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¿Por qué envejecemos? (II)

MECANISMOS AMBIENTALES
Como acaba de indicarse, las condiciones ambientales constituyen un factor importante en las causas del envejecimiento y, dentro de ellas, cabe destacar como fundamental a los radicales libres. La teoría del envejecimiento debido a los radicales libres es la más viable de todas las presentadas hasta el momento, siendo la que se ajusta mejor a los hechos reales.

La agresividad de los radicales libres reside en el hecho de que son moléculas que en su órbita externa, que es la causante, de las reacciones químicas, tienen electrones “solitarios”. Por razones cuánticas, éstos tienden a formar “dobletes”, es decir, a aparearse con otro electrón. Ello hace que intervengan en otras reacciones, en especial, en aquéllas en las que haya transferencia de cargas, como ocurre en el caso de las oxidaciones. De ahí vino la sospecha de que una de las claves del envejecimiento residía, precisamente, en las reacciones químicas generadas durante el proceso de formación de energía celular, al ser el oxígeno el elemento primordial en este proceso, puede adoptar formas de radical que resultan ser sumamente agresivas. El aforismo “envejecemos porque nos oxidamos”, tiene hoy una confirmación científica.

Por otra parte, la radiación solar es también causa importantísima de formación de radicales libres, especialmente, la parte correspondiente al UVB y UVA. Los daños producidos por la radiación sobre la célula pueden ser muy importantes y afectan, en especial, al ADN del núcleo. Ciertos radicales libres se combinan con los ácidos nucleicos, provocando mutaciones que, en su inmensa mayoría resultan ser negativas. La piel expuesta directamente al sol sufre una serie de trastornos que se manifiestan, entre otros, por un envejecimiento prematuro. La radiación afecta, en especial, a los fibroblastos del tejido conjuntivo.

DEBILITAMIENTO DEL SITEMA INMUNOLÓGICO
Asimismo, el sistema inmunológico resulta debilitado y dañado por los dos mecanismos descritos del envejecimiento. Es un hecho evidente que con la edad decrecen las funciones inmunológicas, con los que hay un riesgo mucho más elevado de contraer cualquier dolencia. Uno de los fines básicos del sistema inmunológico es, precisamente, el de reconocer toda materia extraña que se ponga en contacto con el organismo y, una vez reconocida, neutralizarla adecuadamente.

Por estudios efectuados en seres humanos y en animales de experimentación se ha llegado a la conclusión, de que las funciones inmunológicas más afectadas con la edad, son aquéllas regidas por los linfocitos T (timodependientes), entre las que cabe enumerar: dermatitis de contacto, enfermedades infecciosas, transformaciones en las fibras elásticas y articulaciones (artritis, artrosis), procesos cancerígenos y, análogamente, el sistema enzimático, con una menor producción de enzimas de todo tipo pero, muy en especial, de aquéllos que neutralizan los radicales libres.

ESTUDIOS CITOLÓGICOS
Por otra parte, cabe preguntarse dónde se desarrolla el proceso de envejecimiento: ¿a nivel de la célula o del tejido?

Los estudios citológicos sobre el envejecimiento son bastante recientes. Curiosamente, quien los inició, en 1911, no era un experto en la materia, sino el cirujano francés Alexis Carrel (1873 – 1944), interesado en biología celular, como ayuda a sus experiencias para lograr trasplantes de vasos sanguíneos. Comenzó diseñando una experiencia consistente en obtener de un embrión de pollo, un trocito de tejido cardíaco y mantener sus fibroblastos en una solución adecuada, en la que periódicamente se añadían materias nutrientes y, a la vez, se eliminaban las substancias de desecho.

Con esta experiencia, Carrel, pretendía averiguar, cuánto siguen viviendo estas células aisladas. La respuesta que creyó obtener, fue que el cultivo permanecía vivo y se iba multiplicando indefinidamente; de lo que dedujo que las células eran inmortales.

El impacto producido en el mundo científico por la experiencia de Carrel fue enorme. Pues de ella parecía poder deducirse, que las células de los tejidos humanos, se comportaban como inmortales y, posiblemente, sólo eran las circunstancias externas, las que limitaban la duración de la vida. Actualmente, se duda de los resultados de la citada experiencia de Carrel, ya que se cree, que el mantenimiento del cultivo celular, no se hizo de forma correcta, pues para conservar la vitalidad de las células, se iban introduciendo extractos embrionarios, que él creía puros, pero que en realidad debían contener células que renovaban las del cultivo. De todas formas, debe reconocerse que Carrel inició un cambio y, por dichas experiencias, llegó a ser galardonado con el Premio Nobel de Medicina en 1912.

El estudio básico sobre la posible duración de la vida de las células en tejidos aislados, se debe a Hayflick, médico del Hospital Pediátrico del Centro Médico del Norte de California, quien, a mediados de la década de los setenta del pasado siglo, hizo un estudio sobre el tema del crecimiento celular. Para ello, diseñó una metodología consistente en la siembra de fibroblastos embrionarios, en cápsula de Petri conteniendo un agar nutritivo idóneo para su multiplicación. El cultivo celular crece extendiéndose por toda la superficie en forma de capa unicelular, hasta que alcanza la confluencia con las paredes de la cápsula, momento en el que deja de dividirse, en virtud del fenómeno inhibición por contacto.

De esta primera capa tomaba algunas células y las volvía a sembrar en otra placa de Petri y el proceso se desarrollaba de manera similar. La pregunta clave de la experiencia fue: ¿puede repetirse esta multiplicación indefinidamente? Según las experiencias de Carrel, así debía ser. Sin embargo, lo que observó Hayflick fue distinto. Con la técnica aplicada, sólo se pudieron hacer 50 siembras sucesivas. Es decir, que los fibroblastos mostraron una capacidad de multiplicación que era de unas cincuenta replicaciones.
Como Hayflick experimentaba con fibroblastos de embriones humanos, se le ocurrió repetir el estudio con fibroblastos procedentes de personas de diversas edades. El resultado fue sorprendente; con las células de un adolescente obtuvo un máximo de cuarenta replicaciones; con las de un adulto, hasta veinticinco y con los fibroblastos procedentes de una persona octogenaria, sólo unas doce divisiones. Lo que demostraba que la capacidad de replicación de los fibroblastos se iba reduciendo con la edad. Todo ello indicaba la existencia de una programación biológica celular.

Una última experiencia ratificó esa programación biológica. Para ello, Hayflick hizo que un cultivo se replicara veinte veces. Luego lo conservó en nitrógeno líquido, según la técnica habitual en Biología, y así lo mantuvo largo tiempo. Seguidamente, lo extrajo del nitrógeno líquido y lo sembró de nuevo. Las células no habían perdido su capacidad de replicación pero solamente logró formar el número de cultivos que faltaban hasta las cincuenta divisiones.

Llegado a este punto del estudio, Hayflick tuvo la idea de realizar la prueba con fibroblastos obtenidos de un niño aquejado de progeria. Los niños que padecen esta extraña enfermedad, presentan unas características propias de ancianos; crecimiento escaso o nulo, piel arrugada, calvicie, fallos en el sistema inmunológico y consunción general de todos los órganos. Obtuevo, pues, fibroblastos de un niño afectado de progeria y procedió a averiguar el número máximo de replicaciones que lograba obtener. A pesar de que las células cultivadas procedían de un niño, su capacidad de dividirse fue de sólo cuatro a cinco veces; es decir, la correspondiente a una persona de edad muy avanzada.

De todo este estudio, el investigador californiano, llegó a la lógica conclusión, de que existe un reloj biológico que marca las replicaciones celulares y con ello la duración posible de la vida. En unos casos se puede detener temporalmente, por congelación de las células en nitrógeno líquido, en otros, se acelera, como en la progeria. La pregunta clave que actualmente se hacen todos los gerontólogos: ¿se podría retrasar también? O dicha la interrogación de otra manera más inquisitiva: ¿Sería factible aumentar el número máximo de replicaciones celulares observado, de manera que se sobrepase ese límite de cincuenta, con lo que podría existir una base biológica real para la prolongación de la vida máxima?

ESTADÍSTICAS SOBRE LAS REPLICACIONES CELULARES
Al socaire de los estudios de Hayflick sobre las replicaciones celulares, diversos investigadores llevaron a cabo toda una serie de pruebas, con células de diversas especies de animales, relacionando los resultados obtenidos con la edad máxima alcanzable en cada una de ellas. La tabla 1 demuestra la existencia de una correlación muy directa, entre el número de replicaciones celulares y la longitud máxima de la vida.

Estos datos en animales, corroboran los estudios de Hayflick realizados con células humanas. El número de multiplicación celular es fijo para cada especie y se halla muy bien determinado en el código genético.

Asimismo, el estudio de las sucesivas multiplicaciones celulares, informa de los cambios que se van introduciendo. Así, mientras las primeras replicaciones son totalmente normales, a medida que éstas se van sucediendo, aparece una desaceleración en la velocidad de reproducción e, igualmente, una serie de degeneraciones en las células, observables por la formación de pigmentos en su protoplasma y un engrosamiento de las membranas, que provoca una rigidez estructural.
De estos fenómenos observados se pueden deducir dos consecuencias capitales:

1ª) Que la duración de la vida a escala celular, está inscrita por replicaciones programadas. Dicho número de replicaciones rige, también, la vida máxima que puede alcanzar cada especie viviente. Así, en el hombre, las cincuenta replicaciones equivalen a una duración máxima de unos 120 años, que no pueden ser rebasados en ningún caso.
2ª) Que la longitud máxima posible de la vida no se alcanza prácticamente nunca, debido a la acumulación de errores en las sucesivas replicaciones. Dichos errores hacen que la duración real de la vida sea bastante más corta que la máxima teóricamente alcanzable. Los factores que los provocan son debidos, esencialmente, a fallos de transcripción del ADN y ARN, a factores ambientales adversos y al propio desgaste originado por el paso del tiempo.

BUSCANDO LA PROLONGACIÓN DE LA VIDA CELULAR
¿Existe alguna posibilidad de prolongar el número de divisiones máximas programadas en el código genético de cada célula? Hasta hace muy poco, se creía que en absoluto. Actualmente, se tienen serias dudas respecto a esta creencia. El hecho comprobado, de que las células cancerosas puedan replicarse indefinidamente, sin experimentar alteraciones, ni perder su capacidad de multiplicación, lleva indefectiblemente a la siguiente interrogación: ¿no habría posibilidades de que las células normales pudieran sobrepasar su límite programado de divisiones, mediante manipulaciones genéticas o por medio de agentes externos de cualquier clase, sin que dichas células se conviertan en cancerígenas? La respuesta parece ser afirmativa; se ha observado, por ejemplo, que si a cultivos celulares se añaden extractos de tejidos embrionarios, se logra un aumento notable en su capacidad de replicación. Los tejidos embrionarios contienen gran cantidad de factores de crecimiento y otras bioestimulinas, que podrían ser la causa del aumento obtenido.

Si esas pruebas in vitro, llegan a tener su confirmación in vivo, las consecuencias prácticas podrían ser transcendentales. Así, si se lograra sobrepasar las cincuenta replicaciones propias del fibroblasto humano, que determinan una duración máxima de vida de 120 años, se estaría en condiciones de practicar técnicas de prolongación de la longevidad, de momento sólo a nivel celular. ¿Serán, empero, extrapolables a todo el cuerpo? ¡Ésta es la cuestión determinante!

Ruth Margalef Kriesten
CEO & OWNER – Biogründl

Miguel Margalef Esteve
Colaborador honorífico

www.biogrundl.es