stringtranslate.com

Biogerontología

La mano de un adulto mayor
Esperanza de vida en distintos países del mundo en 2019

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. [1] El término "biogerontología" fue acuñado por S. Rattan y se empezó a utilizar de forma habitual con el inicio de la revista Biogerontology en 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. [2] 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. [3] Muchos biogerontólogos encuestados han predicho esperanzas de vida de más de tres siglos para las personas nacidas después del año 2100. [4] Otros científicos, de manera más controvertida, sugieren la posibilidad de una esperanza de vida ilimitada para quienes 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". [5] 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.

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 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. [6] [7] [8] 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). [9] [10] [11] 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). [12]

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 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". [13] [14]

Teorías sobre el desgaste

Las teorías del envejecimiento basadas en el desgaste comenzaron a introducirse en el siglo XIX. [14] 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. [15]

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 en el cuerpo desde el medio ambiente o resultantes del metabolismo celular . [15]

Teoría de la acumulación de mutaciones

La teoría de la acumulación de mutaciones fue propuesta por primera vez por Peter Medawar en 1952 [13] como una explicación evolutiva del envejecimiento biológico y la disminución asociada de la aptitud que lo acompaña. [16] 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. [17] 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.

Teoría de los radicales libres

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. [18] La idea de que los radicales libres son agentes tóxicos fue propuesta por primera vez por Rebeca Gerschman y colegas en 1945, [19] 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. [20] El daño oxidativo de muchos tipos se acumula con la edad, como el estrés oxidativo que provocan los radicales libres de oxígeno, [21] porque la teoría de los radicales libres del envejecimiento sostiene que el envejecimiento resulta del daño generado por las especies reactivas de oxígeno (ROS). [22] 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. [23] [24] La eficiencia de dicho enfoque aún no está clara, la investigación está en curso.

Teorías sobre el daño del ADN

El daño del 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, 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. [25] La hipótesis fue desarrollada poco después por el físico Leó Szilárd . [26] 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. [27] [28]

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. [29] [30] [27] 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 [31] 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 [32] ). 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. [33] 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.

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 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 . [13]

Teoría del envejecimiento a partir de células madre

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 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. [34] El reloj epigenético más famoso es el reloj de Horvath, pero ahora ya han aparecido análogos más precisos.

Desequilibrio general

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. [15]

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. [18] 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.

Véase también

Referencias

  1. ^ Ankrah, Paa Kwesi; Mensah, Enock D; Dabie, Kwabena; Mensah, Caleb; Akangbe, Benjamin; Essuman, Jonathan (2024). "Aprovechamiento de la genética para prolongar la vida útil y la salud: progreso actual y direcciones futuras". Cureus . doi : 10.7759/cureus.55495 . PMC  10990068 . PMID  38571872.
  2. ^ Geoff Watts (junio de 2011). "Leonard Hayflick y los límites del envejecimiento". The Lancet . 377 (9783): 2075. doi :10.1016/S0140-6736(11)60908-2. PMID  21684371. S2CID  205963134.
  3. ^ Christensen, L; Doblhammer, K; Rau, G; Vaupel, JW (2009). "Poblaciones que envejecen: los desafíos futuros". The Lancet . 374 (9696): 1196–1208. doi :10.1016/s0140-6736(09)61460-4. PMC 2810516 . PMID  19801098. 
  4. ^ Richel, Theo (diciembre de 2003). "¿Se cuadruplicará la expectativa de vida humana en los próximos cien años? Sesenta gerontólogos dicen que es necesario un debate público sobre la prolongación de la vida". Journal of Anti-Aging Medicine . 6 (4): 309–314. doi :10.1089/109454503323028902. PMID  15142432.
  5. ^ de Grey, Aubrey DNJ ; Rae, Michael (14 de octubre de 2008). Poner fin al envejecimiento . Grifo de San Martín. pag. 15.ISBN 978-0-312-36707-7.
  6. ^ Lithgow, Gordon J. (1 de septiembre de 2013). "Orígenes de la gerociencia". Public Policy & Aging Report . 4 (1): 10–11. doi :10.1093/ppar/23.4.10.
  7. ^ Burch, John B.; et al. (8 de mayo de 2014). "Avances en gerontología: impacto en la longevidad y las enfermedades crónicas". The Journals of Gerontology: Series A . 69 (Suppl_1): S1–S3. doi : 10.1093/gerona/glu041 . PMC 4036419 . PMID  24833579. 
  8. ^ Seals, Douglas R.; Justice, Jamie N.; LaRocca, Thomas J. (29 de enero de 2015). "Gerociencia fisiológica: focalización de la función para aumentar la esperanza de vida y lograr una longevidad óptima". The Journal of Physiology . 594 (8): 2001–2024. doi : 10.1113/jphysiol.2014.282665 . PMC 4933122 . PMID  25639909. 
  9. ^ Stambler, Ilia (1 de octubre de 2017). "Reconocer el envejecimiento degenerativo como una condición médica tratable: metodología y política". Envejecimiento y enfermedad . 8 (5): 583–589. doi : 10.14336/AD.2017.0130 . PMC 5614323 . PMID  28966803. 
  10. ^ The Lancet Diabetes & Endocrinology (1 de agosto de 2018). "Abriendo la puerta al tratamiento del envejecimiento como enfermedad". The Lancet Diabetes & Endocrinology . 6 (8): 587. doi :10.1016/S2213-8587(18)30214-6. PMID  30053981. S2CID  51726070.
  11. ^ Khaltourina, Daria ; Matveyev, Yuri; Alekseev, Aleksey; Cortese, Franco; Ioviţă, Anca (julio de 2020). "El envejecimiento se ajusta a los criterios de enfermedad de la Clasificación Internacional de Enfermedades". Mecanismos del envejecimiento y el desarrollo . 189 : 111230. doi :10.1016/j.mad.2020.111230. PMID  32251691. S2CID  214779653.
  12. ^ Carlos López-Otín; María A. Blasco; Linda Perdiz; Manuel Serrano; Guido Kroemer (6 de junio de 2013). "Las características del envejecimiento". Celúla . 153 (6): 1194-1217. doi :10.1016/j.cell.2013.05.039. PMC 3836174 . PMID  23746838. 
  13. ^ abc Lipsky, Martin S.; King, Mitch (2015). "Teorías biológicas del envejecimiento". Disease-a-Month . 61 (11): 460–466. doi :10.1016/j.disamonth.2015.09.005. PMID  26490576.
  14. ^ de Jessica Kelly. "Teoría del desgaste". Lumen Learning .
  15. ^ abc Taylor, Albert W.; Johnson, Michel J. (2008). Fisiología del ejercicio y envejecimiento saludable. Human Kinetics. ISBN 978-0-7360-5838-4.
  16. ^ Medawar, Peter Brian (1952). Un problema no resuelto de biología . Londres: HK Lewis & Co. Ltd. Lewis.
  17. ^ Fabian, Daniel (2011). "La evolución del envejecimiento". Nature Education Knowledge . 3 : 1–10.
  18. ^ ab Boniewska-Bernacka, Ewa (2016). "Teorías seleccionadas sobre el envejecimiento" (PDF) . Higher School's Pulse . 10 : 36–39.
  19. ^ Gerschman R, Gilbert DL, Nye SW, Dwyer P, Fenn WO (7 de mayo de 1954). "Intoxicación por oxígeno e irradiación X: un mecanismo en común". Ciencia . 119 (3097): 623–626. Código bibliográfico : 1954 Ciencia... 119..623G. doi : 10.1126/ciencia.119.3097.623. PMID  13156638. S2CID  27600003.
  20. ^ Harman, D (noviembre de 1981). "El proceso de envejecimiento". Proc. Natl. Sci. USA . 78 (11): 7124–7128. Bibcode :1981PNAS...78.7124H. doi : 10.1073/pnas.78.11.7124 . PMC 349208 . PMID  6947277. 
  21. ^ Hagen, Bruce N; MK Shigenaga; TM Hagen (septiembre de 1993). "Oxidantes, antioxidantes y enfermedades degenerativas del envejecimiento". Proc. Natl. Sci. EE. UU . . 90 (17): 7915–7922. Bibcode :1993PNAS...90.7915A. doi : 10.1073/pnas.90.17.7915 . PMC 47258 . PMID  8367443. 
  22. ^ Beckman, KB; Ames BN (abril de 1998). "La teoría radial libre del envejecimiento madura". Physiol Rev . 78 (2): 547–581. doi :10.1152/physrev.1998.78.2.547. PMID  9562038. S2CID  1774858.
  23. ^ "Proyecto SKQ | Molécula". Mitotech . Consultado el 17 de abril de 2021 .
  24. ^ "Митохондриально-направленные антиоксиданты против старения" [Antioxidantes antienvejecimiento dirigidos a las mitocondrias] (en ruso). Proyecto SKQ. 11 de diciembre de 2018.
  25. ^ Failla, G (30 de septiembre de 1958). "El proceso de envejecimiento y la cancerogénesis". Anales de la Academia de Ciencias de Nueva York . 71 (6): 1124–1140. Bibcode :1958NYASA..71.1124F. doi :10.1111/j.1749-6632.1958.tb54674.x. PMID  13583876.
  26. ^ Szilard, Leo (enero de 1959). "Sobre la naturaleza del proceso de envejecimiento". Proc. Natl. Sci. USA . 45 (1): 30–45. Bibcode :1959PNAS...45...30S. doi : 10.1073/pnas.45.1.30 . PMC 222509 . PMID  16590351. 
  27. ^ ab Freitas, AA; de Magalhaes, JP (julio-octubre de 2011). "Una revisión y evaluación de la teoría del daño del ADN en el envejecimiento". Mutat Res . 728 (1–2): 12–22. doi :10.1016/j.mrrev.2011.05.001. PMID  21600302.
  28. ^ Gensler, HL; Bernstein, H. (septiembre de 1981). "El daño del ADN como causa principal del envejecimiento". Q Rev Biol. 56 (3): 279–303. doi :10.1086/412317. PMID  7031747. S2CID  20822805
  29. ^ Hoeijmakers JH (octubre de 2009). "Daños en el ADN, envejecimiento y cáncer". The New England Journal of Medicine . 361 (15): 1475–1485. doi :10.1056/NEJMra0804615. PMID  19812404.
  30. ^ Diderich K, Alanazi M, Hoeijmakers JH (julio de 2011). "Envejecimiento prematuro y cáncer en trastornos de reparación por escisión de nucleótidos". Reparación del ADN . 10 (7): 772–780. doi :10.1016/j.dnarep.2011.04.025. PMC 4128095 . PMID  21680258. 
  31. ^ Hart RW, Setlow RB (junio de 1974). "Correlación entre la reparación por escisión del ácido desoxirribonucleico y la duración de la vida en varias especies de mamíferos". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 71 (6): 2169–2173. Bibcode :1974PNAS...71.2169H. doi : 10.1073/pnas.71.6.2169 . PMC 388412 . PMID  4526202. 
  32. ^ Bernstein C, Bernstein H (1991). Envejecimiento, sexo y reparación del ADN . San Diego: Academic Press. ISBN 978-0-12-092860-6.
  33. ^ Bürkle A, Brabeck C, Diefenbach J, Beneke S (mayo de 2005). "El papel emergente de la poli(ADP-ribosa) polimerasa-1 en la longevidad". Revista internacional de bioquímica y biología celular . 37 (5): 1043–1053. doi :10.1016/j.biocel.2004.10.006. PMID  15743677.
  34. ^ Horvath S (2013). "Edad de metilación del ADN de tejidos y tipos de células humanas". Genome Biology . 14 (10): R115. doi : 10.1186/gb-2013-14-10-r115 . PMC 4015143 . PMID  24138928. (Fe de erratas:  doi : 10.1186/s13059-015-0649-6, PMID  25968125, Retraction Watch . Si se ha verificado la fe de erratas y no afecta al material citado, reemplácela por . ){{erratum|...}}{{erratum|...|checked=yes}}

La atribución contiene material copiado de Gerontología .