¿Por qué la gente envejece?
Durante los últimos cientos de años, la esperanza de vida humana promedio ha aumentado constantemente en las sociedades modernas, pero la esperanza de vida máxima no. Hace cientos de años, algunas personas podían vivir hasta los 115 años, y este récord no se ha superado hoy. Todos los milagros de la medicina y los avances en salud pública no han logrado elevar este límite. Si la vejez fuera una enfermedad, parecería incurable.
Técnicamente señalamos que el problema de la vejez no es el aumento de la edad desde el nacimiento, sino el deterioro y deterioro de las condiciones físicas en la vejez. El envejecimiento no es un proceso aislado, sino que se manifiesta como un aumento gradual de la susceptibilidad a una variedad de enfermedades y una disminución general de la capacidad de reparar daños.
El envejecimiento ha causado tantos estragos en nuestra salud, entonces, ¿por qué la selección natural no los ha eliminado? Esta posibilidad es anormal porque el envejecimiento es una parte inevitable de nuestra experiencia.
Además, nuestro cuerpo requiere mucho mantenimiento: la piel y las células sanguíneas deben reemplazarse cada pocas semanas, y los dientes deben reemplazarse una vez en la vida, pero ¿por qué no seis veces en la vida como? un elefante? El tejido hepático dañado se puede reemplazar rápidamente y la mayoría de las heridas sanan rápidamente. Las fracturas pueden sanar y los trozos perdidos de piel, hueso y tejido hepático pueden reponerse, pero algunos tejidos, como el corazón y el cerebro, no pueden regenerarse; A algunas criaturas, como los lagartos, les cortan la cola e inmediatamente les empiezan a crecer otras nuevas. Nuestros cuerpos también tienen cierta capacidad para reparar daños y reemplazar piezas perdidas, pero esta capacidad es limitada. El cuerpo no puede sostenerse a sí mismo indefinidamente. ¿por qué no?
Para la mayoría de nosotros, un día después de cumplir 45 años, de repente nos damos cuenta de que no podemos leer las palabras con claridad a menos que enderecemos la mano que sostiene el libro. Para entonces ya había perdido mucho cabello o tenía muchas canas y tenía arrugas en la cara, pero estos cambios eran más fáciles de negar que la dificultad de sostener un libro derecho con la mano. Las fiestas de cumpleaños número 50 suelen ser desagradables. Algunas personas que recomiendan con entusiasmo el agua mineral mencionarán algunos problemas sensibles, como pérdida de memoria, enrojecimiento facial, impotencia, etc. Sabemos muy bien qué es, pero pocos saben que el proceso de envejecimiento comienza muy temprano. El envejecimiento no comienza a los 40 o 50 años, sino que es un proceso gradual que comienza poco después de la pubertad. Si eres un atleta, no es necesario tener 40 años para haber superado tu edad de máximo rendimiento. Los adultos tienen la mejor movilidad en los primeros años de vida y luego disminuyen a un ritmo que se acelera gradualmente. Esta disminución es un signo de envejecimiento. Es cierto que mucha gente corre rápido a los 40 años, pero no tanto como él a los 30 años. En otras palabras, si perseguir alces o evitar tigres es un factor desventajoso y relativamente desventajoso.
El envejecimiento es el primer misterio de la evolución. Cualquier explicación debe involucrar los fenómenos que acabamos de discutir.
Algunas personas piensan que el envejecimiento debe ser bueno para la especie. El envejecimiento es necesario para dejar espacio a las nuevas generaciones para que la evolución pueda mantener la adaptabilidad de las especies a los cambios ecológicos. Esta visión ya va por detrás de la posición del darwinista Weismann del siglo XIX. Escribió en 1881: "La eliminación de algunos individuos no sólo es inútil para la especie, sino incluso perjudicial, porque reemplazan a individuos mejores. Así, a través de la selección natural, nuestros hipotéticos individuos inmortales disminuirán porque son reemplazados por muchos. individuos inútiles."
Abandonó esta suposición errónea después de enterarse de que la selección natural no actúa en beneficio de la raza, sino generalmente sólo en beneficio del individuo. Entonces necesitaba otra explicación. Cuando se enteró de que sus colaboradores del Proyecto de Evolución y Comportamiento Humano de la Universidad de Michigan llevaban mucho tiempo buscando explicaciones evolutivas del envejecimiento, se rieron y preguntaron por qué no conocían el artículo de 1957 sobre el envejecimiento escrito por el biólogo George Williams.
El artículo de Williams explica en profundidad por qué la selección natural deja genes que causan el envejecimiento como proponen los biólogos Haldane y Maidawa. Ya en 1942, Haldane había dejado claro que los genes con efectos nocivos después de la edad reproductiva máxima no serían eliminados por selección natural.
Esta es una gran mejora, pero no explica por qué debería detenerse la reproducción. En 1946, Medawar explicó además que el poder de la selección natural disminuye más adelante en la vida porque muchos individuos han muerto por causas distintas al envejecimiento.
Podemos imaginar fácilmente que la selección genética dará prioridad a los animales jóvenes, ciertamente en desventaja para los animales más viejos, y en desventaja para estos animales jóvenes cuando crezcan. Uno o más genes que promueven el envejecimiento se propagan por la población en muchas condiciones que pueden explicarse numéricamente. Una razón sencilla es que favorece a los animales más jóvenes, que como grupo hacen una contribución relativamente grande a los ancestros de grupos futuros.
Williams amplió estas ideas a una teoría nutricional de los genes del envejecimiento. Un gen es multifuncional si tiene más de una función. Supongamos que hay un gen que puede cambiar el metabolismo del calcio, promover la absorción y la deposición de calcio y acelerar la curación de las fracturas, pero el mismo gen también precipitará lentamente el calcio y lo depositará en la pared de la arteria; Es probable que estos genes hayan quedado atrás debido a la selección natural. Debido a que muchas personas se benefician de él cuando son jóvenes, sólo unos pocos viven lo suficiente como para comprender sus desventajas como causa de enfermedad arterial en la vejez. Incluso si este gen hace que todas las personas mueran a los 100 años, se propagará incluso si tiene menos beneficios para los jóvenes. Esta teoría falla debido al envejecimiento. Muchas otras causas de muerte: accidentes, neumonía, etc. —son suficientes para reducir significativamente el número de personas mayores. Esta teoría también difiere de la teoría de Haldane sobre el cese de la reproducción dependiente.
Recientemente, los antropólogos Kim Hill y Alan Rogers han cuestionado esta explicación de la menopausia. Sin embargo, esta hipótesis es un ejemplo de cómo la selección de parentesco podría explicar rasgos biológicos aparentemente inútiles.
No todos los genes que causan el envejecimiento son necesariamente beneficiosos en las primeras etapas. La existencia de algunos genes que envejecen simplemente significa que no tienen posibilidades de ser eliminados por selección natural. Porque sólo unas pocas personas viven hasta la edad en la que este gen tiene consecuencias adversas. Alexo Cmfort es un biólogo reconocido en varios campos. Tiene dos libros de texto clásicos: "La biología del envejecimiento" y "El placer sexual". Si Comforte tiene razón, el envejecimiento rara vez es una causa de muerte en los animales salvajes. Observó que rara vez se veían animales viejos y frágiles en la naturaleza, por lo que concluyó que el envejecimiento no era una de las causas de muerte en los animales salvajes. Pero no olvides el récord de maratón mencionado anteriormente. Si los animales más viejos corren un poco más lento, es posible que los depredadores los atrapen más fácilmente que sus competidores más jóvenes, por lo que morirán de viejos mucho antes de que podamos ver los signos evidentes del envejecimiento.
Los lectores astutos deberían observar ejemplos de genes que son beneficiosos en las primeras etapas pero causan el envejecimiento en las etapas posteriores. Se sabe que existen múltiples genes y que un gen tiene múltiples funciones. Por ejemplo, el gen que causa la fenilcetonuria provoca un cabello más claro y un retraso en el desarrollo mental. Ahora nos interesa saber si existe un gen que sea beneficioso en la juventud y un efecto que tenga un coste en la vejez. En un artículo del 65438 al 0988, el Dr. Albin de la Universidad de Michigan enumeró varias enfermedades causadas por este gen. Una es la cirrosis siderófila, que se caracteriza por una absorción excesiva de hierro y muerte a mediados de la edad adulta. La causa de la muerte fue daño hepático debido a depósitos de hierro en el hígado. Atraer el exceso de hierro durante las primeras etapas de la vida evita que los pacientes desarrollen anemia por deficiencia de hierro, una característica beneficiosa que compensa las pérdidas posteriores. El Dr. Albin señaló que la frecuencia de este gen en la población llega a 10 y que existe otra explicación para la heterocigosidad. La supervivencia de este gen también podría ser el resultado de una selección antagónica del sexo: beneficia a las mujeres, que necesitan hierro para reponer las pérdidas menstruales, pero perjudica a los hombres de mediana edad, que simplemente acumulan demasiado hierro.
En otro ejemplo, el Dr. Albin notó que algunas personas tienen un gen que causa la sobreproducción de una sustancia llamada pepsinógeno I. Estas personas tienen más probabilidades de desarrollar cáncer gástrico a medida que envejecen y mueren a causa de úlceras gástricas. . Sin embargo, a lo largo de la vida, dado que estas personas tienen más ácido estomacal, es posible que se les pueda brindar protección adicional contra las infecciones. Hasta ahora, hasta donde sabemos, nadie ha probado las afirmaciones de Albin para ver si más pepsinógeno puede combatir infecciones gastrointestinales como la tuberculosis y el cólera.
La antropóloga evolutiva y experta en envejecimiento Pail Turke se convirtió en médico darwinista después de graduarse de la escuela de medicina. Nos recuerda que todo el sistema inmunológico está sesgado por la edad. El sistema inmunológico libera sustancias químicas dañinas para protegernos de infecciones, que inevitablemente dañarán los tejidos y, en última instancia, provocarán envejecimiento y cáncer.
Los genes que se convierten en un requisito previo para la enfermedad de Alzheimer, también conocida como enfermedad de Alzheimer, también pueden haber sido seleccionados por su interés temprano. Es una de las causas más comunes de deterioro intelectual devastador, y afecta aproximadamente al 5% de las personas a la edad de 60 años y al 20% a la edad de 80 años. Durante mucho tiempo se pensó que era una enfermedad con un componente genético, ya que hay muchos casos familiares y las personas con tres copias del cromosoma 21 aparecen con mayor frecuencia. En 1993, los psiquiatras de la Universidad de Duke descubrieron que un gen en el cromosoma 19 produce la apolipoproteína E4, que es particularmente común en pacientes con enfermedad de Alzheimer. Un heterocigoto para este gen tiene un 40% de posibilidades de desarrollar la enfermedad a los 80 años. Hasta donde sabemos, nadie ha encontrado un beneficio para los genes que luego desarrollan la enfermedad de Alzheimer en las primeras etapas de la vida. Laborde, del Instituto Nacional sobre el Envejecimiento, ofrece una explicación relacionada. Observó que la enfermedad de Alzheimer se caracteriza por anomalías en un área del cerebro que surgió en último lugar en la evolución y que no está presente en otros primates. Esto lo llevó a mencionar que los genes responsables del rápido aumento del tamaño del cerebro humano a lo largo de cuatro millones de años podrían causar la enfermedad de Alzheimer en algunas personas o tener efectos secundarios no mediados por otros cambios genéticos. Sería un hallazgo muy importante si pudiéramos confirmar que las personas con inteligencia temprana o cerebros más grandes tienen los genes esenciales para la enfermedad de Alzheimer.
Existe considerable evidencia de laboratorio de que los genes con beneficios tempranos contribuyen al envejecimiento. El biólogo de poblaciones Robert Sokal crió una colonia de moscas domésticas, una de las plagas más comunes en la cocina, para reproducir los primeros lotes de su ciclo de vida. Después de 40 generaciones, las moscas domésticas seleccionadas pueden producir más crías en una etapa temprana, pero también envejecen y mueren rápidamente. Es posible que los genes seleccionados sean ventajosos en una etapa temprana de la vida y desventajosos en una etapa posterior. Los biólogos Ross y Charles Weiss (Michael Ross; Brain Charlesworth) experimentaron desde otro ángulo, criando moscas de la fruta que se reproducen más adelante en sus ciclos de vida. Las moscas no sólo se reproducen más en etapas posteriores de su vida y viven más tiempo, sino que también tienen menos crías en total. El resultado de este experimento es que la selección artificial esperada elimina genes que tienen beneficios tempranos pero que conllevan costos posteriores.
Cada vez hay más pruebas de que estos genes son responsables del envejecimiento en los animales salvajes. Durante muchos años, los gerontólogos han aceptado la conclusión errónea de Comforte de que los animales salvajes no envejecen. Un error típico en sus observaciones de los resultados esperados es que estos científicos que estudian las poblaciones de vida silvestre ni siquiera piensan en las diferencias de edad entre las tasas de mortalidad de los animales más viejos y más jóvenes. Suponen que las tasas de mortalidad se mantienen constantes a lo largo de toda la vida. Ahora los gerontólogos están empezando a analizar los distintos datos de observación. Para muchas especies biológicas, el envejecimiento reduce el éxito reproductivo más fuertemente que todas las demás selecciones combinadas. Si bien esto no demuestra un papel de los genes de pluripotencia en el envejecimiento, ciertamente desafía la teoría de que la selección natural no tiene ninguna posibilidad de eliminar los genes del envejecimiento.