Envejecimiento celular

La comprensión de los mecanismos precisos por los cuales ocurre el envejecimiento es uno de los grandes problemas aún no resueltos por la biología moderna. Esto es debido quizás a que se trata de un proceso extremadamente complejo que involucra distintos tipos de células e interacciones celulares y que resulta a su vez de la suma de muchos factores, internos y externos al organismo.

Todas las células del cuerpo, a excepción de las gametas sexuales, se multiplican por división mitótica. En este proceso, cada célula duplica su material genético y lo distribuye en las dos células hijas, que son, al menos en teoría, genéticamente idénticas a la célula madre. Sin embargo, si cultivamos células in vitro, el número de veces que pueden multiplicarse es limitado y no supera las 40 a 60 divisiones. Lo que ocurre es que en determinado momento las células dejan de dividirse e ingresan en un estado irreversible denominado senescencia, en el cual no pueden volver a multiplicarse y que inevitablemente las lleva a la muerte.

El reloj mitótico

Los estudios que se han realizado muestran que el momento en el cual la célula ingresa al estado de senescencia no depende de un tiempo cronológico o metabólico sino del número de divisiones celulares que han tenido lugar. Cuando se estudiaron más precisamente algunos de los elementos que cambian de generación en generación en estas líneas celulares se observó que un parámetro crítico para que la célula entre en estado de senescencia es la longitud de los telómeros.

Los telómeros

Los telómeros son las regiones de los extremos de los cromosomas y están compuestos de secuencias repetitivas de ADN que no codifican para ningún gen en particular. Una de sus funciones esenciales es la de proteger al resto del cromosoma de la degradación y de la unión de los extremos del ADN entre sí por enzimas reparadoras.  Si bien la célula duplica su ADN previamente a la división no es capaz de copiar la totalidad de la secuencia del telómero y, como resultado, el telómero se hace más corto en cada replicación, perdiéndose alrededor de 50 a 200 nucleótidos en cada ciclo de división celular.

El desgaste del telómero con la sucesión de ciclos celulares, impide su función protectora, con lo que el cromosoma se hace inestable, aparecen errores en la segregación durante la mitosis, anomalías genéticas y diversos tipos de mutaciones. Las células que presentan estos defectos, no sólo son incapaces de duplicarse, sino que dejan de ser viables, activándose los procesos de muerte celular programada.

La telomerasa

Sin embargo, en el caso de las células germinales y embrionarias, de las que el organismo no puede prescindir, existe una enzima específica, la telomerasa, que es capaz de restaurar la secuencia del telómero. De hecho, cuando se modifican genéticamente células que no sintetizan la telomerasa para que lo hagan, estas células se dividen un 50 % más que las células que no expresan esta enzima. Esto apoya fuertemente la teoría de que es la longitud de los telómeros el determinante para ingresar en el estado de senescencia.

Telómeros

Si bien es aún desconocido el mecanismo por el que la célula detecta el acortamiento de los telómeros y el sistema de señales que las lleva a la muerte, no cabe duda que estos resultados van a incidir directa e indirectamente en el desarrollo de la investigación aplicada, la industria farmacéutica y la medicina.

Biología del envejecimiento

Un organismo manifiesta envejecimiento cuando decrece su vitalidad y cuando proporcionalmente aumenta su vulnerabilidad. El envejecimiento es un proceso irreversible equiparable al segundo postulado de la termodinamia referente a la entropia. Se trata de un proceso que finaliza cuando sucede la muerte. Desde un punto de vista biológico, no hay organismos viejos ni envejecidos, ya que esta terminología tiene un significado estático, la de un proceso ya llevado a cabo.

Los términos mencionados se utilizan para caracterizar situaciones extremas, relacionadas con una edad cronológica avanzada, termino este ultimo aplicable a la edad de elevada tasa de mortalidad. El período de vida del ser humano se cuantifica con un máximo de 120 años, cuando los fenómenos intrínsecos del crecimiento y del envejecimiento se desarrollan en un medio adecuado.

Longevidad es un concepto ligado a la edad cronológica y de significación relativa, ya que las edades consideradas como longevas, es decir, por encima de la actual esperanza de vida, están marcadamente por debajo del valor considerado como de máxima duración. La vida humana se divide en dos fases: desarrollo ó crecimiento y senescencia ó envejecimiento. Las alteraciones homeostáticas conducen a la pérdida de bienestar, a la enfermedad.

Los mecanismos que dan lugar a las manifestaciones de envejecimiento se resumen en la disminución paulatina tanto de la población celular como de la actividad metabólica de cada célula. En los organismos superiores se añade aquí un proceso regulador encaminado a garantizar la supervivencia, aminorando las consecuencias de los déficit acaecidos.

El organismo viejo se diferencia del joven mediante el enlentecimiento de unas funciones y la desaparición de otras, lo mismo que por la elevada incidencia de enfermedades.

El envejecimiento

En el pasado, los científicos se habían percatado de que el envejecimiento está a menudo asociado al acortamiento excesivo de las extremidades del ADN, los llamados telómeros. Los telómeros se acortan a cada replicación sucesiva (de la célula originaria a las dos primeras hijas, de éstas a las siguientes cuatro y así sucesivamente), y en un determinado momento se vuelven demasiado cortos. El fenómeno del telómero demasiado corto está vinculado, por tanto, al fenómeno del envejecimiento.

Pero ¿Cuál es el mecanismo que vincula los dos fenómenos? Esta pregunta constituyó durante años un verdadero enigma científico. Como este enigma no tenía solución, el único modo para distinguir las células jóvenes de las viejas era ponerlas en cultivo y esperar días o incluso meses: si se replicaban entonces eran aún jóvenes, y en caso contrario eran viejas.

Con una serie de experimentos llevados a cabo sobre células humanas, d'Adda di Fagagna descubrió que cuando los telómeros son demasiado cortos, o bien están dañados, se activa un sistema de emergencia específico, correspondiente a la ruptura irreversible del ADN, el ciclo se detiene y la célula entra en la fase de envejecimiento.

Fuente: portalciencia.net