La biogerontología es el subcampo de la gerontología que se ocupa del proceso de envejecimiento biológico , sus orígenes evolutivos y los posibles medios para intervenir en el proceso. El término "biogerontología" fue acuñado por S. Rattan y se empezó a utilizar de forma habitual con el inicio de la revista Biogerontology en el año 2000. Implica una investigación interdisciplinaria sobre las causas, los efectos y los mecanismos del envejecimiento biológico. El biogerontólogo Leonard Hayflick ha dicho que la esperanza de vida media natural de un ser humano es de unos 92 años y, si los seres humanos no inventan nuevos enfoques para tratar el envejecimiento, se quedarán estancados en esta esperanza de vida. [1] James Vaupel ha predicho que la esperanza de vida en los países industrializados llegará a 100 años para los niños nacidos después del año 2000. [2] Muchos biogerontólogos encuestados han predicho esperanzas de vida de más de tres siglos para las personas nacidas después del año 2100. [3] Otros científicos, de manera más controvertida, sugieren la posibilidad de una esperanza de vida ilimitada para las personas que viven actualmente. Por ejemplo, Aubrey de Grey ofrece el "marco temporal tentativo" de que con una 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 actualmente disponible para extender la esperanza de vida de los humanos que viven actualmente lo suficiente para que el progreso tecnológico futuro resuelva cualquier problema restante relacionado con el envejecimiento. Este concepto se ha denominado velocidad de escape de la longevidad .
La gerontología biomédica , también conocida como gerontología experimental y extensión de la vida, es una subdisciplina de la biogerontología que busca retardar, prevenir e incluso revertir el envejecimiento tanto en humanos como en animales.
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 extender la esperanza de vida. Un campo interdisciplinario relativamente nuevo llamado gerociencia se centra en la prevención de las enfermedades del envejecimiento y la prolongación de la "esperanza de vida saludable" durante la cual un individuo vive sin enfermedades graves. [5] [6] [7] El enfoque de los biogerontólogos es que el envejecimiento es una enfermedad en sí misma y debe tratarse directamente, con el objetivo final de que la probabilidad de muerte del individuo sea independiente de su edad (si los factores externos se mantienen constantes). [8] [9] [10] Esto contrasta con la opinión de que la esperanza de vida máxima no puede, o no debe, alterarse.
La biogerontología no debe confundirse con la geriatría , que es un campo de la medicina que estudia el tratamiento de enfermedades existentes en personas mayores, en lugar del tratamiento del envejecimiento en sí.
Existen numerosas teorías sobre el envejecimiento, pero ninguna de ellas ha sido aceptada en su totalidad. En sus extremos, el amplio espectro de teorías sobre el envejecimiento se puede clasificar en teorías programadas (que implican que el envejecimiento sigue un cronograma biológico) y teorías del error (que sugieren que el envejecimiento se produce debido al daño acumulativo que sufren los organismos). [11]
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 incapacidad del cuerpo para restaurar el sistema y reparar los daños en el cuerpo. Las células y los tejidos se dañan debido a la acumulación de daños a lo largo del tiempo, lo que da como resultado una disminución del funcionamiento de los órganos. El concepto de daño acumulado fue introducido por primera vez en 1882 por el biólogo Dr. August Weismann como la teoría del "desgaste". [12] [13]
Las teorías del envejecimiento basadas en el desgaste comenzaron a introducirse 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 atribuirse a causas internas o externas que eventualmente conducen a una acumulación de agresiones que supera la capacidad de reparación. Debido a estas agresiones internas y externas, las células pierden su capacidad de regeneración, lo que finalmente conduce al agotamiento mecánico y químico. Algunas agresiones incluyen sustancias químicas en el aire, los alimentos o el humo. Otras agresiones pueden ser cosas como virus, traumatismos, radicales libres, reticulación y temperatura corporal alta. [14]
Las teorías de acumulación del envejecimiento sugieren que el envejecimiento es un deterioro corporal que resulta de una acumulación de elementos, ya sea introducidos en el cuerpo desde el medio ambiente o resultantes del metabolismo celular . [14]
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 la disminución asociada de la aptitud que lo acompaña. [15] La teoría explica que, en el caso en que las mutaciones dañinas solo se expresen más tarde en la vida, cuando la reproducción ha cesado y la supervivencia futura es cada vez más improbable, es probable que estas mutaciones se transmitan sin que se sepa a las generaciones futuras. [16] En esta situación, la fuerza de la selección natural será débil y, por lo tanto, insuficiente para eliminar sistemáticamente estas mutaciones. Medawar postuló que con el tiempo estas mutaciones se acumularían debido a la deriva genética y conducirían a la evolución de lo que ahora se conoce como 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 colegas en 1945, [18] pero llegó a la prominencia en 1956, cuando Denham Harman propuso la teoría de los radicales libres del envejecimiento e incluso demostró que las reacciones de los radicales libres contribuyen a la degradación de los sistemas biológicos. [19] El daño oxidativo de muchos tipos se acumula con la edad, como el estrés oxidativo que provocan los radicales libres de oxígeno, [20] porque la teoría de los radicales libres del envejecimiento sostiene que el envejecimiento resulta del daño generado por las especies reactivas de oxígeno (ROS). [21] Las ROS son moléculas pequeñas, altamente reactivas, que contienen oxígeno y que pueden dañar un complejo de componentes celulares como la grasa, las proteínas o el ADN; se generan de forma natural 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 un problema: algunos radicales libres son utilizados por el organismo como moléculas de señal, y una reducción general demasiado activa de los radicales libres causa al organismo más daño que bien. Hace algún tiempo [ ¿cuándo? ] la idea de ralentizar el envejecimiento utilizando antioxidantes era muy popular, pero ahora las dosis altas de antioxidantes se consideran dañinas. En la actualidad [¿ cuándo? ] algunos científicos intentan inventar enfoques de supresión local de radicales libres solo en ciertos lugares de las células. [22] [23] La eficiencia de dicho enfoque aún no está clara, la investigación está en curso.
El daño del ADN ha sido una de las principales causas de las enfermedades relacionadas con el envejecimiento. La estabilidad del genoma está definida por la maquinaria de reparación de las células, la tolerancia al daño y las vías de control que contrarrestan el daño del ADN. Una hipótesis propuesta por el físico Gioacchino Failla en 1958 es que la acumulación de daño en el ADN causa el envejecimiento. [24] La hipótesis fue desarrollada poco después por el físico Leó Szilárd . [25] Esta teoría ha cambiado con 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 error 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 evidencia en humanos y ratones de que las deficiencias heredadas en los genes de reparación del ADN a menudo causan un envejecimiento acelerado. [28] [29] [26] También hay evidencia sustancial de que el daño del ADN se acumula con la edad en los tejidos de los mamíferos, como los del cerebro, los músculos, el hígado y los riñones (ver teoría del daño del ADN del envejecimiento y daño del ADN (de ocurrencia natural) ). Una expectativa de la teoría (de que el daño del ADN es la causa principal del envejecimiento) es que entre las especies con diferentes esperanzas de vida máximas, la capacidad de reparar el daño del ADN debería correlacionarse con la esperanza de vida. La primera prueba experimental de esta idea fue realizada por Hart y Setlow [30] quienes midieron la capacidad de las células de siete especies diferentes de mamíferos para llevar a cabo la reparación del ADN. Encontraron 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 de la reparación por escisión de nucleótidos y la esperanza de vida en especies de mamíferos (revisada por Bernstein y Bernstein [31] ). En general, los hallazgos de estos estudios indicaron una buena correlación entre la capacidad de reparación por escisión de nucleótidos y la esperanza de vida. Un respaldo adicional para la teoría de que el daño del ADN es la causa principal del envejecimiento proviene del estudio de las poli ADP ribosa polimerasas (PARP). Las PARP son enzimas que se activan por roturas de cadenas de ADN y desempeñan un papel en la reparación por escisión de bases de ADN. Burkle et al. revisaron la evidencia de que las PARP, y especialmente la PARP-1, están involucradas 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 ribosilación) medida en células mononucleares. Además, las líneas de células linfoblastoides de linfocitos de sangre periférica de humanos mayores de 100 años tenían una capacidad de poli(ADP-ribosilación) significativamente mayor que las líneas celulares de control de individuos más jóvenes.
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 otros enlaces cruzados aberrantes que se acumulan en los tejidos envejecidos son la causa del envejecimiento. La reticulación de las proteínas desactiva sus funciones biológicas. El endurecimiento del tejido conectivo , las enfermedades renales y el agrandamiento del corazón están relacionados con la reticulación de las proteínas. La reticulación del ADN puede inducir errores de replicación , lo que conduce a células deformadas y aumenta el riesgo de cáncer . [12]
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 la 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 entero. Un aumento de la apoptosis celular puede correlacionarse 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 estudiado la epigenética como un factor contribuyente. El reloj epigenético , que mide de forma relativamente objetiva la edad biológica de las células, es una herramienta útil para probar diferentes enfoques antienvejecimiento. [33] El reloj epigenético más famoso es el reloj de Horvath, pero ahora ya han aparecido análogos más precisos.
Las teorías del desequilibrio general del envejecimiento sugieren que los sistemas corporales, como el sistema endocrino , el nervioso y el inmunológico , se deterioran gradualmente y finalmente dejan de funcionar. La tasa de falla varía según el sistema. [14]
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] Walford, quien afirmó que su régimen de salud optimizado le permitiría vivir hasta los 120 años, murió de esclerosis lateral amiotrófica a los 79 años.
La atribución contiene material copiado de Gerontología .