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Inmortalidad biológica

La inmortalidad biológica (a veces denominada mortalidad bioindefinida ) es un estado en el que la tasa de mortalidad por senescencia es estable o decreciente, desvinculándose así de la edad cronológica . Varias especies unicelulares y multicelulares, incluidos algunos vertebrados, alcanzan este estado ya sea a lo largo de su existencia o después de vivir lo suficiente. Un ser vivo biológicamente inmortal aún puede morir por medios distintos a la senescencia, como por lesión , veneno , enfermedad , depredación , falta de recursos disponibles o cambios en el medio ambiente .

Esta definición de inmortalidad ha sido cuestionada en el Manual de la biología del envejecimiento [1], porque el aumento de la tasa de mortalidad en función de la edad cronológica puede ser insignificante en edades extremadamente avanzadas , una idea conocida como la meseta de mortalidad en la vejez . La tasa de mortalidad puede dejar de aumentar en la vejez, pero en la mayoría de los casos esa tasa suele ser muy alta. [2]

Los biólogos también utilizan el término para describir las células que no están sujetas al límite de Hayflick sobre el número de veces que pueden dividirse.

Líneas celulares

Los biólogos eligieron la palabra “inmortal” para designar a las células que no están sujetas al límite de Hayflick , el punto en el que las células ya no pueden dividirse debido a daños en el ADN o al acortamiento de los telómeros . Antes de la teoría de Leonard Hayflick , Alexis Carrel planteó la hipótesis de que todas las células somáticas normales eran inmortales. [3]

El término "inmortalización" se aplicó por primera vez a las células cancerosas que expresaban la enzima telomerasa , que alarga los telómeros , y de ese modo evitaban la apoptosis , es decir, la muerte celular causada por mecanismos intracelulares. Entre las líneas celulares más utilizadas se encuentran HeLa y Jurkat , ambas líneas celulares cancerosas inmortalizadas. [4] Estas células han sido y siguen siendo ampliamente utilizadas en la investigación biológica, como la creación de la vacuna contra la polio , [5] la investigación de esteroides hormonales sexuales, [6] y el metabolismo celular. [7] Las células madre embrionarias y las células germinales también se han descrito como inmortales. [8] [9]

Se pueden crear líneas celulares inmortales de células cancerosas mediante la inducción de oncogenes o la pérdida de genes supresores de tumores . Una forma de inducir la inmortalidad es mediante la inducción mediada por virus del antígeno T grande , [10] introducido comúnmente a través del virus simio 40 (SV-40). [11]

Organismos

Según la Base de Datos de Envejecimiento y Longevidad Animal, la lista de animales con envejecimiento insignificante (junto con la longevidad estimada en la naturaleza) incluye: [12]

Bacterias y algunas levaduras

Muchos organismos unicelulares envejecen: a medida que pasa el tiempo, se dividen más lentamente y finalmente mueren. Las bacterias y levaduras que se dividen asimétricamente también envejecen. Sin embargo, las bacterias y levaduras que se dividen simétricamente pueden ser biológicamente inmortales en condiciones ideales de crecimiento. [13] En estas condiciones, cuando una célula se divide simétricamente para producir dos células hijas, el proceso de división celular puede restaurar la célula a un estado juvenil. Sin embargo, si el progenitor produce una hija de manera asimétrica, solo la hija recupera el estado juvenil; el progenitor no se recupera y envejecerá y morirá. De manera similar, las células madre y los gametos pueden considerarse "inmortales".

Hidra

Hidra

Las hidras son un género del filo Cnidaria . Todos los cnidarios pueden regenerarse, lo que les permite recuperarse de lesiones y reproducirse asexualmente . Las hidras son animales simples de agua dulce que poseen simetría radial y contienen células postmitóticas ( células que nunca se dividirán nuevamente) solo en las extremidades. [14] Todas las células de las hidras se dividen continuamente. [15] Se ha sugerido que las hidras no experimentan senescencia y, como tales, son biológicamente inmortales. En un estudio de cuatro años, 3 cohortes de hidras no mostraron un aumento en la mortalidad con la edad. Es posible que estos animales vivan mucho más, considerando que alcanzan la madurez en 5 a 10 días. [16] Sin embargo, esto no explica cómo las hidras pueden posteriormente mantener la longitud de los telómeros .

Medusa

Turritopsis dohrnii , o Turritopsis nutricula , es una especie de medusa pequeña (de 5 milímetros (0,20 pulgadas))que utiliza la transdiferenciación para reponer células después de la reproducción sexual . Este ciclo puede repetirse indefinidamente, lo que potencialmente la vuelve biológicamente inmortal. Este organismo se originó en el mar Caribe , pero ahora se ha extendido por todo el mundo. [ cita requerida ] Los mecanismos moleculares clave de su rejuvenecimiento parecen involucrar la replicación y reparación del ADN y la renovación de células madre, según un estudio de genómica comparativa . [17] [18]

Casos similares incluyen el hidrozoo Laodicea undulata [19] y el escifozoo Aurelia sp.1. [20]

Langostas

Las investigaciones sugieren que las langostas no pierden velocidad, se debilitan ni pierden fertilidad con la edad, y que las langostas más viejas pueden ser más fértiles que las más jóvenes. Sin embargo, esto no las hace inmortales en el sentido tradicional, ya que tienen muchas más probabilidades de morir durante la muda de caparazón a medida que envejecen (como se detalla a continuación).

Su longevidad puede deberse a la telomerasa , una enzima que repara largas secciones repetitivas de secuencias de ADN en los extremos de los cromosomas, denominados telómeros . La telomerasa es expresada por la mayoría de los vertebrados durante las etapas embrionarias, pero generalmente está ausente en las etapas adultas de la vida. [21] Sin embargo, a diferencia de los vertebrados, las langostas expresan telomerasa como adultos a través de la mayoría de los tejidos, lo que se ha sugerido que está relacionado con su longevidad. [22] [23] [24] Contrariamente a la creencia popular, las langostas no son inmortales. Las langostas crecen mudando , lo que requiere una energía considerable, y cuanto más grande sea el caparazón, más energía se requiere. [25] Finalmente, la langosta morirá de agotamiento durante una muda. También se sabe que las langostas más viejas dejan de mudar, lo que significa que el caparazón eventualmente se dañará, se infectará o se deshará, provocando su muerte. [26] La langosta europea tiene una esperanza de vida media de 31 años para los machos y 54 años para las hembras.

Gusanos planos planarios

Polycelis felina , una planaria de agua dulce

Los platelmintos planarios tienen tipos de reproducción tanto sexual como asexual. Los estudios sobre el género Schmidtea mediterranea sugieren que estas planarias parecen regenerarse (es decir, sanar) indefinidamente, y los individuos asexuales tienen una "capacidad regenerativa [telómero] aparentemente ilimitada alimentada por una población de células madre adultas altamente proliferativas". [27]

En el caso de las planarias que se reproducen sexualmente, "la vida útil de una planaria individual puede ser de hasta 3 años, probablemente debido a la capacidad de los neoblastos de reemplazar constantemente las células envejecidas". En el caso de las planarias que se reproducen asexualmente, "los animales individuales en líneas clonales de algunas especies de planarias que se replican por fisión se han mantenido durante más de 15 años". [28] [29]

Véase también

Referencias

  1. ^ Masoro, EJ (2006). Austad, SN (ed.). Manual de biología del envejecimiento (Sexta ed.). San Diego, CA: Prensa académica. ISBN 978-0-12-088387-5.
  2. ^ Michael R. Rose; Casandra L. Rauser; Laurence D. Mueller (noviembre-diciembre de 2005). "Vida tardía: una nueva frontera para la fisiología". Zoología fisiológica y bioquímica . 78 (6): 869–878. doi :10.1086/498179. PMID  16228927. S2CID  31627493.
  3. ^ Shay, JW y Wright, WE (2000). "Hayflick, su límite y el envejecimiento celular". Nature Reviews Molecular Cell Biology . 1 (1): 72–76. doi :10.1038/35036093. PMID  11413492. S2CID  6821048.
  4. ^ Skloot, Rebecca (2010). La vida inmortal de Henrietta Lacks . Nueva York: Crown/Random House. ISBN 978-1-4000-5217-2.
  5. ^ Smith, Van (17 de abril de 2002). "La vida, la muerte y la vida después de la muerte de Henrietta Lacks, heroína involuntaria de la ciencia médica moderna". Baltimore City Paper . Archivado desde el original el 14 de agosto de 2004. Consultado el 2 de marzo de 2010 .
  6. ^ Bulzomi, Pamela. "El efecto proapoptótico de la quercetina en líneas celulares cancerosas requiere señales dependientes de ERβ". Fisiología celular (2012): 1891-898. Web.
  7. ^ Reitzer, Lawrence J.; Wice, Burton M.; Kennel, David (1978), "Evidencia de que la glutamina, no el azúcar, es la principal fuente de energía para las células HeLa cultivadas", The Journal of Biological Chemistry , 254 (25 de abril): 26X9–2676, PMID  429309
  8. ^ Universidad de Colonia (7 de marzo de 2018). «Sobre la inmortalidad de las células madre». ScienceDaily . Consultado el 17 de septiembre de 2020 .
  9. ^ Surani, Azim (1 de abril de 2009). «Células germinales: la ruta hacia la inmortalidad». Universidad de Cambridge . Consultado el 17 de septiembre de 2020 .
  10. ^ Michael R. Rose; Casandra L. Rauser; Laurence D. Mueller (1983). "La expresión de la proteína T grande del virus del polioma promueve el establecimiento en cultivo de líneas celulares de fibroblastos de roedores "normales"". PNAS . 80 (14): 4354–4358. Bibcode :1983PNAS...80.4354R. doi : 10.1073/pnas.80.14.4354 . PMC 384036 . PMID  6308618. 
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Bibliografía

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