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¿Qué es el envejecimiento celular?

¿Qué es el envejecimiento celular?

Las células de nuestro organismo sufren un proceso constante de renovación a lo largo de toda nuestra vida. En un estado de salud plena, la renovación celular implica la producción de nuevas células sanas iguales genéticamente a la célula madre para sustituir a las dañadas. Pero cuando este proceso de renovación empieza a fallar, las nuevas células dejan de replicarse idénticamente y comienzan a sufrir mutaciones, lo que puede dar lugar a fallos funcionales que se conviertan en enfermedades graves y, finalmente, en la muerte.

Índice

¿Por qué envejecemos?

El envejecimiento es la acumulación de todos los cambios involutivos e irreversibles que se producen en un organismo con el paso del tiempo y que llevan a fallos homeostáticos incompatibles con la supervivencia.

El envejecimiento está asociado con dos procesos que se superponen y que finalmente llevan a la muerte del organismo: la degeneración progresiva de las células y la pérdida de la capacidad regenerativa. La homeostasis mitótica permite que las células dañadas sean reemplazadas preservándose así la integridad funcional de tejidos y órganos. Sin embargo, en el envejecimiento este balance se inclina hacia la degeneración.

No es exactamente lo mismo que senescencia, un concepto que alude al conjunto de cambios involutivos (morfológicos, bioquímicos y funcionales) que ocurren en las fases finales de la vida y que conducen a la muerte. Así, el envejecimiento puede empezar desde edades tempranas, mientras que la senescencia tiene lugar en la tercera edad.

El daño provocado a nivel celular a causa del paso del tiempo es el causante de la aparición de las enfermedades relacionadas con la edad. Por eso, es fundamental entender los cambios que se producen en las células a lo largo de nuestra vida.

Cambios que se producen en las células el envejecer

• Daño de las membranas celulares, con alteración en la distribución de fosfolípidos y colesterol.

• Aumento de las uniones covalentes entre las fibras de colágeno, disminuyendo solubilidad de esta molécula).

• Aumento del calcio extracelular.

• Aumento del hierro y del potasio intracelular.

• Disminución del volumen de células.

• Disminución de la respiración celular.

• Disminución de sistemas enzimáticos (fosfatasas ácidas, fosfatasas alcalinas, esterasas).

• Acumulación de pequeñas gotas de lípidos.

• Acumulación de lipofucsina (pigmento del envejecimiento celular).

Teorías del envejecimiento celular

Existen 2 tipos de teorías sobre el envejecimiento celular:

- Teorías estocásticas: se basan en una serie de variables aleatorias que hacen que este fenómeno sea producto del azar. Según estas teorías, el envejecimiento se produce por la acumulación fortuita de acontecimientos perjudiciales debido a la exposición de factores exógenos adversos.

- Teorías deterministas: en este caso se basan en un número limitado de variables conocidas que evolucionan exactamente como se espera de ellas. No se basan en el azar. Dentro de estos dos grupos, podemos encontrar diversas teorías:

1. Mutación somática. Esta teoría fue propuesta por Szilard en 1959, el cual predijo que el envejecimiento ocurre como un resultado de la acumulación de mutaciones en el ADN nuclear de las células somáticas. Seguida por otros autores, sostienen que la causa fundamental del envejecimiento es una inestabilidad del genoma mitocondrial por una falta de equilibrio entre la reparación mitocondrial y el efecto desorganizador de los radicales de oxígeno. De este modo, las células privadas de la capacidad de regenerar sus poblaciones mitocondriales sufrirán una disminución irreversible en su capacidad para sintetizar ATP, provocando la degradación senescente del funcionamiento fisiológico y la apoptosis de las mismas.

2. Gerontogenes. En este caso se cree que la causa es la desnaturalización de las largas cadenas de ADN helicoidal de los cromosomas del núcleo celular, donde se ubican los genes encargados de generar proteínas.

La teoría de los gerontogenes y el Reloj Biológico está sustentada por el reconocimiento y mapeado de los genes responsables de la enfermedad de Alzheimer. Según la hipótesis del Reloj de la Mortalidad, el Reloj Biológico, la mortalidad es el resultado de la presión de la selección sobre la máquina molecular que acorta la replicación y la extensión de la vida.

3. Soma desechable. Formulada por Thomas Kirkwood a finales de los años 70 y posteriormente desarrollada por él mismo y el eminente genético Robin Holliday, propone que el envejecimiento se debe a limitaciones que han surgido en el mantenimiento somático y la reparación debido a la competición que tiene con ellas la reproducción. Kirkwood y Holliday consideraron la dicotomía entre la línea germinal y el soma como resultado de un dilema entre la supervivencia y la reproducción. Por lo tanto, envejecemos a causa de la acumulación de daño en las células y tejidos.

Los principales genes que determinan la longevidad y la tasa de senescencia son genes que especifican los niveles de funciones de mantenimiento (Genes de reparación de ADN, enzimas antioxidantes, proteínas de estrés, etc.)

4. Radicales libres: melatonina. Teoría fue propuesta por Denham Harman en 1956, la cual postula que el envejecimiento resulta de los efectos perjudiciales fortuitos causados a los tejidos por la reacción de los radicales libres.

Los radicales libres son moléculas que han perdido un electrón, por lo que intentan estabilizarse robando un electrón de cualquier otra molécula que encuentren a su paso, mediante un proceso conocido como oxidación. En el momento que lo consiguen, generan un nuevo radical libre, de modo que se produce una reacción en cadena, que favorecerá el daño de un gran número de células.

Los radicales libres reactivos formados dentro de las células pueden oxidar biomoléculas y conducir a muerte celular y daño tisular. Las reacciones perjudiciales de los radicales libres se producen sobre todo en los lípidos, los cuales son los más susceptibles.

La teoría de los radicales libres incide en que el principal problema del envejecimiento es la acumulación, lenta, pero progresiva, de radicales de oxígeno y de nitrógeno en el organismo. La mitocondria, alterada por el estrés oxidativo, es incapaz de mantener la demanda de energía de la célula, dando lugar a una mayor producción de radicales libres. Ambos procesos, déficit de producción de ATP y aumento de radicales libres, pueden desencadenar la apoptosis.

Por otra parte, la melatonina, una indolamina producida por varios tejidos del organismo humano, es un excelente antioxidante que depura radicales hidroxilo (HO•) y peróxido de hidrógeno (H2O2) preferentemente. Además, aumenta la actividad y expresión de los enzimas dependientes del glutation, y disminuye la actividad y expresión de la iNOS, reduciendo los peroxinitritos.

La actividad antioxidante de la melatonina y su potenciación de los enzimas redox hace de esta molécula única en términos de actividad antioxidante. La melatonina protege normalmente las células de los radicales libres, pero algunos de ellos escapan produciendo un daño significativo en las células. Además, la reducción de la melatonina con la edad promueve envejecimiento al reducir la función neuroendocrina y la eficiencia del sistema inmune.

Por eso, la melatonina contrarresta el exceso de radicales libres producidos durante la actividad mitocondrial y depura aquellos que pueden dañar a la mitocondria.

5. Acortamiento cromosómico. Las células no replican completamente sus cromosomas durante cada división celular, de forma que ciertas secuencias acaban perdiéndose después de un cierto número de replicaciones. Ciertas secuencias situadas en los telómeros de los extremos de los cromosomas no se replican del mismo modo que el resto del genoma, sino que son añadidos posteriormente por un proceso regulado por un complejo enzimático denominado telomerasa. Eso hace que el tamaño de los telómeros disminuya a medida que envejecemos, lo que provoca cambios en nuestra fisiología.

¿Qué factores provocan el envejecimiento celular?

Aunque el proceso de envejecimiento es inevitable para todos los seres vivos, existen algunos factores extrínsecos -responsables de más del 65% de la variabilidad entre individuos- que pueden acelerar este proceso:

- hábitos poco saludables como el tabaco, el consumo de alcohol

- una dieta rica en azúcares y productos ultraprocesados

- alta exposición a los químicos o radiación solar

- polución ambiental

- vida sedentaria

- altos niveles de estrés y ansiedad

- enfermedades crónicas (diabetes, ateroesclerosis, hipertensión, hipercolesterolemia, etc.)

- educación y trabajo

- relaciones sociales

- vivienda

- condiciones sanitarias y calidad de los sistemas de atención de salud

También está condicionado por una serie de factores intrínsecos, como la genética, la raza, el sexo, la historia familiar, la inteligencia y la personalidad.

¿Cómo retrasar el envejecimiento?

Por lo tanto, dado que no podemos influir en nuestra genética, raza o sexo, lo que debemos hacer es cuidar nuestro estilo de vida, alimentación y el ambiente en el que vivimos para retrasar este proceso de muerte celular que lleva al envejecimiento tanto externo como interno de nuestro organismo y, finalmente, a la muerte.

Algunos consejos a seguir son una dieta con restricción calórica, cuyos experimentos en ratas y primates han logrado aumentar su supervivencia al disminuir la glicosilación. En mamíferos, la restricción calórica es el único método ampliamente validado que logra extender la vida y posponer la senescencia.

También se deben evitar los trabajos por turnos, relacionados con el aumento de la fatiga, los accidentes y enfermedades crónicas como enfermedad coronaria. Según un estudio realizado por Tepas, habría un límite de tolerancia en la vida de las personas sobre el cual el trabajo por turnos ya dejaría de ser seguro desde el punto de vista de riesgo laboral y salud ocupacional.

Como decíamos, se debe evitar el tabaquismo, controlar el índice de masa corporal y hacer ejercicio físico con regularidad. Aquellos sujetos con malos hábitos en la edad media de la vida, tienen mayor discapacidad en la edad avanzada. Mientras que la esperanza de vida se alarga entre 5 y 10 años si tienes buenos hábitos de vida.

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Ideas clave

  • El envejecimiento está asociado con dos procesos: la degeneración progresiva de las células y la pérdida de la capacidad regenerativa.
  • Existen diversas teorías que explican por qué ocurre el envejecimiento: mutación somática, gerontogenes, soma desechable, radicales libres ya cortamiento cromosómico.
  • Existen diversos factores intrínsecos (genética, raza) y extrínsecos (dieta, estrés, contaminación, actividad física, tabaquismo...) que influyen en el envejecimiento de una persona.
  • Controlar estos factores nos permitirá vivir más. 

Fuente:

  • ARS Médica. Revista de estudios médicos humanísticos. “Bases moleculares y células del envejecimiento”.
  • Lic.Gilberto Pardo Andreu y Dr. René Delgado Hernandez. Revista cubana de investigaciones Biomédicas. “Senescencia celular y envejecimiento”.
  • Envejecimiento: causa, mecanismos y regulación, A. Ruiz Torresa. Revista Española de Geriatría y Gerontología. Vol. 36. Núm. S5. páginas 13-19 (Diciembre 2001).

Redacción: Irene García

Supervisión editorial: Tomás Duraj

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