martes, 12 de marzo de 2013

Jugar a dioses



El ser humano ha anhelado siempre ser inmortal y ahora quiere ser capaz de fabricar vida en el laboratorio. Este empeño puede llevarle a sentirse un dios todopoderoso  o, por contra, a terminar de convencerse de que los dioses son sólo producto de nuestra imaginación y que la vida surge directamente de la materia inerte debidamente ordenada.

¿Es posible la inmortalidad?

En la naturaleza hay algún ejemplo de inmortalidad. Es, en cierta manera, inmortal nuestra línea germinal, porque pasa de generación en generación, aunque con cambios,  mientras que nuestra línea somática, es decir, nuestros cuerpos desaparecen por completo. Y son realmente inmortales las bacterias, porque básicamente son todo línea germinal (una molécula circular de ADN) que se multiplica sin reproducción sexual. El “alma” desde luego no tiene nada de inmortal, porque la sensación de trascendencia que podríamos asimilar a la idea etérea de “alma” sabemos que se ubica en el cerebro, como subproducto del desarrollo de la inteligencia, y el cerebro es tan perecedero como el resto de nuestro cuerpo serrano y pluricelular.

Lo que a nosotros nos preocupa en realidad es la inmortalidad de nuestro soma. No nos basta con seguir viviendo una segunda vida a través del “hardware” de nuestra descendencia, portadora de una mitad haploide de nuestro “software”. ¿Es eso posible? Bueno, que sepamos, no exactamente. La mayor parte de las células humanas se pueden dividir a lo largo de la vida unas 50 veces (es el denominado límite de Hayflick); es decir, nuestro cuerpo viene con fecha de caducidad al mundo, lo que hace imposible que, en cualquier caso, vivamos más allá de los 125 años (1). De todos modos 50 mitosis es un número muy elevado de divisiones y normalmente nos morimos antes debido a la pérdida de funcionalidad de nuestro organismo con el tiempo, o sea, debido al proceso de senescencia o envejecimiento. Así que la pregunta de la inmortalidad queda respondida con un no y en realidad se traslada a…

¿Es posible vivir sin envejecer?

En este caso la respuesta parece ser un sí y la ciencia avanza al respecto a un ritmo veloz de modo que en el futuro será posible probablemente llegar a una edad avanzada (tener una elevada longevidad individual o una alta esperanza de vida visto a nivel poblacional) en un estado físico bastante bueno y finalmente morir. ¿Cuáles son las claves para conseguir esto? Veamos. Nuestras células somáticas (los trillones de células eucariotas que componen nuestro cuerpo) tienen núcleo y citoplasma y ambas componentes son importantes en el proceso de envejecimiento.

A nivel del citoplasma celular, la célula envejece por pérdidas involuntarias de oxígeno en el proceso de combustión de los alimentos a nivel de las mitocondrias, que acaba oxidando las células

Daños en el citoplasma

En el citoplasma cada célula cuenta con unos cientos de mitocondrias, que son equivalentes a plantas generadoras de energía. Curiosamente nuestro organismo tiene una única bomba (el corazón) o dos únicas depuradoras (los riñones) pero en lugar de tener una única planta de generación de energía tiene muchas minicentrales dispersas en el interior de cada célula. Las mitocondrias producen energía quemando el alimento que ingerimos, es decir, combinándolo con el oxígeno que extraemos del aire (que cuenta con un 21% de este elemento) que es transportado a cada célula por la hemoglobina de los “glóbulos rojos”. Pero en el proceso de quemado hay una pequeña proporción de oxígeno que no se quema y que acaba generando radicales libres, muy reactivos. Cada mitocondria de cada célula sufre miles de ataques por estas sustancias a cada minuto. Hay mecanismos de reparación del daño producido sobre el ADN de las mitocondrias pero estos mecanismos funcionan mucho mejor durante la juventud simplemente porque la evolución por selección natural ha hecho que nuestro soma sea considerado desechable después de pasar nuestra edad reproductora. El caso es que con los años los daños citoplasmáticos se van acumulando por acción de los radicales libres incontrolados (¡los radicales controlados tienen funciones muy útiles de señalización durante la juventud por cierto!). Por ejemplo activan los fibrocitos para favorecer la cicatrización.

Las células tienen dos estrategias secuenciales muy curiosas cuando esto pasa: 1) clausuran la planta energética por completo, autodestruyendo las mitocondrias y 2) si llega a haber muchas mitocondrias dañadas directamente destruyen la célula entera. Es la llamada apoptosis o muerte celular programada en la que las células son desmontadas y fagocitadas limpiamente. Al destruirse muchas células obviamente los tejidos y órganos acaban deteriorándose ya que están compuestos de células. El cáncer se debe precisamente a que algunas células son capaces de escapar a la apoptosis y se dividen sin cesar de manera incontrolada. La apoptosis por tanto tiene un papel positivo también. Es algo similar a lo que ocurre con la pérdida de memoria. ¿Podéis imaginar que sería de nosotros o de cualquier animalillo si recordase exactamente cada detalle que observa cada día?

Es decir, y esto es muy importante, NO existe un programa de envejecimiento del cuerpo humano. El malfuncionamiento de los órganos que se asocia a la senectud es simplemente un subproducto de la acumulación de daños y de la destrucción de células, en un organismo que lucha por vivir hasta el último segundo e incluso después de muerto (2). Imagina las neuronas del cerebro. Si sus mitocondrias claudican y van perdiéndose neuronas individuales el cerebro empieza a reducir su volumen y a fallar. Y lo malo es que, como ya sabemos, al contrario de la mayoría de las células somáticas las neuronas no se dividen, aunque son longevas, pudiendo vivir más de 100 años.

No se sabe bien cómo evitar que se generen radicales libres, ni como eliminarlos. Pero sí se sabe que las sustancias que contienen antioxidantes, como las vitaminas C, E y el caroteno, reducen los efectos negativos (los daños celulares) de los radicales libres. Los científicos que trabajan en biomedicina buscan hoy en día sustancias que actúen de “basureras” de las mitocondrias, pero aún no las han encontrado. Y piensan que este proceso de oxidación y suicidio celular programado es lo que podría estar detrás de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer o el Parkinson o incluso de la diabetes.La senescencia sería por tanto una consecuencia inevitable de a) vivir en una atmósfera oxidante fabricada por las cianobacterias de hace tres mil millones de años que hace sencillamente que nos oxidemos como una pieza de hierro y b) tener mecanismos celulares “imperfectos”, porque en la historia de la vida en este planeta basta que las cosas funcionen (y no que funcionen óptimamente) para llegar a reproducirnos.


Daños en el núcleo

La segunda causa de envejecimiento son las mutaciones que tienen lugar sobre todo en el interior del núcleo (en lugar de en el citoplasma) y afectan, especialmente al ADN nuclear (ADNn). Las mutaciones allí se dan también más a menudo a medida que pasan los años porque el extremo de los cromosomas (un ADN empaquetado que no codifica para la síntesis de proteínas llamado telómero), se acorta con cada división celular, con cada mitosis. Los telómeros son una especie de tapones protectores que, cuando se extinguen, dejan al ADNn indefenso ante los ataques externos, como los causados por la radiación ultravioleta. También es verdad que los buenos hábitos (ejercicio y buena comida) hacen que los telómeros se pierdan a menor velocidad, de modo que puede haber gente con una edad cronológica de 80 años que tenga en realidad una edad biológica de 50 y al revés también. En el futuro próximo vamos a oír hablar de los telómeros hasta la saciedad, para bien o para mal.

Envejecimiento en la naturaleza

En la naturaleza la senescencia es algo común también, aunque las aves (y curiosamente también los murciélagos) se escapan bastante a esa lacra debido a que por su particular fisiología, ajustada a las necesidades del vuelo, sufren 10 veces menos fugas de radicales libres. ¡¡¡Las palomas pueden llegar a vivir 20 años, lo cual es 4-5 veces más de la longevidad de una rata!!! (3). Al parecer las aves (y los murciélagos) tendrían unas mitocondrias más eficientes a nivel celular, con menos fugas de oxígeno durante el proceso de combustión de oxígeno. A nivel del núcleo celular sí parece que se reduce la longitud de los telómeros con el aumento de esfuerzo reproductor que se produce a lo largo de la vida pero, curiosamente, el bajo porcentaje de individuos que llega a viejo (del cual depende el grueso del crecimiento de la población) no padece recorte en los telómeros con el tiempo. La longevidad y la reproducción tienen un coste pero hay individuos que son capaces de librarse de ellos. 

La senescencia está bien documentada sin embargo en mamíferos como el león o los babuinos (y también el caso de invertebrados como los saltamontes) para los que tanto la probabilidad de supervivencia como la fecundidad van decreciendo paulatinamente a medida que pasa el tiempo, como pasa con nosotros. A veces es difícil observar sus efectos, porque resulta complicado seguir sobreviviendo ahí fuera cuando los efectos de la senectud avanzan. De hecho es más fácil encontrar senescencia en animales salvajes criados en cautividad, o trasladados a condiciones de cautividad, lejos de las presiones de selección de la naturaleza. La longevidad potencial es por regla general mayor que la longevidad observada en condiciones naturales. Todos sabemos que nuestros perros llegan a los 20 años con muchas dificultades para andar los pobres. Una longevidad tal sería impensable en un lobo salvaje, del que los perros son la versión domesticada. Un elefante silvestre no suele vivir más de 65 años, pero en cautividad puede superar los 80 (1). Nuestra especie sin embargo desarrolló desde antiguo (4) estrategias sociales de mantenimiento de los ancianos humanos, que incluían incluso proporcionarles comida previamente masticada, en parte (pero no sólo seguramente, porque también cuentan nuestros sistemas éticos y nuestros sentimientos) porque los abuelos han jugado históricamente un papel relevante en la crianza de la prole en las tradicionales familias extensas y por tanto en el aumento de la fitness de los individuos que los cuidaban.



Las aves procelariformes tienen el secreto de la longevidad. Algunas especies tan pequeñas como el paiño europeo (Hydrobates pelagicus) de la foto pueden llegar a vivir 40 años lo cual es una auténtica anormalidad comparado con aves de igual talla de otros grupos y con mamíferos de igual talla. 

¿Es posible fabricar vida?

Bien mirado todas las máquinas que inventamos no son sino intentos burdos de copiar la naturaleza. Las depuradoras son intentos de riñones y las bombas de corazones; las plantas de generación de energía emulan a las mitocondrias y las placas solares a los cloroplastos. Los ordenadores por supuesto tratan de reemplazar a nuestro órgano pensante, esa “maravillosa chapuza” que nos hace lo que somos. En el fondo, el ser humano quiere fabricar otro ser humano pero con sus manos, teniendo pleno control. A partir del barro, como los dioses. Hasta ahora los intentos de fabricar vida han fracasado estrepitosamente. En la década de los 50 parecía, tras el famoso experimento de Stanley Miller, que en poco tiempo se llegaría a fabricar proteínas a partir de una sopa de agua y elementos químicos básicos sujetos a calor y potentes descargas eléctricas, pero no se ha pasado de conseguir aminoácidos, los bloques constituyentes de las proteínas. Las recientes (2010) noticias de fabricación artificial de una célula no dejan de ser sensacionalismos mediáticos. Los autores de ese logro en realidad replicaron artificialmente el ADN de una bacteria y lo introdujeron en una célula de otra especie bacteriana a la que se había retirado su ADN. El nuevo ADN insertado se apoderó rápida y completamente de la célula vacía y empezó a expresar proteínas propias, convirtiendo a la célula anterior en un organismo diferente al original. El ADN fue sintetizado artificialmente pero toda la maquinaria celular para permitir la fabricación de proteínas era perfectamente natural. Así que no es justo llamar a esto la primera célula artificial.

Así pues, y resumiendo el futuro de nuestras ambiciones: 1) no somos capaces de fabricar vida (si no es reproduciéndonos claro), 2) no podemos pasar el límite biológico de los 125 años y c) sí podremos probablemente evitar el deterioro asociado al paso de los años y llegar a la muerte de una manera digna, ¡al modo de las aves!

Referencias citadas 

(1)   Mosterín, J. 2008. La naturaleza humana. Austral.
(2)   Punset, E. 2004. Cara a cara con la vida, la mente y el universo. Editorial Destino.
(3)   Lane, N. 2008. Los diez grandes inventos de la evolución. Ariel.
(4)   Arsuaga, J.L. 2002. Los aborígenes: la alimentación  en la evolución humana. RBA libros
(5) Bauch, C. et al. 2012. Telomere length reflects phenotypic quality and costs ofd reproduction in a long-lived seabird. Proceedings of the Royal society of London B 276:3157-3165.

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