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miércoles, 20 de septiembre de 2017

El envejecimiento es un error evolutivo que se puede evitar. Teoría pleiotropía antagónica.



El cuerpo humano se desgasta, envejece y finalmente muere. La vejez es característica de casi todas las especies en la Tierra, y por lo tanto nos parece una parte integral de la vida. Pero, tal vez, no es así. Es posible que el envejecimiento sea un error de evolución. Si tomamos la teoría de la evolución en la forma en que fue expuesta en el siglo XIX por Charles Darwin, entonces la vejez es una especie de paradoja.
La vida está guiada por el principio de selección natural, es decir, la supervivencia de los más aptos, que se multiplican con éxito y transmiten sus características a los descendientes. En teoría, este mecanismo debería dar una ventaja a aquellos que pueden transferir sus genes el mayor tiempo posible. Es decir, a pesar de la evidencia claramente visible de lo contrario, en términos de evolución, el envejecimiento no debe ser. Y esta contradicción preocupó a los científicos desde la segunda mitad del siglo XIX.
En 1953, el biólogo americano George Williams resolvió este acertijo proponiendo la teoría de la pleiotropía antagónica, esencialmente diciendo que la evolución anima el envejecimiento. Williams avanzó la teoría de que la selección natural estimula los genes que dan a los individuos una mejor oportunidad de multiplicarse, pero no tiene en cuenta el hecho de que tales genes pueden tener un impacto extremadamente negativo en la esperanza de vida.
Es decir, si el gen hace que sea posible producir muchos hijos, pero acorta la vida, por la selección natural está bien e incluso buena 

La teoría denominada pleiotropía antagónica ofrece una respuesta bastante intuitiva y convincente.
Esta teoría parte del hecho de que los genes de un organismo tienen un efecto pleiotrópico. Es decir, que un mismo gen puede tener varios efectos aparentemente independientes en las características (fenotipo) de un individuo. Por lo tanto, un mismo gen puede tener efectos positivos en unas características, y negativos en otras. De esta forma, la selección natural actuará sobre este gen en función del balance entre las ventajas y desventajas que proporcione al individuo. Si las ventajas superan a las desventajas, el individuo tendrá mayores probabilidades de reproducirse y producir descendencia, con lo que el gen en cuestión será seleccionado.

Ahora bien, consideremos un caso especial: un gen que aporte ventajas en edades tempranas y desventajas en la vejez. Por ejemplo, que aumente las probabilidades de sobrevivir en la juventud a quien lo posea, pero que lo haga envejecer más pronto. La hipótesis de la pleiotropía antagónica propone que este tipo de genes serán seleccionados a lo largo de la evolución, a pesar de sus efectos negativos en edades tardías, ya que ofrecen ventajas para la reproducción. Dicho de otra forma, que la selección natural actúa priorizando la supervivencia y la reproducción durante la juventud, en detrimento de la vejez, sobre la que actúa con menor fuerza.

Las consecuencia, tales mutaciones están recibiendo constantemente refuerzos, y con el tiempo se convierten en parte de nuestro ADN y el ADN de casi todas las especies de la Tierra.
Por ejemplo, las mutaciones que aumentan la producción de hormonas sexuales, aumentan la libido, que está bien para la reproducción, pero en una edad posterior puede causar cáncer de las gónadas. Pero la selección natural es, en general, no importa, porque todos estos problemas se producen después de que el cuerpo pierde su capacidad reproductiva, y la mayoría de los animales hasta ese momento simplemente no viven en condiciones de vulnerabilidad. Esta teoría se demostró matemáticamente, pero no hubo una prueba real de la existencia de genes pleiotrópicos de este tipo. Ahora lo es. El artículo sobre la investigación fue publicado en la revista Genes & Development.

Los investigadores del Instituto de Biología Molecular de Maguncia hicieron un gran descubrimiento. Ellos encontraron que los genes que controlan el proceso de autofagia, que es esencial para la supervivencia celular, mantienen la salud y la condición corporal óptima en los gusanos jóvenes, pero comienzan el proceso de envejecimiento en los períodos posteriores de la vida. "Hemos encontrado una serie de genes implicados en la regulación de la autofagia, que aceleran el proceso de envejecimiento", dice el Dr. Holger Richley, líder del estudio. Y estos resultados son sorprendentes, ya que la autofagia es crucial para el buen funcionamiento de la célula, e incluso hay evidencia de que puede salvar la salud de una persona si sería extremadamente moderado en el comer.

Esto, por cierto, también es cierto, ya que los ratones jóvenes participaron en el experimento con hambre, pero a los organismos antiguos la restricción en los alimentos, al parecer, no ayuda mucho. La autofagia se ralentiza con la edad y, como muestra la investigación del Dr. Richley, se desmorona completamente en los organismos antiguos. Pero entonces sucedió lo más interesante.

Anteriormente, los biólogos pensaban que el proceso de autofagia es siempre útil, incluso si no está trabajando a plena capacidad, pero los científicos de Mainz desactivaron por completo en los gusanos mediante la desactivación de varios genes clave en el proceso, y como resultado de la vida del gusano extendida.
"Mostramos que cuando el proceso de autofagia se desestabiliza, produce consecuencias negativas muy graves, y es mejor apagarla por completo", dice Richley. - Es una clásica pleiotropía antagonista. En los gusanos jóvenes, la autofagia funciona normalmente y es vital para alcanzar la madurez, pero después del final del período reproductivo, comienza a funcionar mal y comienza el proceso de envejecimiento. Además, Richley junto con el equipo fueron capaces de rastrear la fuente de señales que aumentan la vida útil, a un tejido específico en el cuerpo.

Y estaba en neuronas. Desactivando la autofagia en neuronas de viejos gusanos, los científicos no sólo podían prolongar su vida, sino también mejorar significativamente su salud. Por otra parte, los científicos han desactivado la autofagia sólo en las neuronas, pero la mejora ha llegado para todo el organismo, y la vida útil de los gusanos ha aumentado en un 50%. El Dr. Jonathan Byrne, coautor del estudio, dice: "Hemos probado sólo el 0,05% de todos los genes del gusano, lo que significa que estos genes de envejecimiento podrían ser mucho más". La desactivación de tan sólo 30 genes ya ha mostrado resultados tan sorprendentes que permitieron que el mismo Byrne dijera: "De hecho, el envejecimiento es un error evolutivo".




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