

Desequilibrio general

Las teorías generales del desequilibrio del envejecimiento sugieren que los sistemas del cuerpo, como los sistemas endocrino , nervioso e inmunológico , disminuyen gradualmente y finalmente dejan de funcionar. La tasa de fallas varía de un sistema a otro. [14]

Teoría inmunológica

La teoría inmunológica del envejecimiento sugiere que el sistema inmunológico se debilita a medida que un organismo envejece. Esto hace que el organismo sea incapaz de combatir infecciones y menos capaz de destruir células viejas y neoplásicas . Esto conduce al envejecimiento y eventualmente conducirá a la muerte. Esta teoría del envejecimiento fue desarrollada por Roy Walford en 1969. Según Walford, los procedimientos inmunológicos incorrectos son la causa del proceso de envejecimiento. [17]

Ver también

  • Hipótesis de pleiotropía antagonista
  • Biomarcadores del envejecimiento
  • Envejecimiento y memoria
  • Vejez
  • Investigación sobre centenarios
  • Velocidad de escape de longevidad
  • Lista de temas de extensión de vida
  • Cronología de la investigación sobre la senescencia

Referencias

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