La biología del envejecimiento y el Límite de Hayflick
Comprender la base del envejecimiento y la senescencia (también llamada muerte celular programada) de los organismos multicelulares es uno de los grandes desafíos a los que se ha enfrentado la Biología. Puede que te hayas planteado alguna vez si sería posible vivir indefinidamente. En este artículo vas a ver que eso viene determinado por procesos de índole tanto molecular como energética. A pesar de esto (y por desgracia para muchos), hay poco margen de maniobra en la extensión de nuestra longevidad, por un concepto llamado «límite de Hayflick». ¡Sigue leyendo!
¿Por qué envejecemos? ¿Qué son los telómeros?
Nuestras células se dividen gracias a un proceso de proliferación celular en el que una célula duplica su material genético (es decir, nuestro ADN compactado en unas estructuras llamadas cromosomas) y sus orgánulos para dar lugar a una célula hija, repartiendo equitativamente ese contenido entre ambas.
Los cromosomas contienen las unidades de la herencia: los genes. Y cada gen contiene la información para dar lugar a una proteína que, a su vez, lleva a cabo una función dentro de la célula. La información genética está constituida por millones de bases (adenina, guanina, timina, citosina) que sirven de código para una replicación fidedigna, lo cual asegura la estabilidad genómica y las funciones celulares y, por tanto, el futuro de la célula (Foto 1).
Foto 1. La información genética está compactada en los cromosomas dentro del núcleo de las células. Se aprecian los telómeros en los segmentos terminales de los cromosomas (en rojo). Fuente: https://www.unsplash.com
Sin embargo, este complicado proceso de división celular al que se enfrentan nuestras células no es infalible. Para que lo visualices de manera fácil, imagina los cromosomas como los cordones de unos zapatos y los extremos de los cromosomas (llamados telómeros) como las puntas revestidas de los cordones, que los protegen para evitar su deterioro. La longitud de esas estructuras terminales protectoras del ADN, los telómeros, determina nuestra longevidad. Y el problema está en que los extremos de los cromosomas se van erosionando en cada replicación.
¿Cómo pueden los telómeros condicionar nuestra edad máxima?
Esto se explica debido a que estas estructuras protegen a los cromosomas para que la información genética que contienen se transcriba de forma correcta en cada división celular.
Como hemos mencionado, a medida que envejecemos la longitud de los telómeros disminuye, se produce un acortamiento de estos, y si es así, se reducen las bases del ADN y eso imposibilita la división celular.
Esta es la base del bien conocido «Límite de Hayflick», que determina el número máximo de veces que se pueden dividir nuestras células. Se ha observado que nuestras células pueden sufrir como máximo, aproximadamente, 60 generaciones de división celular. Si nos paramos a pensar, eso nos pone un tope rígido a nuestra longevidad independientemente del estado en que se encuentre el organismo, ya que nuestras células una vez llegado este límite, detendrán su división.
¡Pero no todo está perdido! Existe un mecanismo intrínseco de reparación de estos fragmentos terminales en el que participa la enzima telomerasa. Esta enzima sintetiza telómeros, los regenera. Se demostró en 1998 que era capaz de «extender la vida útil de las células de tejidos vivos e inmortalizar las células somáticas humanas».
Sorprendentemente, hay animales que desafían el límite de Hayflick. Veamos algunos ejemplos. Por un lado, una especie de medusa, Turritopsis dohrnii, también conocida como medusa inmortal (Foto 2) puede volver a su estado juvenil (mediante un proceso llamado transdiferenciación) y perpetuarse en un ciclo continuo de envejecimiento y rejuvenecimiento.
Foto 2. Turritopsis dohrnii o medusa inmortal. Fuente: https://www.pexels.com/
Por otro lado, se ha observado que las células de las langostas no presentan senescencia (es decir, no envejecen). ¡Estos animales presentan una gran concentración de enzima telomerasa lo cual les permite mantener el ADN intacto!
¿Qué estrategias se plantean para desafiar el límite de Hayflick?
La búsqueda del elixir de la eterna juventud suscita gran interés tanto a nivel científico como social. Las estrategias que se plantean pasan por o bien ralentizar el acortamiento de los telómeros o bien regenerarlos de manera artificial.
Se llevaron a cabo intentos de activación de la enzima telomerasa para regenerar los telómeros, pero se vio que esto podría alterar la homeostasis de las poblaciones de los tejidos, es decir, provocar una superpoblación de células y favorecer la aparición del cáncer.
Aunque a día de hoy no disponemos de una terapia telomérica segura, una de las opciones en auge que se cree que ayuda a prolongar la vida es bajar el ritmo metabólico, y con ello, la tasa de divisiones celulares de nuestro organismo. Esto es, reducir el número total de divisiones celulares y, con ello, ¡ahorrar telómeros! Es en este contexto que la restricción calórica con nutrición óptima –posiblemente en la forma de ayunos regulares- provee una posibilidad terapéutica demostrada. ¡Y ya hay animales que copian este ayuno, los tardígrados!
Los tardígrados: un ejemplo de freno al envejecimiento
El tardígrado, también llamado oso de agua (Foto 3), puede vivir en condiciones extremas de temperaturas, presión y radiación. Curiosamente, en condiciones adversas en ambientes hostiles, son capaces de reprogramar su metabolismo para entrar en una forma de hibernación, donde pueden permanecer por tiempo indefinido. Se dice que caen en un sueño profundo que detiene los rasgos de envejecimiento en su cuerpo.
Foto 3. Tardígrado u oso de agua. Fuente: https://www.pexels.com/
CONCLUSIÓN
Ahora si alguien te pregunta por qué envejecemos, puedes responder que la culpa la tienen nuestras células que van perdiendo su capacidad para replicarse impecablemente debido al acortamiento de los telómeros. Sin embargo, existen otros factores involucrados en la muerte celular programada más allá de la destrucción de los telómeros (estilo de vida, por ejemplo). Lo que parece que está claro es que mientras los humanos teman a la muerte, siempre habrá investigación para superar estos obstáculos naturales a nuestra inmortalidad celular.
Este artículo ha sido redactado por el equipo de Microbacterium.es de forma exclusiva para Dciencia. Artículo redactado por Cristina Ros Carrero y editado por el equipo de Microbacterium.es , que forma parte de sharescience.es
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BIBLIOGRAFÍA
https://ocw.unican.es/mod/page/view.php?id=286
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