Bases y mecanismos de la senescencia : lección inaugural del curso 1973-74 de la Universidad de Valladolid / Ramon Velasco Alonso

,/ UNIVERSIDAD DE VALLADOLID RAMON VELASCO ALONSO CATEDRATICO DE PATOLOGIA GENERAL BASES Y MECANISMO DE LA SENESCENCIA LECCION INAUGURAL DEL CURSO 1973-74 DE LA UNIVERSIDAD DE VALLADOLID VALLADOLID 1973 BASES Y MECANISMO DE LA SENESCENCIA (LECCION INAUGURAL DEL CURSO 1973-74 DE LA UNIVERSIDAD DE VALLADOLID) BiCe Disc.Apert.UVA 73/74 1 111111111111111111111111111111 1111111111111 5>0 o o o 4 o 7 o 6 9 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID R JJ?~J¿¡ •• j . RAMON VELASCO ALONSO CATEDRATICO DE PATOLOGIA GENERAL BASES Y MECANISMO DE LA SE-NESCENCIA LECCION INAUGURAL DEL CURSO 1973-74 DE LA UNIVERSIDAD DE VALLADOLID - '"' ~·.:·- ::· ,· <F "- ¡f VALLADOLID 1973 Depósito legal: VA. 5251973 Talleres tipogr6flcos de la Editorial SEVER-CUESTA. Prodo, 10 y 12 ·Valladolid, 1973 IN DICE Págs. JUSTIFICACIÓN DEL TEMA 7 I. INTRODUCCIÓN 9 ll. SENESCENCIA Y LONGEVIDAD DE LAS ESPECIES ANIMALES DE ESCASA COMPLEJIDAD .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 17 lll. SENESCENCIA Y LONGEVIDAD EN EL HOMBRE .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . 21 IV. TEORÍAS SOBRE LAS BASES Y MECANISMOS DE LA SENESCENCIA. 35 A) Teorías celulares .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... .. .. .. .. 36 B) l. 2. 3. Limitación de la capacidad mitótica ................. . Acúmulo de lipofucsina en las células durante la senectud .................................................. . Teorías inmunológicas Teorías de base lttolecular l. Alteraciones moleculares promovidas por la activi36 45 46 62 dad metabólica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 2. La senescencia como consecuencia de la finalización del desarrollo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 3. Senescencia y actividad hormonal .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . 6 7 4. Actividad enzimática y senescencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 5. Mutaciones y senescencia .. .. .. .. .. .. .. .. .... .. .. .. .. .. 75 6. Virus y senescencia .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... .. .... .. .. . 77 7. Teoría del error .......................................... 78 8. Deterioro y alteración del material genético 81 V. CoNSIDERACIONES FINALES .. .. .. .. .. .... .. .. .... .. .. .... .. .. .. ... 89 Magfco. y Excmo. Sr. Rector; Excmas. e Ilmas. Autoridades; Claustro Universitario; Señoras y Señores: Con certeza, que uno de los problemas que anualmente se plantea el profesor encargado de dictar la lección inaugural del nuevo Curso Académico, es el de elegir un tema que perteneciendo más o menos específicamente a su disciplina, cosa que considero obligada, no resulte tedioso para el auditorio, evidentemente culto pero al tiempo heterogéneo en su saber, al que va dirigido. Como tema de la lección de este año he elegido el de la senescencia, por ser un problema que indudablemente interesa a todos, y que es y siempre fue una preocupación para los estudiosos, preocupación muy antigua, quizás tanto como la propia Humanidad, y en la antigua cultura china y egipcia ya constituyó motivo de estudio el tratar de hallar la manera de poder controlar el enve¡ecimiento. Esta inquietud ha perdurado a lo largo de toda la historia hasta nuestros días, y hoy son muchos los investigadores cuya actividad se proyecta preferentemente en conocer la esencia de los mecanismos que promueven el deterioro senil. En los últimos años, esta investigación ha sido en extremo fructífera, habiendo multiplicado nuestros conocimientos, aunque la realidad es -7- que aún estamos lejos de conocer, y por lo tanto de comprender, los factores y mecanismos actuantes en la senescencia, si bien la posibilidad de investigar la base molecular de los fenómenos biológicos hará posible conseguirlo en un futuro quizás no excesivamente lejano. -8- I INTRODUCCION Aunque algunos autores piensan que la definición de senescencia ofrece tantas dificultades que se precisaría excesivo tiempo y espacio para exponer los méritos y limitaciones de cada una de las definiciones propuestas, criterio que mantiene entre otros BuRCH 1, no es menos cierto, que comenzar una disertación sobre la senescencia precisa centrar lo esencial de este fenómeno, aunque solo sea parcialmente, para que sirva de base de partida, y la que más adelante puede completarse adecuadamente. TIMIRAS 2 define la senescencia como «la suma total de los cambios que acaecen en un organismo vivo, que son secuentes al paso del tiempo (-nosotros diríamos que en forma exclusiva-) y que conducen a su deterioro funcional y finalmente a su muerte». Es evidente, como apunta el autor últimamente citado, que una de las principales expresiones de la senescencia es el deterioro o insuficiencia de la capacidad del organismo vivo para adaptarse a los cambios del medio en el que se encuentra, es decir, una capacidad disminuída para sobrevivir al stress. El deterioro o incompetencia funcional que se instaura en la senescencia tiene lugar a todos los niveles, molecular, celular, tisular y al organismo como un todo, progresando en el decurso del tiempo tal deterioro, hasta llegar a perder el ser vivo la capacidad funcional suficiente para mantener la vida. En el hombre, como en otras especies, con el envejecimiento van teniendo lugar una involución morfológica y funcional de marcha creciente, parte en forma claramente ostensible, y parte en forma silente, que afecta a los más de los órganos y aparatos, en los que promueve una gradual deficiencia de los mis1 BuRCH, R. J., An Inquiry Concerning Growth and Ageing. Oliver Boyd. Edinburg, 1968, p. 5. 2 TrMIRAS, P. S., Nature of Aging Procces. En Timiras, P. S. (ed.): <<Developmental Physiology and Aging». Ncw York and London, 1972, p. 412. -9- mos y del rendimiento del organismo como un todo. Estos fenómenos regresivos varían mucho de unas especies a otras, mostrando también cierta variabilidad en su ritmo y magnitud entre unos individuos y otros de la misma especie. Es cierto además, que la muerte, dependiente exclusivamente qe la vejez es rara, pues la regla general es que la muerte sobrevenga por agresiones de índole muy diversa, muchas de las cuales resultarían livianas y fácilmente superables para un organismo joven o adulto, pero que resultan insalvables para un organismo envejecido cuya capacidad de resistencia a la agresión es fácilmente desbordada. El estudio estadístico de varios índices funcionales en el decurso de la edad muestra una reducción de los mismos en forma progresiva Age in Yeors \---- Standard glomerular filfrafion role (inulinl \ ~\,\~ '. \__ '',,, Vital capotily \_ Stondorrl renal plasma Aow IDiodrastl Stondorcl renal plosrna flow (PAHI - Muximal breathif'IU capacity Gráfica l. a partir de los treinta años, como aparece expresado claramente en la gráfica 1 de SHOCK 3, en la que resalta la declinación de los índices 3 SHOCK, N. W., JI Mortality and measurement of aging. En Stehler, B. L; Ebert, J. D.; Glass, H. B. and Shock, N. W.: «The Biology of Aging». American Instit. of Biol. Se. \X'ashington D. C., 1960. -10- trabajado, y sobre todo por 1as diversas condiciones como se ha llevado el estudio, así como también por la diversidad del medio en el que se han mantenido a los protozoos en estudio. Por ejemplo, algunos Paramecium mantenidos en cultivo parecen mostrarse capaces de supervivir indefinidamente sin precisar conjugación y fertilización cruzada. WooDRUFF 11 mantuvo un clono de Paramecium Aurelia durante 15.000 generaciones sin que disminuyese su capacidad reproductiva ni su vitalidad. Ya WEISMANN 10 mantuvo la tesis de la inmortalidad de los protozoos, pues su multiplicación por :fisión formaría parte de la continuidad infinita de sus componentes germinativos. Como es lógico, en un ambiente natural, gran número de estos protozoos sucumben por la acción predadora de otros seres vivos y por los cambios adversos para su vitalidad que suceden en el medio en el que se encuentran, pero estarían preservados de la senescencia por el simple acto de su multiplicación. SoNNEBORN 12 señala que sus trabajos con el Paramecium Aurelia demuestran que la supervivencia del mismo precisa la fertilización, bien por conjugación o por autogamia, pues en caso contrario el cultivo muestra una progresiva disminución de su vitalidad, muriendo estos protozoos aproximadamente a los 125 días. Otros organismos unicelulares, como el Tokophrya infusionum experimentan cambios morfológicos en dependencia con su edad, y que consisten en aumento de su tamaño y modificación de su forma, que de piriforme va tornándose irregular, apareciendo también alteración de los macrotúbulos, la que dependen de cambios estructurales de sus membranas (RuDZINSKA y PoRTER 13 ), pero estos protozoos pueden supervivir sin experimentar cambios senescentes si tiene lugar en ellos un proceso de conjugación de parejas de elementos con intercambio de material genético. Menos dudosa es la ausencia de senescencia en bacterias o mohos, aunque también han sido comunicadas algunas excepciones. En un Symposium sobre la Biología de la vejez, organizado por el Instituto Salk, KROHN 14 al referirse a las bacterias dijo :«Todos ustedes pueden fácilmente comprender que no es posible establecer com11 WoooRUFF, Citado por (51). 12 SoNNEBORN, T. M., Inheritance of effects of parenteral age in Paramecium. J. Gerontolog., 1955, 10, 470. 13 RuozrNSKA, M. A. and PoRTER, K. R., Observations on the fine structure of the macronucleos of Tokophyra infusionum. J. Bioph. Biochem. Cytol., 1955, 2, 421. 14 KROHG, P. L., Tapies in the Biology of Aging. (The Salk lnstitute for Biological Studies). lnterscience Publishers, 1966, p. 177. -18- parad6n aiguna entre eÍ envejecimiento y muerte de un individuó hombre y la de un cultivo bacteriano cuyos elementos se dividen por fisión primaria. Las bacterias no envejecen en cuanto son capaces de proseguir continuamente su multiplicación si se las mantiene en un medio adecuado». También ha sido estudiada la senescencia, con resultados muy diversos, en algunos metazoos como en los celentéreos. En 1904 AsHWORTH y ANANNDALE 15 comenzaron la observación de 16 individuos pertenecientes al Cereus pedunculatus (anteriormente clasificado como Sagartia troglodytes), a los que en aquella época se les calculó una edad superior a los 5O años, y luego fueron transferidos para su cuidado al Zoo de Edinburgh, en el que murieron todos ellos, posiblemente en forma accidental, una noche del año 1942, es decir, casi a los 40 años de comenzada su observación y habiendo alcanzado una edad próxima a los noventa años. STREHLER 16 ha estudiado los posibles cambios imprimidos por la senescencia en la Campanularia flexuosa, observando que en primer lugar, como expresión del envejecimiento, aparece una ligera disminución de la longitud de sus tentáculos, seguida de la formación de pequeñas protuberancias en los mismos, para finalmente los tentáculos desprenderse y caer, posiblemente por alteración del cemento intercelular al comienzo, y finalmente por autolisis de la células, luego el resto de los tejidos del animal se retraen progresivamente dentro del tronco principal hasta llegar éste a quedar vacío. Estos cambios promovidos por la senescencia del animal, son preferentemente de estirpe degenerativa y permiten entrever groseramente el mecanismo de la senescencia más fácilmente que en los animales superiores, en los que este mecanismo es mucho más complicado. STREHLER 16 ha encontrado en las células de estos organismos durante el curso de su envejecimiento, un aumento de los enzimas lisosónicos y de la fosfatasa ácida en el protoplasma, fermento este que en los animales jóvenes asienta exclusivamente en el núcleo. Otros enzimas por el contrario aparecen disminuidos, como la adenosintrifosfatasa, así como su substrato el ATP, cuya concentración es de 113 a 114 inferior a la de los animales jóvenes. El estudio de los celentéreos tiene particular interés en las investigado15 ASHWORTH y ANNANDALE, Citados por (16). 16 STRHLER, B. L., Aging in Coelenterates. En Lenhoff, H. M. and Loomis, W. F. (eds.): «Riology of Hydra, Coral Gables». University of Miami Press, 1961, p. 373. -19- nes sobre la senescencia, ya que algunos parecen tener una inmortalidad potencial, y además en otros es posible estudiar los procesos fundamentales de la senescencia en forma más sencilla por la gran simplicidad de su organismo. De todo lo antedidho, resulta que existen metazoos simple en los que parece haber una falta de una genuina senescencia, lo que no es sinónimo de inmortalidad. La ventaja de la falta de la senescencia estriba en que el organismo no es afectado en forma deficitaria funcional por el paso del tiempo. No obstante estas posibles excepciones, en los animales el paso del tiempo promueve una característica pérdida de vigor, aumentando progresivamente con la edad la mortalidad de los individuos, de manera que en cada especie hay un límite cronológico determinado de la vida o longevidad potencial. -20- / III SENESCENCIA Y LONGEVIDAD EN EL HOMBRE En los vertebrados de sangre caliente, y muy particularmente en los mamíferos, se ha tratado de hallar una relación entre su longevidad potencial y una serie de parámetros, tales como el tamaño del cuerpo, duración del período de crecimiento, grado de fecundidad, intensidad del metabolismo energético, etc., pareciendo haber en general cierta relación entre el tamaño del cuerpo y la duración potencial de la vida, aunque esta regla tiene muchas excepciones como es el caso del hombre, cuya vida potencial es mayor que la del hipopótamo y rinoceronte en los que es de unos 50 años, y del camello, que es de unos 25 años, ganado caballar, vacuno, etc. Entre los animales domésticos de menor tamaño que el hombre, el gato tiene una longevidad superior a la del perro a pesar de ser el primero menos voluminoso por regla general. MAx RuBNER 17 en 1908 estudió el metabolismo basal en cinco especies animales, refiriéndolo a gramo de tejido corporal, resultando de sus estudios que la intensidad del metabolismo basal era inversamente proporcional a la vida media de cada especie animal estudiada. Es decir, que al parecer la vida media de cada especie en los mamíferos, estaría en relación inversa con la intensidad de los fenómenos metabólicos, los que a su vez dependerían de la extensión del área superficial corporal del animal, lo que le permitió plantear el principio de metabolismo basal/ área superficial. TROUT y KAPLAN 18 en la Drosophila melanogaster (aunque es un insecto) obtuvieron también los mismos resultados. No obstante estos estudios no son aplicables en absoluto ni al hombre ni a ciertas especies de mamíferos, y SACHER 1 1li, fundándose en el estudio reali17 MAX RuBNER, Citado por (19). 18 TROUT, Citado por (2). 19 SACHER, G. A., Relation of lifespan to brain and body weight in mammals. En -21- zado en 50 especies de mamíferos llega a la conclusión de que entre las especies que tienen aproximadamente el mismo tamaño, tienen una vida más prolongada las que poseen un cerebro más voluminoso. En su opinión el sistema nervioso como centro integrador, sería capaz de algún modo de compensar el deterioro del organismo impuesto por la edad, y esta capacidad compensatoria sería lógicamente tanto mayor cuanto más desarrollado estuviese el sistema nervioso, especialmente el cerebro. En este criterio se basa en parte la hipótesis cibernética del enevejecimiento a la que haremos referencia en otro capítulo. Entre los mamíferos, la humana es una de las especies que tiene una vida potencial más prolongada, habiéndose calculado por los más de los que se han ocupado de estos problemas en 120 años la posible longevidad del hombre, considerándose como excepcional la posibilidad de alcanzar edades superiores. Algunos investigadores rusos han aportado ejemplos de sujetos con 130 y más años de edad, habitantes de A:bkasia en el sur de Rusia, en el Cáucaso, y además en Siberia (PISTKELAURI 20 ), lo que ponen en tela de duda entre otros TIMIRAS 2, ya que no ha podido precisarse con certeza su edad, siendo por otra parte frecuente una tendencia natural a exagerar su edad, por los individuos de edad muy avanzada, a los que BASILEVICH 21 llama longetarianos. A continuación pasamos a exponer una serie de métodos que se han utilizado y se utilizan para conocer la longevidad media del hombre en nuestros días y la del hombre en épocas pretéritas, aunque lo cierto es que de estas últimas no se dispone de muchos datos. Es un hecho muy claro e interesante el incremento que se ha producido en la vida media de los humanos a lo largo de toda la historia. En la especie humana como en el resto de las especies hay una continua aparición de nuevos individuos por la natalidad, y una continua desaparición de otros por ese fenómeno impar~ble que es la muerte. Existe pues un ininterrumpido turnover. La variación de ambos factores, el primero grado de reproducción y el segundo grado de mortalidad, condicionarán las consiguientes variaciones numéricas Wolstenholme, W. and O'CoNNOR, M. (eds.): «The lifespan of Animals. Ciba Foundation Colloquia on Ageing». Little Brow. Boston, 1959, vol. 5, p. 74. 20 PrSTKELAURr; G. Z., Some factors of ongevity in Soviet Georgia. Abastrac 689, in Proce(dings, ceventh-International Congress of Gerontology. Vienna, 1966, p. 42. 21 BASILEVICH, Citado por (20). -22- de una población humana así como de su edad media. En la primera fase de la historia natural de una población cualquiera, se aprecia una progresiva disminución de la mortalidad, la que durante su reducción va promoviendo una expansión demográfica grande, caso que sucede en nuestros tiempos en muchos países subdesarrollados. Ulteriormente se establece, como movimiento compensatorio, un descenso de la natalidad que es lo que va generando el envejecimiento de la población. En la actualidad tiene una gran importancia llegar a conocer todos los problemas inherentes al envejecimiento, no solamente por su interés científico, que es considerable, sino también para poder llegar a controlarle, retardando la senescencia y prolongando la vida media, e incluso si es posible la longevidad absoluta del hombre. Sin embargo esto lleva consigo la aparición creciente de problemas socioeconómicos, y GOlJlLD 22 señala que el porcentaje de personas «incapacitadas» laboralmente por razones de edad, pasará del17 por 100 actual, al 27 por 100 en el año 2000. La media de la edad de una población puede calcularse fácilmente disponiendo de un censo de la misma, sumando las edades de sus individuos para luego dividir la cifra obtenida por el número de tales individuos. Pero la media así obtenida adolece del defecto importante, de no reflejar fielmente la tendencia «central», a menos que el cálculo se haga sobre una población muy «normal», es decir, con cierta homogenidad, cosa que pocas veces sucede, pues muy frecuentemente la parte central de la curva está intensamente desviada hacia las edades más tempranas, resultando por ello unas curvas por edades intensamente asimétricas. Existen una serie de índices de envejecimiento de una población, como el de SUNDBORG 23 que divide la población en tres grupos de edades de O a 14 años, de 15 a 5O y de más de 5O, calculando luego los índices con base 100 con relación al grupo 15-50, pudiendo resultar: a) población progresiva, cuando el índice del grupo 0-14 es superior al del grupo de más de 50; b) población regresiva, cuando sucede lo inverso; y e) población estacionaria cuando los índices de ambos grupos son similares. El índice de FRIZ 24 toma como base 100 el efectivo del grupo de 30 a 50 años, determinando el índice correspondiente al grupo de menores de 21 años. La población será joven 22 GouLD, Citado por Vadés, E. F. en «Fisiopatología del envejecimiento». Rev. Clín. Esp., 1872, 127, 937. 23 SUNDBORG, citado por (30). 24 FRrz, citado por (30). -23- cuando dicho índice sea mayor de 160, medio cuando esté comprendido entre 60 y 160 y viejo si es menor de 60. La pirámide de Burgdoofer se realiza llevando los diferentes grupos de edades (habitualmente por decenios) sobre el eje de ordenadas, a un lado los varones y al otro lado las hembras, y los efectivos de cada grupo de población por edades sobre el eje de abscisas. Así se construye una pirámide que resultará de base ancha y cúspide estrecha en poblaciones de alta natalidad (pues los grupos de edades se ordenan de menos a más en sentido de a!bajo arriba), y de base menos ancha y una cúspide menos estrecha que en el caso anterior, en las poblaciones envejecidas por bajas natalidad y mortalidad, o por fuerte emigración. Disponiendo de un censo moderno, el método más efectivo y exacto señala CooK 25, es sumar el número de personas que tienen una misma edad y determinar la edad en años de este grupo, siendo más correcto expresar los años utilizando una cifra con decimal, por ejemplo utilizar 1,5 para aquellos cuya edad está comprendida entre 1 y 2 años. El promedio de edad corresponde exactamente a la edad en años que separa dos fracciones iguales de la población, una más joven Tabla I Year of Median Age Median Age Censos ofWhites of Nonwhites 1800 16.0 1820 16.5 17.2 1850 19.1 17.3 1870 20.4 18.5 1890 21.9 17.8 1900 23.4 19.7 1920 25.6 22.5 1950 30.8 26.1 1960 30.3 23.5 y otra más vieja, naturalmente. Una simplificación legítima es hacer grupos de edad más amplios, que abarque cada uno 5-10 años, aunque si se pretende hacer un cálculo exacto es necesario utilizar grupos de un año. Con este proceder se corrige en gran parte la distorsión que 25 CooK, S. F., Aging o/ and in Populations. En Timiras, P. S. (ed.): «Developmental Physiology and Aging». Macmillan, New York and London, 1972, p. 581. -24- ocurre cuando se utiliza el cálculo de la media que antes señalamos. El cálculo del promedio de edad es muy útil para tener una idea de la distribución por edades de una población a lo largo del curso del tiempo. Por ejemplo en la tabla I tomada de CooK 25 pueden verse las variaciones del promedio de edad en las poblaciones blancas y no blancas de USA entre 1800 y 1960. En ella se aprecia una continua elevación del promedio hasta 19 50. 11.0 10.0 90 ~8.0 3 ro _,60 g o-5.0 ~ 1-4.0 ¡30 2.b 1.0 0o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 AGE IN YEARS o ...J ;':10 8 ~ 1z w ~ ~ 1951 1931 0·1 40.'::--,50:!-::--:!:60::----::70::---:eo!;;;--,oo;!::o--100:-::!-=---.J M3é. fN YEARS Gráficas 3 y 4. Una forma clara de expresar la estructura por edades de una población es exponiéndolo en una gráfica en la que en las ordenadas se marque el tanto por ciento de personas, y en las abscisas la edad en años. La gráfica 3, también tomada de CooK 25 , corresponde a USA según el censo de 1960. Muy frecuentemente ocurre que el curso de estas gráficas no es regular, sino que exhibe desviaciones promovidas por razones pretéritas que se reflejan y cambian la curva de cada año al que corresponde el censo. Para nuestra exposición nos interesa más especialmente la distribución de la población por edades superiores a los cuarenta años, que por otra parte es la que más se ha empleado en los estudios gerontológicos y que permiten ver claramente las variaciones ocurridas en un país determinado a lo largo del tiempo y además establecer -25- comparaciones con otros países en un año o grupos de años. La gráfica 4 (tomada de Population Study de las Naciones Unidas, n.o 26, 19 56) expresa la distribución por edades superiores a los 40 años en la población de Gran Bretaña durante los años 1911, 19 31 y 19 51; en ella destaca el gran aumento del número de individuos de edad avanzada a lo largo de cuarenta años. En la gráfica también aparece representado en forma de círculos, un grupo de individuos que en 1911 tenían una edad comprendida entre los 40-44 años, y que ese año representaban el6,14 por 100 de la población; en 1931 los supervivientes de ese grupo tenían 60-64 años, y constituían algo más del 3 por 100, y en 19 51 los supervivientes habían alcanzado los 80-84 años de edad, constituyendo el 0,99 por 100 de la población, valor claramente superior al del año 1911, en el que los individuos de 80-84 años representaban solamente el 0,40 por 100 del total. En la gráfica 5 (tomada de la misma publicación que la 4) muestra las diferencias en 1950 entre tres países europeos, Bélgica, Noruega y Suecia, y dos sudamericanos, Argentina y Brasil. En ella los círculos negros y blancos y los triángulos sin líneas, corresponden respectivamente a Bélgica, Noruega y Suecia; de los conectados con líneas los círculos y triángulos, a Argentina los primeros y a Brasil ~~ r t z t o >= <{ 100 t 1864 ~ ::> i5 ' a_ § r ~ g,o ~ >- 3. lL "' o :I: >- >- <{ z ~ w u 10 "' w a_ o ,40 -~---~-7j_o--'-so--~o- ,~ü_j AGE IN YEAR5 40 50 60 AGE IN YEARS 70 60 90 Gráficas 5 y 6. -26- los segundos. En esta gráfica destaca que en los tres países europeos hay una población de edad superior a los cuarenta años mucho más numerosa que en los dos países sudamericanos} y entre estos dos últimos 'hay una clara diferencia a favor de Argentina. Tabla II LIFE TASLE FOR THE TOTAL POPULATION OF THE UNITEO STATES, 1939-1%1• Avma~ A¡~ Proportloa Remaining lnterval Dyin¡ Of 100,000 Born Alive Staliooary Populalloa Lifetlme Proportion o[ Persons Alive Arera)\'e NumMr Periodo[ al Beginning Number Liring Number uf Years o[ Life o[ Age lnterral at BeKinning Dying In tire In This and ¡_,¡, Remaininx Between Dyinx During o[ Age During Age Age Al/ Subsequent al Beginning o[ Two Ages lnterral lnterral lnten·a/ /ntenal Age lnterra/s Age lnterrul (/) (2) (3) (4) (5) (6) (7) X /O X+ 1 ,q, 1, cdx ,Lx Tx '· t YEARS 0-1 0.02593 100,000 2593 97,815 6,989,030 69.89 1-2 0.00170 97,407 165 97,324 6,891,215 70.75 2-3 0.00104 97,242 101 '17,192 6,793,891 6'1.87 3-4 0.00080 97,141 78 97,102 6,696,699 68.94 4-5 0.00067 97,063 65 97,031 6,599,597 67.9'1 20-21 0.00114 96,111 110 95,056 5,053.117 52.58 21-22 0.00122 96,001 118 95,942 4,957,061 51.64 22-23 0.00127 95,883 122 95,822 4,861,119 50.70 23-24 0.00128 95,761 123 95,700 4,765,297 49.76 24-25 0.00127 95,638 121 95,578 4,669,597 48.83 60-61 0.01761 79,067 1392 78,371 1,400,326 17.71 61 -{,2 0.01917 77,675 1489 76,930 1,321,955 17.02 62-63 0.02082 76,186 1586 75,393 1.245,025 16.34 63-64 0.02252 74,600 1680 73,760 1,169,632 15.68 64-65 0.02431 72,920 1773 72,033 1,095,872 15.03 100-101 0.39242 183 72 147 351 1.91 101-102 0.40891 111 45 89 204 I.M3 102-103 0.42562 66 28 52 115 1.75 103-104 0.44250 38 17 29 63 1.67 104-105 0.45951 21 10 17 34 1.60 • From the United States National Ccntcr for Health Stat1stics: United Statt•s Ll}t' Tables: /959-JY61, Vol. 1, No. l. USDHEW, Public Health Service, Washmgton, D.C., 1964, pp. 8··9. t For e~lanation of symbols, see text. Muy importante para poder estudiar la variación temporal de la senescencia en el decurso de la historia es la elaboración de tablas en las que figure el tanto por ciento de individuos que mueren en los distintos grupos de edad, es decir, la elaboración de las llamadas tablas de vida. Este tipo de estudio arroja mucha luz sobre la cronología de la senescencia, y además si se comparan los tiempos pretéritos de los que se dispone de datos con los actuales, es posible obtener una -27- marcada entre la edad cronológica y la biológica o fisioÍógica. En 1a actualidad existe un amplísimo campo para investigar y poder llegar a conocer la esencia del fenómeno de la senescencia y los mecanismos implicados a nivel molecular, celular y del organismo como un todo. Los avances de la Biología abren un amplio horizonte a esta investigación. -34- IV TEORIAS SOBRE LAS BASES Y MECANISMOS DE LA SENESCENCIA Son muchas las investigaciones realizadas para tratar de conocer los factores que inducen el envejecimiento así como su mecanismo de acción, y por ello son también muchas las teorías que se han emitido sobre estos problemas. Revisando las mismas, quizás a primera vista puede obtenerse la impresión de que hay mucha confusión y ambigüedad en las posibles relaciones que existen entre tales teorías, pero es igualmente muy posible que las más de las teorías expuestas sean en parte ciertas en el sentido en que fueron emitidas. Y es que en el fenómeno de la senescencia van teniendo lugar una serie de hechos muy diversos y complicados, y con certeza en íntima conexión unos con otros, y quizás lo que falta es la exacta sistematización de los mismos, su jerarquización, el preciso conocimiento de cuáles son los factores esenciales y cuáles los secundarios secuentes a los primeros. A continuación vamos a exponer algunas de las teorías más en boga en la actualidad sobre las bases y mecanismos que inducen la senescencia, comenzando por aquellas edificadas sobre experiencias realizadas con células, teorías celulares, para luego ocuparnos de las de base molecular. Ello no significa en modo alguno que ambos tipos de teorías tengan una visión radicalmente distinta sobre el asiento de los inductores de la senescencia, nada más lejos de la verdad, pues que duda tiene que los cambios moleculares necesariamente modificarán las funciones celulares, lo mismo que la variación de las funciones celulares deja suponer ya a priori que ella es promovida por variaciones moleculares. El único motivo que justifica esta clasificación es el material que se ha utilizado para estos estudios. En este capítulo nos ocuparemos de: -35- A) Teorías celulares: l. Limitación de la capacidad mitótica celular. 2. Acúmulo de lipofucsina en las células durante la senectud. 3. Teorías inmunológicas. B) Teorías de base molecular. l. Alteraciones moleculares promovidas por la actividad metabólica. 2. La senescencia, consecuencia de la finalización del desarrollo. 3. Senescencia y actividad hormonal. 4. Actividad enzimática y senescencia. 5. Mutaciones y senescencia. 6. Virus y senescencia. 7. Teoría del error. 8. Deterioro y alteración del material genético. Antes vamos a hacer una brevísima consideración sobre la llamada teoría cibernética. Es una teoría que prácticamente está aún en embrión y que sintetizamos someramente. Según ella (STILL 32 ), el cerebro puede considerarse como un computador en extremo complejo, y en el que todas las partes que le componen están perfectamente sincronizadas para mantener una función correcta de la totalidad. En el decurso del tiempo, algunas partes pueden comenzar a escapar en su actividad al sincronismo adecuado, originándose con ello una declinación progresiva de la totalidad. A) TEORÍAS CELULARES. l. LIMITACIÓN DE LA CAPACIDAD MITÓTICA CELULAR.-Todas las experiencias demuestran taxativamente que la capacidad proliferativa celular normal es limitada, de manera que diversos tejidos humanos fetales, neonatales, infantiles o procedentes de adultos sólo son capaces de experimentar un número limitado de mitosis. En experiencias «in vitro» se observa al comienzo del cultivo celular, una 32 SriLL, J. W., The cybernetic theory of aging. J. Am. Geriatr. Soc. 1969, 17, 625. - 3p- proliferación rápida, pudiendo ser las nuevas generaciones celulares fácilmente cultivables de nuevo, recultivables, hasta llegar a un momento en que va declinando progresivamente la capacidad proliferativa para finalmente perderse el cultivo. Al comienzo se pensó en la posibilidad de que la incapacidad para un proliferación indefinida dependería de razones estrictamente técnicas, como una nutrición inadecuada, variaciones del pH, acúmulo de catabolitos, contaminación del cultivo, etc. Sin embargo HAYFLICK y MooRHEAD 33 demostraron en una serie de experimentos que la pérdida de la capacidad mitótica celular era de naturaleza intrínseca, pues hicieron cultivos mixtos de dos poblaciones celulares, una joven y otra ya «envejecida in vitro», distinguibles entre sí por su cariotipo (O' <;;? ), resultando que la población vieja se perdía después de haber experimentado en total unas cincuenta duplicaciones, en tanto que la joven proseguía proliferando hasta totalizar aproximadamente el mismo número de duplicaciones que había experimentado la vieja durante la totalidad de su vida «in vitro». Ha sido estudiada la celularidad de distintos tejidos, es decir el número de células que es demostrable en ellos en diferentes edades de la vida, para comprobar si en la senescencia tiene lugar una disminución de la población celular secuente a la disminución de la capacidad proliferativa de las células. ANDREW, BEHNKE y SATO 84 han estudiado histológicamente el tejido conjuntivo de la pared abdominal en 419 individuos de edades diversas y no afectados de proceso dermatológico ostensible alguno, ni de otro tipo de enfermedades, de ellos 144 eran de raza blanca y todos varones; 172 eran japoneses y 103 japonesas, con el fin de conocer la posible influencia de los factores raciales y del sexo. En sus investigaciones estudiaron el número de fibroblastos que existía en una área determinada del tejido conjuntivo abdominal. En la gráfica 8 se señala la población celular en varones de raza blanca en las distintas décadas de la vida, hallándose una elevada población celular en las edades tempranas, y que luego va declinando progresivamente con la edad. La gráfica 9 corresponde a la población japonesa (en negro los varones y en blanco las hembras) hallándose en los varones una con33 HAYFLICK, L. and MoORHEAD, P. S., The serial cultivacion of human diploid cell strains. Exp. Cell. Res. 1961, 25, 595. i34 ANDREW, W. BEHNKE, R. H. and SATO, T., Changes with advancing age in the cell population of human dermis. Gerontología, 1964, 10, l. -37- "' o ·5~---------------------------------------------, CELL POPULATlON OF DERMIS (All typee ol celle) IN CAUCASIAN MALES (BaH<! on counte onr an area of 3,481 equare "' per Individual) AGE IN YEARS Gráfica 8. ducta similar a los de raza blanca) pero en las mujeres japonesas se encuentra una meseta en la gráfica) es decir una cierta estabilización, de los valores correspondientes a las décadas comprendidas entre 1120 y 51-60. Este fenómeno de la variación de la población celular) algo diferente en la mujer que en el hombre) puede quizás tener una relación con nuestros hallazgos en el sistema inmunocompetente y al que más adelante nos referiremos. Los mismos autores llaman también la atención sdbre el hecho de que en los individuos de menos de un año, el % de :fibroblastos de tipo B importa un valor relativamente escaso de la totalidad de los fibroblastos, mientras que el tipo A aparece en procento muy elevado. Designan como tipo B, a los fibroblastos de pequeño tamaño -38- y núcleo oscuro, los que son fibroblastos viejos, y tipo A o jóvenes, a los que tienen un tamaño mayor y un núcleo claro. Con el progreso de la edad va aumentando el tipo B con el consiguiente descenso del A. También se ha estudiado «in vivo» la capacidad mitótica de otros tejidos. LESHER y SACHER 35 han comprobado en el ratón que el tiempo preciso para la regeneración de las células de las criptas duodenales en animales viejos es 50 por 100 mayor que en los ani- "' ~ ~ 111 u "' o 11: 111 al :::> z 110~~--------------------------------------------~ 1~ 85 eo 55 CELL POPULATION OF DERMIS (Alltypes ol cells) IN JAPANESE MALES. and FEMA Lf:S 0 (Based on counts over an area of 3,481 squ.are ~ per J.ndivldual) AGE IN YEARS Gráfica 9. 35 LESHER, S., FRY, R. J., and KoHN, H. 1., Aging and the generation cycle of intestinal epithelial cells in the mouse. Gerontología, 1961, 5, 176 . ..,... 39- males j.óvenes. DANIEL y YouNG u han realizado trasplantes de tejido glandular mamario en ratones jóvenes isogénicos, y cuando el huésped se aproximaba a la senectud, transplantaban la misma glándwa a otro huésped joven isogénico con el objeto de comprobar la capacidad proliferativa de la glándula «in vivo», resultando que el grado de crecimiento de la glándula iba declinando en el decurso del tiempo. En otras experiencias YouNG y colaboradores 37, para determinar la capacidad de crecimiento de tejidos procedentes de animales jóvenes y viejos, han trasplantado glándula mamaria de un ratón de 26 meses de edad y de otro de 3 semanas en un huésped isogénico de 3 semanas, un trasplante a cada lado del animal receptor, realizando posteriormente los consiguientes pases de trasplantes a otros animales de la misma edad que el primer receptor, resultado que ambos trasplantes, viejo y joven, fueron capaces de producir cinco generaciones antes de apagarse su actividad proliferativa, y no habiendo diferencia alguna entre ambos a este respecto. La misma experiencia realizada utilizando como receptor de los trasplantes animales de 26 meses demostró que ni el tejido glandular joven ni el viejo crecieron vigorosamente, lo que indudablemente es consecuencia de la falta o déficit de los estímulos hormonales mamogénicos, especialmente de estrógenos como se pudo comprobar por el estudio de frotis vaginales de los animales receptores. En el mismo sentido hablan las experiencias de HoRTON 38 que encuentra que el trasplante de un fragmento de piel de un ratón viejo a uno joven motiva que el pelo del trasplante adquiera el carácter del pelo del ratón joven, siendo su crecimiento sincrónico con el mismo. Todas estas experiencias demuestran que la capacidad proliferativa de un tejido «in vivo» no parece tener una relación estrecha con la edad del animal. HA YFLICK 39 como conclusión de los resultados obtenidos en múltiples experiencias «in vitro» señala que existe un reloj metabólico intrínseco que limita el número de mitosis que puede experimentar una célula con capacidad duplicativa., es decir, que la capacidad proliferativa es limitada, y que el cultivo de fibroblastos embrioS6 DANIEL, C. W. and YouNG, L. J. T., Influence o/ cell division on an aging process lifespan of mouse mamary epithelium during serial propagation in vivo. Ex. Cell. Res. 1971, 65, 27. 37 YouNG, MEDINA and DE ÜME, citados por (42). 3S HoRTON, D. L., The effect of age on hair growth in the CIBA mouse; observations on transplanted skin. J. Gerontol, 1967, 22, 43. 89 HAYFLICK, L., Aging under glass. Exper. Geront, 1970, 5, 291. -40- narios puede reduplicarse unas 50 veces, después de las cuales el cultivo degenera y muere. Esta conclusión está en márcada contradicción con las experiencias de CARREL 40, quien dbservó que células aisladas del corazón del embrión de pollo, serían capaces de tener una capacidad proliferativa ilimitada. Sin embargo estas líneas celulares con capacidad proliferativa ilimitada, son líneas de células anormales en una o varias de sus propiedades, comportándose en forma más o menos semejantes a las células cancerosas, estableciéndose en ellas mitosis anormales aneuploides. No obstante ciertos cultivos linfocitarios humanos parecen mantener un cariotipo diploide aparentemente normal y con capacidad proliferativa ilimitada (MooRE y MAc SIMONS 41 ). Al comentar estos resultados, señala CRISTOFALio 42 que estas células no serían. realmente células diploides normales, sino que seguramente en ellas existen alteraciones indetectaMes en su cariotipo, indetectables claro es, para los procederes actuales de análisis del material genético, y que estos cambios podrían proporcionarlas las propiedades del crecimiento indefinido de tipo neoplásico. MARTIN y colaboradores 43, además del propio HAYFLICK 39 , han encontrado que la capacidad mitótica «in vitro» de los fibroblastos varía con arreglo a la edad del individuo del que proceden estas células, por ejemplo, fibrdblastos procedentes de un hombre adulto son solamente capaces de experimentar unas veinte duplicaciones, en tanto que los procedentes de los tejido embrionarios puede reduplicarse unas cincuenta veces. También depende del lugar de donde procedan los fibroblastos, pues en tanto que los de la piel pueden reduplicarse unas 40-50 veces, los de los huesos solamente unas 10 veces. La limitada capacidad mitótica es atribuída por CRISTOFALO 44 a una disminución de la síntesis de RNA y de la variación que pueden tener lugar en los enzimas celulares y lisosómicos. ÜRGEL 415 40 CARREL, citado por (42). 41 MooR y Me SrMONS, citados por (42). 42 CRISTÓFALO, V. J., Animal Cell cultures as model system for the study of aging. En Strehler, B. L. (ed.): «Advances in Gerontological Research». Acad. Press. New York and London, 1972, vol. 4, 45 43 MARTÍN, G. M., SPRAGE, C. A. and EgsTEIN, C. J., Replicative lifespan of cul tivated human cells; effects of donor's tissue and genotype. Lab. Invest. 1970, 23, 86. 44 CRISTÓFALO, V. J., Metabolic aspects of aging in diploid human cells, En Holecková and Cristófalo, V. J.: «Agíng in cell and tissue culture». Plenum press. New York, 1970, 81. 45 ÜRGEL, L. E., The maintenance of the accuracy of protein synthesis and its revelance to ageing. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1963, 49, 517. -41- piensa en un fallo de la transcripción de la información del DNA. Más adelante, volveremos sobre estas cuestiones. En las células, al final de su capacidad mitótica} la progresiva disminución o fracaso de la transcripción de la información del material genético} conduciría a una serie de errores} que motivarían una desviación de la actividad funcional de estas células o de su capacidad reduplicativa. Estas variaciones provocarían pues alteraciones funcionales de las células implicadas, y al aumentar su número ocasionarían el derrumbamiento de las homeostasis. ]ARVIK 46 mantiene el criterio de que son estas alteraciones en las células gliales la causa dcl deterioro mental de los ancianos, pues ha podido comprobar una relación significativa entre la incidencia de la anaeuploidia en los ancianos y su capacidad mental. Nosotros en un trabajo en colaboración con ÜRTIZ, BAÑUELOS, HERREROS y VILLACIÁN 47 encontramos en el 10,5 por lOO de los oligofrénicos del Manicomio Provincial de Valladolid, alteraciones a nivel citogenético. La declinación de la capacidad mitótica de los cultivos de fibroblastos parece que es consecuencia de que han consumido su índice mitótico} pero es indudable que también puede ser consecuencia del fallo de su potencial metabólico promovido por su envejecimiento. HAY y colbs. 48 han tratado de resolver esta incógnita cultivando fibroblastos de pollo en cultivos que recubrían con una capa de agar que impedía la multiplicación de las células; luego tras diferentes períodos de tiempo quitaban el agar que recubría cada cultivo, con lo que las células podían entonces multiplicarse; resultando que en estos cultivos había una pérdida de su capacidad proliferativa que era proporcional al tiempo que se mantuvo el cultivo bajo el agar como puede verse en la gráfica 1 O, sucediendo la muerte del cultivo tras del mismo período de tiempo y con absoluta independencia del número de mitosis que habían experimentado. Es decir, que el tiempo de vida de cada cultivo es más función de la edad del mismo que del número de mitosis que haya experimentado. Más recientemente Me HALE y colbs. 491 trabajando con la línea celular diploide humana WI-38, 46 JARVIK, L. F., Chromosomal changes and psychometric scores. 8th Inter. Cong. Geront. 1969, II, 43. 47 BAÑUELOS, J., ÜRTIZ, 0., HERREROS, B., VELASCO, R., y VILLACIÁN, J. M., Anomalías cromosómicas y oligofrenia. Rev. Clin. Esp., 1965, XCVI, 93. 48 HAY, MENZIES, MaRGAN, y STRELHER, citados por Hay, R. J. en «Aging in cell an tissue culture. Eds. Holecková and Cristofalo. Plenum Press. New York, 1970, p. 7. 49 Me HALE, citado por (42). -42- 15 f/) 10 z o ~ cr w z w (!) 5 5 I m X ]2' / /~~~ / " ... Ja -- _,_- --"(-- ---!('----- ---- -~~-- t4GAR OVERLAY ADDED 10 15 20 25 30 DAYS Gráfica 10. 35 40 45 50 55 han comprobado que la disminución de la concentración de suero del medio de 10 por 100 al 0,1 por 100 mantiene a las células en estado de vida estacionaria hasta cinco semanas, luego con el pase de estas células a un medio normal, se comprueba que en este nuevo cultivo el número de reduplicaciones celulares es menor, llegando a alcanzar sin embargo la fase degenerativa en el mismo plazo de tiempo que las células que siempre estuvieron cultivadas en un medio normal} no deficitario} y por lo tanto los fenómenos degenerativos se producen con independencia del número de divisiones celulares experimentadas. En una ponencia al último Congreso Nacional de Gerontología, sosteníamos 50 que estos problemas precisan de nuevas investigaciones que aclaren las muchas incógnitas que hoy están planteadas en este campo tan interesante en extremo. Muchos investigadores sostienen que las células que sufren más precozmente el deterioro senil son las células postmitóticas fijas} es 50 VELASCO, R., El tejido conjuntivo en el anciano. Ponencia al VI Congwso Nacional de Gerontología, Salamanca (en prensa). Junio, 1973. -43- 1a especie an1ma1 correspondiente, y en tanto que los inmunodtos coodificados para los antígenos de la histocompatibilidad no propios se desarrollan libremente, los activos frente a los antígenos propios permanecen reprimidos por complejos mecanismos, en gran parte derivados de la continua interacción con los propios antígenos, experimentando estos antígenos una depresión progresiva con la edad. W ALDESTROM 54 concede un gran valor a la derrepresión genética como factor promotor de la senilidad, que en su opinión originaría una alteración de la exquisita precisión específica de la protoinosíntesis, y a la formación ectópica de cadenas polipeptídeas. Además se postula que tendría lugar una alteración o cambio de los antígenos propios como consecuencia de la derrepresión genética citada, o induso una mutación que podría ser espontánea o ser el resultado de la actuación sobre el organismo a lo largo de la vida de radiaciones ionizantes, agentes químicos, etc. Todo esto produciría una reacción inmunitaria frente a estos antígenos «nuevos» que el sistema inmunocompetente no reconocería como propios. Este estado autoinmune produciría el deterioro senil, en primer término directamente, dañando e incluso destruyendo a las células propias, e indirectamente por promover la liberación por parte de las rélulas dañadas, de histamina, heparina, lisolecitinas, etc., que a su vez alterarían a otras células. Pero además los complejos antígenoanticuerpo alterarían en el animal y en el hombre la permeabilidad vascular, originando lesiones renales, hepáticas, etc., en cierto modo similares a las que se producen durante el envejecimiento (RAM 74 ). BuRNET 75 mantiene también el punto de vista de que la autoinmunidad conduce o al menos colabora al deterioro senil, si bien considera que la autoinmunidad de la senescencia se despierta por otro mecanismo. Parte del índice mitótico de HAYFLICK 3 1>, de que existe un reloj metabólico intrínseco que limita el número de mitosis celulares, y de lo que ya nos ocupamos ampliamente en un apartado anterior. Considera que la porción cortical del timo es el tejido que tiene la actividad mitótica más elevada de todo el organismos, y por ello sería el lugar que más pronto agota la tasa mitótica de HAYFLICK, lo que originaría una progresiva debilidad del sistema de la inmunidad celu74 RAM, ]., Aging and immunological phenomena (revisión). J. Gerontol, 1967, 22 92. 75 BuRNET, F. M., An immunological approach to ageing. Lancet, 1970, II, 358. -50- 1ar o timodependiente. Este menoscabo timodepend.iente a su vez reduciría la efectividad de la inmunovigilancia para eliminar los clonas celulares malignos que motivaría la mayor incidencia del cáncer con el progreso de la edad y a lo que ya nos hemos referido. Pero además, siendo el sistema tímico el encargado de censurar los clonos inmunitarios prohibidos, es decir, los clonos capaces de reaccionar, y por lo tanto agredir a los antígenos propios, el apagamiento de la función tímica consentiría la proliferación de tales clonas prohibidos, con el consiguiente desarrollo de una autoagresión del organismo. Es indudable que la tesis inmunológica del envejecimiento (cualquiera que sea el concepto sobre su génesis) es atractiva en extremo, máxime estando, como están, los fenómenos inmunológicos implicados en múlitples situaciones patológicas. Por ello, juntamente con nuestros colaboradores PRIETO y del Pozo CRESPO 76 hemos estudiado la frecuencia de la existencia de autoanticuerpos en 212 personas sanas con edades comprendidas entre los 52 y los 95 años, de ellas 106 eran hombres y 106 mujeres. Hemos investigado en ellos anticuerpos antinúcleo (PAN) y antimitocondrias (PAM) mediante la técnica de la inmunofluorescencia, el factor reumatoide (PR) y anticuerpos antitiro globulina ( P ATG) con la técnica de aglutinación de partículas de latex ligadas a gammaglobulina y tiroglobulina humana respectivamente. El PAM le estudiamos solamente en 160 personas y solamente le hallamos positivo en 2. El PATG le estudiamos en 60 y en ninguno fue positivo, por estos resultados solamente estudiamos el PAN y el PR en la totalidad de los 212 casos. En nuestros estudios hemos hallado en primer término que el aumento de la positividad del F AN y del FR es progresiva con la edad. Pero en tanto que el incremento del número de los PAN positivos es casi lineal en relación la edad, el número de PR positivos en la senilidad tardía tiende a permanecer estable. Es interesante señalar que ambos anticuerpos alcanzan el mismo tanto por ciento en los últimos años de la vida. En la gráfica 11 exponemos nuestros hallazgos. Debemos también puntualizar que la intensidad de la positividad del F AN en nuestros casos es netamente menos pronunciada que la que observamos en las enfermedades autoinmunes, especialmente 76 PRIETO, J., DEL Pozo CRESPO, F. y VELAsco, R., Autoinmunidad humoral y ritmo de enveiecimiento. Rev. Cin. Esp., 1973, 128, 203. -51- en ei lupus, en el que encontramos en los casos con gran actividad una imnofluorescencia tan intensamente fuerte que este fenómeno ha sido objeto de una publicación especial en colaboración con G. GurLABERT, del Pozo PÉREZ y PRIETO 77 . La levedad de la inmunofluo- '/, INDIVIDUOS POSITIVOS 50 40 lO -- FR --- FAN / / 43,8 '/, ,P 1.3,6 •¡, / 2 2 •¡, -..d"i7, 1 '/, r 1 IOl P""'· o ~-~- ---,------~~--,-----,----- 50-60 Wl-71' 70-80 IO·iS EDAD Gráfica 11. rescencia que encontramos en los ancianos FAN positivos, depende indudablemente de una baja titulación sérica. En lo referente a la diferencia por sexos, hemos encontrado que en las mujeres el porcentaje de positividad del F AN es superior al de los hombres en la década de los 80, pero en la senilidad más tardía sucede lo inverso. En lo referente al FR observamos una mayor incidencia de positividades, aunque en el hombre aparece más precozmente. En la tabla VII exponemos nuestros hallazgos. Con el fin de comprobar si la presencia de autoanticuerpos pudiera tener relación con el grado de deterioro senil, hemos estudiado en muchos de nuestros casos un conjunto de parámetros funcionales propuestos por HoLLINGSWORTH y colaboradores 78 para determinar la llamada edad biológica, la que es diferente, es decir no paralela, a 77 GUILABERT, M: 1., DEL Pozo PÉREZ, M. A., PRIETO, J. y VELAsco, R., B-linphocytes and sistemic lupus erythematosus. Lancet, 1973, 1, 1446. 78 HoLLINGWORTH, J. W., HASHIZUME, A., and JABLON, S., Correlations between tests of aging in Hiroshima subiects. An attempt to defne «physiologic age. J. Yale Biol. Med. 1965, 38, 11. -52- Tabla VII ' Au.toanticv~rpos Béricos en hombres B('ltectua Positivos sólo Positivos sólo Pof!itivos para t '~ rl~ poaltlvoe t o;. dti poalth·oa EDAD Núm. de casos para FAN para FR ~'AN y FR para FAN para FR 110·60 10 o o u 0,0% 0,0 r¡t 60-70 35 4 2 3 20,0% 14,2 (/(¡ 70-80 38 4 10 4 21,0 o/r, 36,8 ';( 80-95 23 10 6 2 52,1% 34,7 ',; Positivos HU lo PosltiV(•S sólo Pcsitlvos paru t ', de pmtltlvus t <( de pnaltlvol EDAD Núm. de casos para FAN para FH. FAN y FR ¡'ara FAN para ¡.~R ---- -------- ----- ·---- -------- 50-lÍO 60-70 70·80 80-95 3 15 54 34 o 4 6 5 o 1 14 9 o o 1l 8 0,0% 26,6% 31 4 (. aú* 0,0 (¡; 6,6 1 ¡~ 46,2% .50 ,/~ la edad cronológica, y matizada por la intensidad del deterioro de los diferentes parámetros funcionales, comparando la edad biológica hallada en cada caso con la presencia o no presencia de autoanticuerpos. Es decir, hemos tratado de comprobar si la autoinmunidad realiza una aceleración del envejecimiento, como pretenden las hipótesis inmunológicas antes expuestas. De los tests propuestos por HoLINGSWORTH y colaboradores, hemos seleccionado la presión sistólica (PS); fuerza de la mano (FM) la que determinamos con un dinamómetro, expresando los valores en kilogramos fuerza; el test de extinción de la luz (TEL) que realizamos mediante seis luces de distintos colores, tres de las cuales encendemos al azar y el enfermo tiene que apagarlas con tres de las seis llaves que hay, llaves que cada una tiene el mismo color de la luz a la que sirve, estando las llaves dispuestas en orden distinto al de las luces, también determinamos este test mediante diez luces blancas, de las que encendemos cinco al azar y que podían ser apagadas con diez llaves ordenadas correlativamente con las luces; la valoración la hacemos midiendo en segundos el tiempo requerido por el sujeto para realizar la prueba. También hemos utilizado la determinación de la capacidad vital pulmonar (CV) mediante un espirógrafo de Berg. Finalmente hemos empleado además la exploración audiométrica (EA) utilizando como índice la pérdida de decibeles para los -53- 4.000 ciclos/segundo por vía ósea. En la gráfica 12 exponemos los resultados que hemos obtenido en la determinación de estos parámetros, y en ella es fácil ver el progresivo deterioro de estos parámetros a lo largo de la edad. uoo DDD T r 1 ' El WJ 70 10 ft EDAD 35 &O 35 DI 60 70 10 15 EDAD 32 59 28 Cl 2 '4) 70 10 15 EDAD t 1. 25 : 20 15 10 12 38 68 Bl "--,-- .., 70 10 15 EDAD 17 .. :z: l .. u 15 14 1] IZ Al 12 50 92 ,56 10 70 10 1$ EDAD Gráfica 12. -54- ' Tabla VIIÍ , P. 8. Ir. e tt,:.l T. E L IB<'I{ J e V. (c. O.) - N~attvn~~ 1 NOm de uwa .. '" "' .. , -Vaklr .. m~oa ... 12,22:-<:- 1,08 21.03 10,97 l3,fl6 ~ 4,71 ,,, ,., 2.422 .::' 1111 36.87 12.~ j HOm de cama (27) ,,, 125¡ 1201 lo.TO Valorn m.clloa ... 14,87 _. 3.28 16,81 _._ 3,3;", 22,30 :!. 6.57 19.~J:) ::. 11.79 ,,, r21J ,,, :15·.18,70 2.273 4 671 21a.3 • en 1 N6m de e .. ot ... 120) 1181 1HH fló:'l 11:'!! 10.10 Valorea medtoa ... l·M2 · 2,74 1:'1.13 _!_ 2,62 1."1.08-= 6,03 20,04 . 9,9iJ 17,96 ._ 6.Z2 1121 rlll '" 52.75 ~- 15.67 J 883' M3 2:0.tl ""' 1111 IHII 2:1.1 3 ~ 11 , R4 .';6, 94 ·- 12. 13 ¡ NQm de CUOI .. ,., 1171 I~'H 021 l!'il .... Valorea m.cllo. ... 16,30 ~ 3.38 U,.U ± I,N 11..:. 7,25 12.04 á,ll 39M 29.03 U21 "' flll ~.MI ~- 18,76 22211•fo21\ 2.112!4M 19) 141 29.72 : 14,2t 6Vi0 ~ 11.72 Tabla IX P. 8. te. t:. Hg. J F.)(. (K.¡".J T. E. L. fa ... J A.. V. O. (det.) OltUPOII DIC EDAD - .. 10 - - Necat1v011 P011ltiVOII NPJfllliVOII Po.ltlvoe Nf'llltiVCMI P011itiVOII Nt>1at1vo. P~ltlv~ -·--·-- ----- . ----- --~-"~--·- 1 N6m. de c:uoe ...... (3) 13J (2) (3) , Vaktfta m«i&COII .•. 12,88 ""'.: 2,48 14,16 ·- 14.28 9,75 ~ 1,08 28.33 ~- 4,08 1 N6Jn. de...,. .. .. 1101 ... (7J (6) ... (3) IV·-· -- ... 1&.15 ~~.- 14.70 = 1,88 11.28 "'-: 3,20 23,81 ~ u.n 48::!:. ••• 31,11 ~ 10.80 <23J 4311 ,., 425) 171 4201 '" Ull ,- ............... ---··· n.eo ,_ ut 11.88:!:: 2,08 1,15 == 4,87 U9o"6,D 24,18 .• 23.07 23.07 -!__ 8.47 50,80 ~ 13,t &0.&2 ~ 11.18 113) (21) ,., Cl4l (7J ,., <8J 1111 1 ,...., .. OUDii ...... ---··· l1,M"' UT 18,71 -~ I,M 7,82 ;:::- 4,U 8,07 ""': 4.24 31 -~. 15,r.3 30 .... ~- 11,43 ~1.25 ::- 11.81 M,U .... 8,62 Como en el curso de la senescencia hay alguna diferencia entre ambos sexos, hemos estudiado por separado la relación entre autoinmunidad humoral y grado de deterioro biológico o edad biológica en cada sexo. Los resultados obtenidos aparecen plasmados en las tablas VIII y IX, y en ellos no se aprecian diferencias estadísticamente significativas para ningún parámetro entre los valores registrados en los grupos de sujetos positivos y negativos. También destaca, como antes dejamos señalado, una mayor incidencia de la presencia de autoanticuerpos en la población femenina. Todos estos resultados que hemos obtenido, no confirman pues la hipótesis de que los autoanticuerpos detectables en la senescencia incrementan el deterioro senil. Sin embargo la mayor frecuencia con que los autoanticuerpos son detectables en la mujer al comienzo de la senescencia, y la también mayor frecuencia de fenómenos autoinmunes en el sexo femenino, juntamente con su mayor longevidad, nos ha llevado a estudiar la situación de las poblaciones linfocitarias B y T en ancianos de ambos sexos. -55- Este trabajo le hemos realizado juntamente con nuestros colaboradores DEL Pozo PÉREZ, PRIETO y GUILABERT 7 ~ en 64 individuos sanos, de ellos 19 eran jóvenes con edades comprendidas entre los 17-29 años, y los 45 restantes eran sujetos con edades entre 5292 años (edad media 75 años), de ellos 23 eran mujeres y 22 varones. En todos hemos estudiado la función tímica por el grado de transformación blástica de los linfocitos T cultivados en presencia de fitohemaglutinina utilizando un parámetro morfológico y otro radioactiva marcándoles con timidina radioactiva, y los linfocitos B les hemos determinado por inmunofluorescencia, utilizando antisueros específicos lgG, IgM e IgA ligados a fluoresceina. Al mismo tiempo hemos determinado en cada uno de los sujetos estudiados el PAN, FR y el FAM. Tabla X POBLACIONES LINFOCITARIAS T y 8 EN MUJERES Y HOMBRES Hombres Mujeres ( Media'!. DS.l (Media'!. OS.) Población 1 infoc itar 1a . 26,0 ! 11,7 18,3! 8,0 Linfocitos 1 gG. 17,8 ! 8. 7 12,8! 5,6 Linfocitos lgM. 5,0 ! 3,8 3,7 ! 3,2 Linfocitos 1 g A 3,2 ! 4,4 1,9 ! 1,6 •¡, Trasformación 52,6!22,0 56.3 ! 16.6 Blast1ca. O.S. Dnvíacio'n Standard N.S. No Significativo 12p>0.051 2p < 0,005 <::o ,01 N. S. N.S. N.S. En la tabla X recogemos los resultados obtenidos en hombres y mujeres jóvenes y viejos. En ella aparece un aumento de carácter significativo de la población linfocitaria B, especialmente de linfocitos IgG en el hombre en relación con la mujer. Si estudiamos por separado como hacemos en la tabla XI los 7~ DEL Pozo PÉREZ, M. A., PRIETo, J., GmLABERT, M.• l. and VELASco, R., Effect of age and sex on T and B lynphocite populations. Biomedicine. 1973, 19, 340. -56- Tabla XI LINFOCITOS T y 8 EN JOVENES y ANCIANOS JOVENES ANCIANOS 2p (Media "/• D.S.J (Media"/. 0.5.1 Poblac1on B Total. 16,3! 6.7 25,2 ~ 11,1 ~0.001 Linfocitos lgG. 11,5! 5,9 17,2! 8,0 .e 0,005 L mf.ocitos lgM. 3,4 ! 2,8 1.,9 ! 3.8 N.S. Linfocitos lgA. 1,3 ! 1,5 3,1 ~ 3,9 .t:. 0,02 "1• Trasformación 73 ! 5,2 47,0!18,3 0,001 Blastica N. S.: No Significativo ( 2 p :>0,05) N.S.: Desviación Standard. Jovenes y vleJos, hallamos que en la senescencia tiene lugar un aumento de la población B, particularmente de IgG e IgA, y una disminución de la población T, en comparación con los sujetos jóvenes. 20 10 En las gráficas 13 y 14 exponemos separados por sexos los gruo-~-- o-mo-- E.TI-- Gráfica 13 y 14. -57- 'JI, 80 70 80 50 40 30 20 10 Dogod- [j youngQ!l!l youngfoogod- pos de jóvenes y viejos. En ellas destaca que el aumento de la población B y la disminución de la población T están mucho más acentuadas en el hombre, lo que quiere significar que el sistema inmunocompetente aparece más involucionado en el varón . . i 'l(, • .. 1: ' 1 ' ' • •• A Ao ... • • o •s~ull ••••• b •• ~~ , ...... . ! 60 • . ,.-. ..... .. A ,.., teMelu r '. o,un z, < 0,001 50 , , . o, un x • n.uu ' 40 A 30 t. t. o t. o o 20 • • t. 10 ______ l ___ _L_. ____ L__ _ ____., __ -L---- 10 20 30 40 5C r ly~te popt.olmion Gráfica 15. Relacionando los pares de valores de las poblaciones B y T, se obtiene una línea de regresión cuya «r» es igual a - O ,4 . 77 3 (p < O ,001) que indica una alta relación entre ambos valores y que lo reseñamos en la gráfica 15. Debemos de puntualizar antes de seguir adelante, que la suma de las poblaciones linfocitarias nunca es del 1 00 por 1 00 ya que existen formas inmaduras de linfocitos que aún no han adquirido las características correspondientes a la población linfocitaria a la que pertenecen. No hemos encontrado relación entre la presencia de autoanticuerpos y el grado de transformación blástica. Refiriéndonos concretamente al F AN, hallamos que su aumento en la mujer con el decurso de la edad, no coincide en forma paralela con las variaciones de la población T. Tampoco hemos en- -58- .. contrado correlación entre presencia de autoanticuerpos y población linfocitaria B. Con nuestros colaboradores PRIETO, ]., GUILABERT, DEL Pozo PÉREZ y DEL Pozo CRESPO 8 () hemos estudiado la relación entre población linfocitaria T y concentración de inmunoglobulínas en 45 personas viejas, de ellas 22 eran varones y 23 hembras. En la tabla XII exponemos los resultados obtenidos en la concentración de inmunoglobulinas, que es mayor en la mujer que en el hombre. Este heCho juntamente como lo que ya hemos indicado anteriormente de que la población linfocitaria T está menos disminuída durante la Total Jg (mp ~0) • • • . • • • • · laG (mp %) •••.•..•.•. 11)( (mp %) ••....•.... I&A (mp %l • • ••......•. ~~ Blut trauformation . . , . , . . Tabla XII Aged males (Mean% S. D.) I 921.8 ± 429.8 1 ,S]').,S _±; 387.] 124·•::::: s ... :z l7ÓJ) _.:: 167.6 .p.o..:: 19.8 1 .\ged (emales i (Mean~~ S. D.) ~ ------- ·---, :z 40J.J ± 822.,5 I 910.8 ± 809.} ¡6:z.8 -l: 12').6 329·7 ::_ t,S,S.J _52.2 ± 15-4 • Thc •tudy of the statlstical sigaificancc o{ tbc differences was petformed using the Student's t h.-st. N.S. = p > o.o.s. S. D. = Standard Deviation. ----------~------·- ----------- ~tatiatlcal dUr~~IIC'H hetw~n tbe hro ¡rou¡.• 'P < o.os N.S. N.S. s.s. < o.o.s senescencia en la mujer que en el hombre, permite pensar en la posibilidad de que los linfocitos T ejerzan un efecto regulador sobre la síntesis de inmunoglobulinas actuando sobre la población B, quizás favoreciendo su estimulación antigénica como piensa PLAYFAIR 81 • En nuestros trabajos sólo hemos encontrado una relación entre presencia de autoanticuerpos y tasa de inmunoglubulinas, con el FR como figura en la gráfica 16. La relación es menos clara con el F AN, aunque también hay una ligera mayor incidencia. Todas las variaciones que acaecen en las poblaciones linfocitarias B y T en el curso de la senescencia remedan a las que suceden cuando se deprime la función tímica, como han comprobado RABELINO y GREY 82 experimentalmente y GAJL-PECZZALSAK y colaboso PRIETO, J., GUILABERT, M.• I., DEL Pozo PÉREZ, M. A., DEL Pozo CRESPo, F., and VELAsco, R., Autoimmunity, Immunoglobulins and T lynphocite population in old age. Biomedicine, 1973, 19, 301. 81 PLAYFAIR, J. H. F., Cell co-operation in the immune response. Clin. Exp. Immunol. 1971, 8, 839. 82 RABELINO, E., and GREY, H. M., Immunoglobulins on the surface of lynphocites 111. Bursal ooriginal surfaca immunoglobulins on chicken lynphocites. J. of Immunol. 1971, 5, 106. -59- dón C/H muy alta los materiales que fueron sintetizados en la edad joven y dejan de serlo en la adulta. En estas experiencias se encontró que eran las fracciones proteicas del cerebro y del tejido muscular las que tenían una relación C / H más alta, así como los lípidos cerebrales y las histonas asociadas al DNA, todo lo cual habla en el sentido de que algunos componentes clave dejan de ser resintetizados una vez que el animal alcanza la edad adulta. Todavía se precisan muchos estudios que permitan conocer y caracterizar estos componentes así como su forma de actuar. Otros trabajos encaminados a comprobar esta hipótesis se han proyectado sobre el RNAt. Como es sobradamente conocido, cada aminoácido está representado en el código genético por más de un triplete o codón (excepto la metionina AUG y el triptófano UGG ), lo que significa que cada aminoácido debe de tener más de un RNAt que le incorpora al ribosoma, y además que cada RNAt debe de tener su propia y específica RNAt-sintetasa. Cabe suponer que desde el comienzo del desarrollo existe para cada RNAt su sintetasa específica y que el organismo tiene una programación genética que ordena a las células que ya se han diferenciado a cesar de producir ciertas RNAtsintetasas (CoMSTOCK y ANDERSON 913 ). Entonces estas células serían ya incapaces de traducir a proteínas ciertos mensajes genéticos que precisan para ellos los RNAt que dejaron de sintetizarse por faltar su sintetasa específica. Por ello cada tipo celular posee sus propias proteínas, particularmente de naturaleza enzimática que promueven la diferenciación celular. STREHLER y colbs. 9 ~ señalan que la disminución de la síntesis proteica que tiene lugar en la senescencia puede ser consecuencia de la falta de algunos RNAt específicos, quizás por déficit de sus sintetasas y que tal fenómeno seguramente está programado en el reloj del desarrollo. Esta interpretación precisa también de nuevas y más completas experiencias, y sólo cuando estén claramente identificados todos los mecanismos implicados en la diferenciación, estaremos en condiciones de comprender y corregir las posi93 CoMSTOCK, J. P., and ANDERSON, W. F., Transfer RNA-dependent translational control of protein synthesis. En Strehler, B. L. (ed.): «Advances in G(~:ontological Research>>. Academic Press. New York and London, 1972, vol. 4, 81. 94 STREHLER, B. L., HENDLEY, D. D. and HIRSCH, G. P., Evidence on a codon restiction hypothesis of cellular differentation: multiplicity of mammalian leuclyls-RNAspecific synthetases and tissue-specific deficiency in !ln alanyls-RNA synthetase. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1967, 57, 1751. -66- bles deflciendas que taÍ diferenciaci6n lieva consigo en el organismo adulto, aunque si tal objetivo se alcanzase, deberíamos ser cuidadosos, pues la desdiferenciación celular podría promover el desarrollo del cáncer y sólo deberíamos actuar en forma limitada a determinadas vías, meta que aún está muy lejos de ser entrevista y menos aún alcanzada. 3. SENESCENCIA Y ACTIVIDAD HORMONAL.-T!MIRAS 96 dice que hay pocas razones para pensar que el fracaso intrínseco de las glándulas endocrinas constituya un fenómeno general y primario en la génesis de la senescencia. Es cierto que muChos investigadores han encontrado una disminución de la secreción de algunas hormonas en la vejez, pero sin embargo también se ha comprobado que muchos órganos endocrinos en la edad avanzada conservan aún una buena reserva funcional, y la disminución de su secreción hay que atribuirla a la menor demanda y utilización de sus hormonas como consecuencia del deterioro del organismo que implica la senectud. Una de las terapéuticas en boga para aliviar la minusvalía general del senecto es la administración de hormonas, lo que las más de las veces no constituye una verdadera terapéutica sustitutiva, pero promueve una intensa estimulación en los órganos implicados en su acción, lo que sí es cierto puede paliar transitoriamente, y en forma parcial, la decrepitud, no modifica en absoluto el progreso impamble de la senescencia, al tiempo que puede frenar la actividad de la glándula endocrina correspondiente, haciendo al final más perjuicio que beneficio, excepto quizás para las hormonas gonadales, cuyas glándulas en el senecto apenas poseen actividad funcional, estando carentes de reserva funcional y en donde la hormonoterapia es de verdad sustitutiva, y posiblemente a veces tenga acción beneficiosa. A continuación pasamos a hacer algunas consideraciones sobre ciertas glándulas endocrinas a las que se las consideran implicadas en la senescencia. Son muchos investigadores los que mantienen el criterio de que los stress de duración prolongada producen cierto grado de vejez prematura, y además se ha comprobado que la secrección y metabolismo de las hormonas adrenocorticales disminuye con la edad, pero posiblemente más en relación con la disminución de la actividad 95 TIMIRAS, P. S., Decline in Homeostatic Regulation. En Timiras, P. S.: «Developmental Physiology and Aging». Macmillan. New York and London, 1972, p. 542. -67- metab61ica, que con la insuficiencia de la propia glándula ( GRAD y colaboradores 916 y SERIO y colbs. 97 ), como lo confirma la respuesta al ACTH, de manera que como dicen RoMANOFF y colbs. 918 , la glándula corticosuprarrenal del viejo es tan suficiente en su actividad glucocorticoide en substratos y enzimas, como la del joven. BuCHERT-TOFT y colbs. 9 ~ han obtenido los mismos resultados en sus determinaciones. ]ENSON y colbs. 100 tampoco han encontrado diferencias con la prueba de la metapirona. En lo referente a la aldosterona, se ha encontrado en el viejo una menor secreción de la misma, aunque posiblemente esta menor secrección es consecutiva a la menor actividad del sistema renina-angiotensina-aldosterona, pues DuNIHUE 101 ha encontrado una menor cantidad de granulaciones en las células yuxtaglomerulares productoras de renina. Realmente no se ha podido comprdbar pues una verdadera deficiencia funcional de la corteza suprarrenal en los senectos, aunque parece que en ellos se segregan menores cantidades de hormonas corticales en razón de que la demanda en las mismas por parte del organismo, es menor que en los jóvenes. Un hecho reiteradamente confirmado es que el consumo de oxígeno se reduce en el curso del envejecimiento, y siendo las hormonas tiroideas los factores más importantes en la regulación del grado de actividad metabólica en general, es fácil de comprender que la atención de muchos investigadores se haya dirigido hacia el estudio de la función tiroidea en el senecto. Sin embargo la disminución del consumo de oxígeno en el envejecimiento lleva un curso bastante paralelo a la disminución de la masa tisular metabólica, como comprobó GREGERMAN 102 en meticuloso estudio y que luego han ratificado va96 GRAD, B., KRAL, A. V., PAYNE, R. C., and BERENSON, J., Plasma and urinary corticoids in young and old persons. J. Gorontol. 1967, 22, 66. 97 SERIO, M., PIOLANTI, P., CAPELLI, G., MAGISTRIS, L., Rrccr, F., ANZALONE, M., and Grusn, G., The miscible pooland turnover rate of cortisol in the aged and variations in relation to time of day. Exp. Gcorontol. 1969, 4, 95. 98 RoMANOFF, L. P., BAXTER, M. N., THOMAS, A. W., and FERRECHIO, G. B., Effect of ACTH on the metabolism of pregnenolone-la.3 H and cortisol-4 14 C in young and clderly men. J. Clin. Endocrino!. Metab. 1969, 29, 819. 99 BLICHERT-TOFT, B., and BLICHERT-TOFT, M., Adrenocortical funtion in the aged assessed by the rapid corticotrophin test (Synacthen). Acta Endocrino!. 1970, 62, 410. roo }ENSEN, H. K., and BLICHERT-TOFT, M., Pituitary-adrenal function in old age cvaluated by the intravenous etyrapona test. Acta Endocrino! (Kbh). 1970, 64, 431. 101 DuNIHUE, F. W., Reduced yuxtaglomerular cell granularity, pituitary, neurosecretory material and width of the zona glomeruloso in ageing rats. Endocrinology. 1965, 77, 948. 102 GREGERMANN, R. 1., En «Endocrines and Aging». Gitman, L. (ed.). Thomas, Springfield, Illinois, 1967, p. 161. -68- rios investigadores, lo cual deja suponer que el consumo de oxígeno por cada unidad celular no disminuye. La exploración de la actividad tiroidea mediante la captación de radioiodo y la determinación del tiempo de semiaclaramiento no ha demostrado una significativa disminución con la edad (GAFFNEY w3 ). También se ha comprobado que el tiempo de aclaramiento de tirosina marcada con Il31 seguida a lo largo de dos semanas después de su administración, muestra que en individuos de 80 años hay una disminución del turnover que importa aproximadamente el 50 por 100 del de un grupo de individuos de 20 años (GREGERMAN y colbs. 104 ). Todos estos hechos hablan en el sentido de que en la vejez tiene lugar una disminución de la actividad tiroidea, pero una cuestión importante es si la disminución de la seerección de hormonas tiroideas es primitiva, o si por el contrario es secuente a la disminución de su utilización tisular, lo que motivaría a su vez una menor velocidad de la caída de su concentración en sangre y con ello, por el conocido servomecanismo de su regulación, :Un freno de la secrección de tirotropina. Entre otros, los trabajos realizados por GREGERMAN y SoLOMON 105 en ancianos con afecciones febriles pulmonares, permiten llegar a la conclusión de que la disminución de la secrección de hormonas tiroideas en la senectud, es motivada por una menor demanda de estas hormonas por el organismo, y no por un fracaso funcional primario de la glándula, pues cuando la demanda aumenta, el tiroides responde en forma similar al de los individuos jóvenes. La hormona del crecimiento es segregada por la adendhipófisis durante toda la vida, aunque lo cierto es que su función específica, una vez finalizado el crecimiento, parece poco clara, ya que incluso puede deprimir en forma importante la actuación de otras hormonas. DAUGHADAY 106 señala que el contenido de la hipofisis en esta hormona se mantiene constante a lo largo de la vida, y RooT y ÜSKI w¡ 10'3 GAFFNEY, G. W., GREGERMAN, R. 1., YIENGST, M. J. and SHoCK, N. W., Serunprotein-bound iodine concentration in blood of euthyroid men aged 18 to 94 years. J. Geront., 1960, 15, 234. 104 GREGERMAN, R. l., GAFFNEY, G. W. !!nd SHOCK, N. W., Thyrosine turnover in tuthyroid man with special reference to changers with age. J. Clin. lnvest., 1962, 41, 65. 105 GREGERMAN, R. l. and SOLOMON, N., Acceleration of thyrosine and triiodothyronine turnover during bacteria pulmonary infections and fever: implications for the functional state of the thyroid during stress and in senescence. J. Clin. Endocrino!. Metab., 1967, 27, 93. 106 DAUGHADAY, W. H., En «Textbook of Endocrinology». Williams, R. H. (ed.). Saunders, Philadelphia, Pennsylvania, 1968, p. 27. 107 Roor y ÜSKI, Citados por (9). -69- han demostrado que en sujetos de 75-85 años, la hipoglucemia insulínica irroga una respuesta secretora normal de hormona del crecimiento. Creo es interesante dejar señalado el posible papel que esta hormona puede jugar en la senescencia, ya que parece que acelera los fenómenos degenerativos de los cartílagos de la articulación de la rodilla y de otras articulaciones (GussECK 9 ), pudiendo quizás favorecer el fenómeno de cross-linking en la colágena, y VERZAR 88 señala que la hipofisectomía retarda el desarrollo de los fenómenos del envejecimiento, particularmente los que acaecen en el seno de la colágena. Es más, es posible que la prolongación de la vida que consiguieron BARROWS y BEAUCHENE w8 entre otros muchos en ratones sometidos a una restrinción dietética, puede ser debida a una disminución de la secreción de hormona del crecimiento por una relativa «hipofisectomía dietética». El estudio de otras hormonas hipofisarias en la vejez no ha proporcionado datos de interés, todos los trabajos realizados demuestran que en esta época de la vida la glándula pituitaria es capaz de segregar suficientes cantidades de hormonas tropas, siendo harto improbable que estas hormonas jueguen algún papel en el curso de la senescencia. 4. AcTIVIDAD ENZIMÁTICA Y SENESCENCIA.-La capacidad de adaptación a los cambios del ambiente es una de las propiedades fundamentales de los seres vivos, y la base molecular de la adaptación dice AnELMAN 109 «es la síntesis y_ la degradación de los enzimas y de otras proteínas, además de la modificación de sus funciones intrínsecas». Una expresión bioquímica de esta respuesta adaptativa es la fluctuación de la actividad enzimática por la actuación de factores muy diversos, de índole nutritiva, hormonal, farmacológica o fisiológica. En la senescencia se ha comprobado una menos capacidad del organismo para adaptarse a las variacions del medio en el que se encuentra, y estando la es,encia de la adaptación a nivel molecular, promovida por los cambios en la síntesis y degradación de proteínas en gran parte de naturaleza enzimática, cabe deducir que en la edad 108 BARROWS, C. H. and BEAUCHENE, R. E., Aging and nut¡-ition. En Albanese, A. A. (ed.): <<Newer Methods of nutritíonae Biochemistry». Acad. Press. New Yok, 1970, vol. 4, p. 28. ' 101! AnELMAN, R. C., Age-dependt control of enzyme adaptation. En Strehlor, B. L.: <<Advances in Gerontological Researcha. Acad. Press. New York and London, 1972, vol. 4, p. l. -70- avanzada se produce un deterioro de la actividad enzimática, que pierde parte de su capacidad de respuesta frente a las acciones de índole nutritiva, hormonales, farmacológicas y fisiológicas. El poder llegar a tener una visión general de la situación enzimática en la senescencia es un problema que aún no se ha conseguido y que además ofrece grandes dificultades. El estudio de la actividad enzimática de determinados órganos ha proporcionado resultados contradictorios, por ejemplo, en el hígado se ha encontrado que puede aumentar, disminuir o permanecer inmodificada, según el enzima estudiado, el animal en estudio y la metódica seguida. Cuando se estudia la actividad de determinados enzimas, puede encontrarse por ejemplo que la glucosa-6-fosfatasa no cambia con la edad, mientras que la concentración de fosfatasa alcalina disminuye en un 40 por 100 en la vejez, y sin embargo la catepsina aumenta en un 50 por 100 (TIMIRAS ~ 15 ), resultados que son distintos a los obtenidos en otros trabajos. Pero es que además el mismo enzima puede variar en forma diversa según el órgano en el que se le estudie, por ejemplo ZoRZOLI y LI 110 encuentran que la glucosa-6-fosfatasa que no varía con la edad en el hígado del ratón, aparece disminuida en un 20 por 100 en el riñón del animal añoso. También varía según el animal estudiado, por ej-emplo la sucínico-dehidrogenasa está disminuída en la vejez en unas estirpes de ratas pero no en otras (TIMIRAS %). Las variaciones de la actividad enzimática que pueden tener lugar con el envejecimiento, son consecuencia de varias razones, tales como del cambio de tipo de vida y de di,etética que realizan los senectos, de las variaciones de las poblaciones celulares y del material genético, etc. Además el ritmo nictameral de algunos enzimas y otros tipos de reloj biológico como el estacional, hormonal, etc., pueden ser también en parte causas de la diversidad de resultados. Como señala LANG 111 aunque las variaciones enzimáticas más frecuentemente encontradas en la senescencia no corresponden a un tipo metabólico determinado, el aumento en el hígado y en riñón de las catepsinas, y de los enzimas lisosómicos en el riñón, sugiere que existe un aumento de los procesos catabólicos, lo que coincide con que en la senectud avanzada tiene lugar una disminución del peso de muchos parénquimas. También se ha encontrado una disminución 110 ZoRZOLI, A. and LI, J. B., Gluconeogenesis in mouse kidney cortex: effect of age and fasting on glucose prodution and enzyme activities. J. Gerontol., 1967, 22, 151. 111 LANG, Citado por (2). -71- del consumo de oxígeno en tejidos y homogenizados procedentes de animales viejos (BARROWS y colabs. 112 ), lo que posiblemente depende de la disminución del número de mitocondrias en las células} hedho que han hallado algunos investigadores (GoLD y colbs. 113 ) en las células de animales añosos, si bien las mitocondrias existentes no muestran signos de deterioro funcional. Un intento para aclarar la posible disminución de la adaptabilidad de los enzimas con la edad} ha sido realizado por AnELMAN 114 quien comprobó que la actividad glucocinasa del hígado declinaba en un 90 por 100 después de 72 horas de ayuno en ratas de 2 meses, pero comenzaba su recuperación a las 4 horas de la administración de glucosa con sonda intragástrica, restaurándose totalmente a las 8 horas; en ratas de dos años la recuperación del citado enzima no se iniciaba hasta las 8 horas, y no se normalizaba hasta las 24-48 horas, lo que demuestra que el tiempo de inducción de este enzima se prolonga netamente con la edad. También ha estudiado el tiempo de inducción del NADPH: citocromo e reductasa promovida por el fenobarbital en la rata, encontrando resultados equiparables a los de la glucocinasa. El mismo ADELMAN 115 para estudiar la capacidad de adaptación de los enzimas en la regeneración tisular, ha experimentado las mismas en ratas de 2 meses y de 2 años de edad, a las que realizaba una hepatectomfa parcial, estudiando si las células de los regenerados de las ratas viejas eran similares bioquímicamente a las células de las ratas jóvenes, determinando en ellas el tiempo de inducción de la glucocinasa y el NADPH: citocromo e reductasa, resultando de sus estudios que los regenerados mantenían el patrón bioquímico de la edad del animal. Esta experiencia demuestra que las nuevas células del regenerado tienen la misma adaptabilidad enzimática que sus predecesoras, adaptabilidad que es la que corresponde al animal por su edad} y que permite deducir que estas normas en la conducta de los enzimas es reflejo fiel de las variaciones que el paso del tiempo impone al material genético. 112 BARROWS, C. H., FALZONE, J. A. and SHOCK, N. W., Age differences in the succinoxidase activity of homogenates and mitochondria from the liver and kidney of rats. J. Gerontol., 1960, 15, 130. 113 GoLD, P. H., GEE, M. V. and STREHLER, B. L., Effect of age on oxidative phosphorylation in the rat. J. Gerontol., 1968, 23, 509. 114 ADELMAN, R. C., An age-dependent modification of enzyme regulation. J. Biol. Chem., 1970, 245, 1032. 115 ADELMANN, R. C., The independence of cell division and age-dependant modification of enzyme induction. Biochem. Biophys. Res. Commun., 1970, 38, 1149. -72- Con el fin de matizar si estas variaciones enzimáticas impuestas por la edad dependen estrictamente de las propias células, es decir de su genoma, o si dependen por el contrario del ambiente extracelular, AnELMAN y colbs. 116 han estudiado el tiempo de inducción de los enzimas antes señalados en ratas de dos años mantenidas en parabiosis con ratas de dos meses, resultado que el hígado de los animales de 2 años se comportaba de la misma forma que si no estuviesen en parabiosis, es decir como corresponde a su edad. Estas experiencias con parabiosis hablan a favor de que no existen factores humorales responsables de los cambios enzimáticos impuestos por la edad, o pudo ser que a los animales no se les mantuvo tiempo suficiente en parabiosis para que actuasen posibles factores humorales, si bien la determinación del tiempo de inducción enzimática no se realizó hasta después de dos semanas de estar en parabiosis, período suficiente para el intercambio celular que tiene ya lugar a los dos días y para que se establezcan anastomosis vasculares. Otras experiencias realizadas por el mismo AnELMAN 109 ponen en discusión la posible acción de mecanismos extrahepáticos en la inducción de los enzimas. El aumento de la actividad de la glucocinasa y de la tirosinaminotransferasa promovidas por la administración de glucosa para la primera y de ACTH para la segunda, se produjo en las ratas de 2 años, pero con el retraso proporcional a su edad. Sin embargo la administración de las hormonas directamente implicadas en la inducción de estos enzimas, insulina para la glucocinasa y cortisol para la tirosinaminotransferasa produjeron una inducción de estos enzimas sin retraso alguno, de manera que no se halló variación dependiente de la edad, lo que sugiere poderosamente que la motivación del retraso de la inducción de los enzimas hepáticos pro- ,movidos por la edad, es un mecanismo extrahepático. Y es que la actividad de un enzima en un momento determinado, dependerá de la integridad del sistema encargado de su síntesis y catabolismo, así como de la velocidad de estos mecanismos, pero además de su ambiente, pH, concentración iónica, equilibrio de activadores e inhibídores, substratos, etc., es decir, de un complejo biológico más susceptible de alterarse en la senescencia, que el propio enzima. La gran ubicuidad del AMP cíclico y sus enzimas subordinados, 116 AnELMANN, FREEMAN y CoHEN, citados por (109). -73- así como los numerosos y diversos procesos que son influídos por estas molécula, hacen que el sistema adenilciclasa fosfodiesterasa ocupe un lugar preeminente en la actividad metabólica y que su posible variación en el decurso de los años pueda tener una primordial importancia en la génesis de la senescencia. Para que la adenilciclasa cumpla su función integradora, reguladora y catalítica es esencial que exista un ambiente lipídico adecuado, como sucede con todos los enzimas de membrana, que llegan a perder su actividad si se sustraen los lípidos de las membranas celulares. Esto hace pensar en la posibilidad de que los cambios que con la edad puedan sdbrevenir en la estructura o en la composición de las membranas pudieran ser causa de una perturbación en la actividad de la adenilciclasa con las consecuencias que se derivarían de ello (GussECK 9 '). Varios investigadores entre ellos (PACKER y colbs. 117 han demostrado en la senescencia una alteración funcional de las membranas, la que puede tener origen especialmente por la peroxidación de los lípidos insaturados de las mismas, que promoverían la poLimerización de lípidos y proteínas, lo que quizás pueda ser una de las razones del acúmulo de lipofucsina en las células, como dejamos apuntado en el correspondiente apartado, y que se incrementan con la edad. Pero además otra posible razón del presunto deterioro de la actividad adenilciclasa es el acúmulo de calcio en los tejidos blandos que tiene lugar con la edad como han comprobado SELY y PIORESCHI 118 entre otros, calcio que como 'ha demostrado RAs Mus SEN 119 ~ participa en las funciones mediadas por el AMP cíclico y cuyo acúmulo alteraría la función de las membranas reduciendo su permeabilidad y haciéndolas más «rígidas». Funcionalmente el calcio es preciso para la estimulación de las membranas, sea para la despolarización de la membrana neuronal, para la transmisión sináptica, para la secrección celular, etc., y esta variada actuación del calcio sobre las membranas es el resultado de la propiedad de ciertos fosfolípidos de actuar como agentes quelantes de este catión bivalente teniendo lugar en las membranas cam117 PACKER, L., DEAMER, D. W. and HEATH, R. L., Regulation and deterioration o/ structures in membranes. En Strehler, B. L.: «Advances in Gerontological Research»., 1967, vol. 2, p. 56. 118 SELY, H. and PRIORESCHI, P., Stress theory of aging. En Shock, N. W.: «Aging. Sorne Social and Biological Aspects». Amer. Aspe~. for the Advancement of Sciencie. Washington, 1960, 79. 119 RASMUSSEN, H., The Parathyroids. En Williams, R. H.: «Textbook of Endocrinology». Saunders, Philadelphia, London, Toronto, 1968, p. 847. -74- bios, o estados reversibles, de apertura y cierre ligados al calcio KKAVANAU 120 ). De especial interés es como señalan RoBINSON y colbs. 121 el hecho de que si son precisas concentraciones micromolares de calcio para la activación de la adenilciclasa por algunas hormonas, las concentraciones milimolares de calcio actúan inhibiendo la activación de la adenilciclasa. Estos hechos hacen pensar que en el envejecimiento el aumento del calcio ligado a las membranas celulares podría perturbar la actividad adenilciclasa. BITENSKY y colbs. 122 han encontrado que la respuesta glucagony epinefrina adenilciclasa, era 67-75 por 100 menor en ratas añosas que en ratas jóvenes. BRADHAM y HoLT 123 han comprobado que las concentraciones altas de calcio pueden inhibir en forma irreversible la actividad adenilciclasa, pues el lavado del preparado con un agente quelante como el EDT A no consigue incrementar la activación del enzima, lo que atribuyen a la que los «loci» de la membrana donde asienta el calcio son inaccesibles al agente quelante. Quizás el pretendido poder rejuvenecedor de la procaína puede deberse a que los agentes anestésicos son capaces de desplazar al calcio de las membranas naturales por poder penetrar en los estratos de fosfolípidos de ellas. Todos estos hallazgos vienen a confirmar la gran complejidad de los mecanismos implicados en la regulación de la acción enzimática, así como la de las variaciones que pueden tener lugar en la senescencia, y en éste como prácticamente en el resto de los campos, se precisan nuevas investigaciones que aclaren la esencia de los fenómenos de base molecular que tienen lugar durante el deterioro senil. 5. MuTACIONES Y SENESCENCIA.-La mutación del DNA se la considera por muchos como uno de los fenómenos que con mayor probabilidad puede ser responsable del deterioro del organismo senecto, como causa principal o como causa que acelera el 120 KAVANAU, J. L., Structure and Function in Biological Membranes. Holden-Day, San Francisco, California, 1965. 121 RoBINSON, G. A., ScHMIDT, M. J. and SuTHERLAND, R. W., Role of cyclic AMP in Cell Function. Greegengard, P. and Costa (eds.): «Reaven Press». New York, 1970, p. 11. 122 BrTENSKY, RussELL y BLANCO, Citados por (9). 123 BRADHAM y HoLT, Citados por (9). -75- es consecuencia de la pérdida de informaci6n celular a nivel molecular. En este sentido parecen haBlar las experiencias de CoMSTOCK y ANDERSON 93 quienes señalan que los reticulocitos procedentes de conejos viejos tienen menor capacidad para sintetizar hemoglobina * que los procedentes de conejos jóvenes, y HERBERG y colbs. 143 han demostrado recientemente que la solución salina donde han sido lavados ribosomas de reticulocitos de conejos jóvenes, contiene un factor capaz de estimular la síntesis de hemoglobina por los ribosomas procedentes de reticulocitos viejos, y concluyen que la pérdida de la capacidad de síntesis en las células viejas es motivada por la disminución con el progreso de la edad de un factor o factores presentes en la solución de lavar los ribosomas jóvenes. Actualmente son muChos los investigadores cuyos trabajos se proyectan hacia el estudio del materiaT genético así como de los mecanismos implicados en su actividad en razón de que se considera prácticamente como cierto el que la alteración del material y mecltJnismo genético es un factor de primera importancia en el desarrollo de la senescencia. Dos han sido principalmente los procederes que se han seguido para estos estudios, el aislamiento y fraccionamiento del DNA y del RNA lo que permite estudiarles cuantitativa y cualitativamente, y la técnica de hibridación DNA-RNA. El estudio del DNA celular, especialmente de hepatocitos de procedencia humana por SWARTZ 144 y por ENESCO 145 en los de 'la rata mediante espectrofotometría directa no han descubierto cambios ostensibles atribuíbles a la edad. Sin embargo DETWILER y DRAPER 146 han encontrado en el tejido muscular de ratas senectas una disminución de DNA, RNA y nitrógeno, con aumento de la relación DNA/RNA, especialmente por aumento relativo del RNA ribosomal, en tanto que otros órganos y tejidos como el corazón y el riñón no mostraron cambios valorabies, el tejido adiposo no mostró cambios en el DNA, pero sí en e1 l * Aunque la hemoglobina es sintetizada en su mayor parte por los eritroblastos, también lo es por los reticulocitos. 143 HERBERG, REVEL y DANON, Citados por (93). 144 SwARTZ, F. J., The development in the human liver of multiplie desoxyribose nucleic acid (DNA) classes and their relationship to the age of the individual. Chromosoma, 1956, 8, 53. 145 ENEsco, H. E., A cytophotometric analisys of DNA content of rat nuclei in aging. ]. Gerontol., 1957, 22, 445. 146 DETWILER, T. C. and DRAPER, H. H., Physiological aspects of aging. IV. Senescent changes in the metabolism and composition of nucleic acids of the liver and muscle of the rat. J. Gerontol., 1970, 16, 116. -82- RNA y en las proteínas, lo que les lleva a la conclusión de que los cambios acaecen en aquellos órganos que pierden más peso en el decurso de la senescencia. Sin embargo aún no ha sido confirmada la simple variación cuantitativa del material genético, y pensamos que es mucho más importante la investigación cualitativa, y aunque ésta es una cuestión erizada de dificultades, son muchas las investigaciones que dirigen su atención hacia la misma. El DNA se encuentra en el núcleo de las células en asociación con otros componentes como hiswnas, proteínas ácidas y alguna cantidad de RNA, componentes estos que son capaces de influir y modular 'la actividad del DNA. El grado de calentamiento que es preciso para fundir las nucleoproteínas (DNA con proteínas), el llamado punto de fusión (T m) se incrementa con la edad, lo que puede significar según HAHN 147 que cuanto más viejo es el organismo más y más DNA está reprimido, 1o que posiblemente es motivado por una variación de la naturaleza de la conexión entre el DNA y las proteínas, si bien esto no nos dice nada sobre su causa primaria. El DNA puro experimenta la consiguiente fusión por calentamiento cuando se alcanza el Tm, cambiando entonces sus propiedades físicas y además tiene lugar en el seno de su macromolécula la excisión o separación de la doble cadena en dos cadenas sencillas. En general cuanto menos puro es el DNA, es decir, cuanto más asociado esté con otros componentes su Tm es mayor, y todos los trabajos realizados con esta metódica parecen indicar que con el progreso de la edad disminuye la capacidad de «template» del material genético. CLARK y FELSENFEL:n 148 han tratado de calcular el porcentaje de DNA cubierto por proteínas, determinando su resistencia a la nucleasa, y en otro experimento su capacidad de combinarse con polilisina. En todo caso hay que suponer que la fracción de DNA cubierta por proteínas permanecerá inerte, deduciendo de sus experiencias que aproximadamente el 50 por 100 del DNA está libre de proteínas, porcentaje que supera con mucho al calculado con otros procederes. La verdad es que los resultados obtenidos con todas estas técnkas pueden variar ampliamente en razón de que muchos facto147 HAHN, H. P., Structural and funtional changes :n nucleoprotein during the aging of the cell. Gerontología, 1970, 16, 116. 148 CLARK, R. ]. and FELSENFLED, G., Structure of chromatin. Nature New Biol. (London), 1971, 229, 101. -83- res dependientes del propio experimento tienen una gran variabilidad, y por ello influyen grandemente en los resultados. También ha sido investigado el grado o índice de reasociación del DNA, es decir, la proporción de DNA de una sola cadena que revierte en un determinado tiempo a una estructura de dos cadenas, lo que es posible calcular por la variación de su densidad óptica o la dispersión óptica rotatoria, o bien calculando la proporción DNA de doble cadena/DNA de cadena única, presente en un intervalo determinado de tiempo mediante técnicas cromatográficas especiales. El tiempo durante el cual el proceso de reasociación ha reducido a la mitad el DNA original de una sola cadena se define como Cot 1/2, la proporción de los diversos índices de reasociación obtenidos en una muestra se designa espectro-COY. Con arreglo al espectro-COT obtenido, el DNA se clasifica en tres tipos o fracciones: a) fracción de reasociación extremadamente rápida (ERRF), b) fracción de reasociación rápida (RRF), y e) fracción de reasociación extremadamente lenta (ESRF). El ERRF está constituído por cortas porciones que tienen secuencias similares de nucleótidos y representa el 1 O por 100 del DNA del ratón. El RRF tiene una secuencia de nucleótidos esencialmente diferente pero aún con suficiente similitud para tener un índice de reasociación rápida, representa el 20 por 100, y el ESRF constituye el 70 por 100 restante. CuTTLER 126 ha estudiado las posibles diferencias de estas diversas fracciones de DNA en las células hepáticas de ratones de cinco grupos de edades, de 42, 105, 182, 412 y 546 días, no encontrando diferencias valorables. Otros investigadores se han ocupado de conocer la proporción entre DNA y proteínas en la cromatina, así como de los tipos de proteínas, pero los resultados obtenidos son en extremo inconsistentes, mostrando amplias variaciones según el método empleado. La actividad de la RNA-polimerasa ha constituído otro objetivo de muchos investigadores habiendo también proporcionado resultados inconclusos por inconsistentes. Algunas de las discrepancias encontradas en estas investigaciones pueden ser consecuencia de que el RNAr extraído de las célu!Jas representa el 85 por 100, y sólo el 15 por 100 restante corresponde al RNAm y al RNAt, siendo interesante que menos del 3 por 100 de los codones del DNA son los destinados al RNAr, es decir, que la mayor parte del RNA extraído de las células es codificado por una fracción muy pequeña del total de -84- DNA. Este fenómeno es consecuencia por un lado de 'la elevada actividad de partes muy pequeñas de la molécula de DNA, y por el otro lado de la rápida destrucción de los tipos específicos de RNA, el mensajero y el «transfer», y por lo tanto los estudios encaminados a calcular la actividad de la RNA-polimerasa, determinando la incorporación a moléculas de RNA de nucleótidos marcados con radioisótopos proporcionan una visión engañosa de lo que sucede en el DNA. Para resolver este problema se precisan técnicas que puedan ser capaces de indicar qué proporción de DNA está actuando en un momento determinado, produciendo moléculas de RNA específico. Recientemente ha sido ideada la llamada técnica de hibridación (CuTTLER 126) que consiste en poner en solución moléculas de RNA de procedencia nuclear y de las fracciones subcelulares citoplasmáticas de hígado de ratón cuyo RNA fue marcado «in vivo», con tiras de DNA procedentes de embrión de ratón. En esta situación el RNA se aparea al DNA formando un producto híbrido de DNA y RNA, exclusivamente en los lugares del DNA que están en actividad, en trance de sintetizar RNA. Si un segmento de DNA está produciendo muchas «copias» de un tipo de molécula de RNA solamente habrá cabida para una de ellas en el segmento correspondiente del DNA. Esta técnica permite así conocer cuanto DNA está activo en un determinado momento y permite investigar las variaciones que pueden tener lugar con la edad, utilizando en el experimento RNA de células viejas el cual se acopla a las consiguientes porciones del DNA, y luego se agrega RNA procedente de células jóvenes, éste solamente podrá unirse a las partes del DNA no ocupadas por el anterior, que serán partes del DNA que producen RNA en las células jóvenes pero no en las viejas. CUTTLER 126 en una serie de trabajos utilizando esta técnica de la hibridación, ha encontrado un cambio sustancial en el RNA del hígado de ratones después de la maduración sexual del animal, existiendo una disminución significativa en el número de RNA específicos transcritos, tanto en el núcleo como en el protoplasma, y que se exagera con el aumento de la edad. Parece haber también una síntesis de nuevas especies de RNA y desaparición de otras antiguas en forma ordenada a lo largo de la vida del animal. También es posible objetivar una fracción de RNA de muy larga duración, es decir, de muy larga vida, sintetizada solamente en edad muy temprana pero que perdura todavía en ia edad tardía. -85- Lo más valorable de los resu1tados obtenidos en todo el conjunto de trabajos sobre el material genético, es que en él tiene lugar una variación en relación con la edad) variación de los tipos de RNA demostrables en los órganos del ratón, siendo importante que estas variaciones dependen exclusivamente de la edad del animal, habiendo al parecer el mismo pool de RNA en todos los animales de la misma edad. Todos estos cambios van teniendo lugar a través de toda la vida, no solamente en la senectud extrema, aunque la verdad es que no se conoce la significación que puedan tener estas variaciones. Sin embargo moviéndonos en un terreno puramente hipotético podemos interpretarlas bien como efecto) o bien como causa) o incluso como un mecanismo inhibidor de la senescencia. Si son simplemente efectos de la edad, puede ser que no tengan. actuación alguna sobre el deterioro por ella, o por el contrario pueden potenciar los procesos originarios de la senescencia y actuar como factores agravantes de la misma. Es posible que sean consecuencia de procesos que interfieren la homeostasis celular) originándose una modificación de la actividad genética, reprimiéndose o derreprimiéndose los genes con excesiva lentitud o por el contrario con excesiva rapidez. Cabe también pensar en 'la posibilidad de que sean fenómenos encaminados a neutralizar pretéritos hechos) por ejemplo si se produjo una excesiva cantidad de un tipo de RNA en las edades anteriores que pueden cubrir las necesidades en el mismo a lo largo de 'la vida teórica del animal, el DNA quedaría reprimido y protegido por histonas, pero relativamente inmodificado y en condiciones de volver a activarse si fuese requerido, lo que podría explicar la transcripción T -- C observada en algunas experiencias) siendo T el DNA que está siendo transcrito y C el que fue transcrito en épocas pretéritas. Este proceso posiblemente tiene un fin compensador sugiere SAMIS u9, ya que la actuación de un DNA en el que a lo largo del tiempo se hubiesen acumulado mutaciones no letales, produciría enzimas con menos actividad específica. La transcripción T _,O (0 representa la fracción de DNA que ni está siendo transcrita, ni tampoco existe RNA en la célula en ese momento derivado del mismo) podría representar el apagamiento de algunos genes pleiotrópicos cuando dejan de ser necesarios, ya que la actuación ulterior de estos genes pleiotrópicos podría acelerar 149 S AMI S, citado por ( 126 ). -86- el envejecimiento. Por el contrario la transcripción O -· T constituiría la puesta en marcha de genes cuya misión podría ser contrarrestar algunos procesos de la senescencia, aumentando la protección de las membranas, y eliminando o disminuyendo los efectos deletéreos de los radicales libres. Además de las posibilidades apuntadas, carbc también pensar que las variaciones del material genético sean la causa primaria del envejecimiento, es decir, que la senectud esté programada en el genoma. La programación genética directa de la senescencia puede ser el resultado de que exista una limitación en el genoma de algunos mecanismos protectivos contra 'los radicales libres, o bien una limitación de la síntesis de enzimas esenciales, o bien podría ser la senescencia consecuencia de la actuación de genes cuya misión sería la de acelerar el envejecimiento, posibilidad esta harto improbable. Finalmente, cabe pensar que las variaciones del material sean por el contrario un inhibidor del proceso general de la senescencia, de forma que el genoma estaría programado para el desarrollo del animal, y luego en la madurez y en las edades ulteriores, lo estaría para desarrollar mecanismos protectivos reparatorios, compensato- [rios, etc., para mantener y prolongar la vida. Así la transcripción T __,. O puede representar el apagamiento o represión de genes cuya relación perjuicio/ beneficio llega a ser crítica. La transcripción T-+C, puede significar una protección del DNA limitando su tiempo de expresión, y una protección del RNA de larga duración mediante una cubierta proteica, en tanto que la transcripción O -~ T irrogaría la puesta en juego de mecanismos encargados de neutralizar los efectos genéticos pleiotrópicos aumentando por ejemplo la estabilidad de las membranas o potenciando la efectividad de los inhibidores de radicales libres. Mucho es el camino que falta por recorrer para poder llegar a conocer en forma precisa las variaciones que tienen lugar en el material genético en la senescencia, lo que precisa nuevas técnicas, ya que las utHizadas hasta ahora no han permitido más que esbozar algunos hechos, pero es que además se precisa puntualizar la significación de los mismos y precisar los mecanismos implicados en ellos. -87- V CONSIDERACIONES FINALES El problema de la senescencia tiene sin duda un extraordinario interés, y en la vida real nadie puede semejarse al personaje imaginario Peter Pan. No son pocas las personas en las que insensiblemente se va labrando un profundo e indefinido resentimiento por saberse herederos de una carne que indefectiblemente envejece y muere con el decurso del tiempo, y que claman por el elixir de la juventud perenne y de la vida. Pero son muchos más los resignados que soportan con dignidad, dice BuRCH 1, el saber que tienen que rendir el tributo de envejecer y morir que el fenómeno de la vida lleva implícito consigo. Es curioso sin embargo que a pesar de la omnipresencia del envejecimiento, el estudio científico del mismo, que constituye la Gerontología, se ha iniciado hace poco tiempo, tratando de conocer los fenómenos que promueven la senescencia, y tratando de descubrir las posib1es formas de corregirlos, materia distinta a la de la Geriatría que se ocupa de conocer los disturbios morfológicos y funcionales del organismos senecto para poder aliviarles, al tiempo de ocuparse de las peculiaridades clínico-terapéuticas de la patología del anciano. En los anteriores apartados hemos sumarizado los hechos que parecen ser más importantes en las génes,is de ese fenómeno a la vez monótono y complejo que es 1a senescencia. Tras del acúmulo de múltiples observaciones y experiencias, han surgido los inicios de unas teorías generales, aún en embrión, siendo necesario revisarlas reiteradamente para comprobar su posible realidad y profundizar en el conocimiento de los mecanismos que se mantienen como protagonistas del envejecimiento, revisándolas antes de aceptarlas y elevarlas a la categoría de leyes generales. No ca:be duda que los conocimientos gerontológicos actuales son todavía harto imprecisos, pero nos pro- -89- porcionan ciertos datos que nos permiten tener al menos una orientación sobre algunos de los mecanismos que irrogan la senectud. Parece ser cierto que la senescencia es en parte consecuencia del daño promovido por productos derivados de la actividad metabólica, existiendo mecanismos, unos encaminados a reparar el daño, y otros encaminados a proteger al organismo frente a tales productos, dependiendo el daño producido de la eficiencia de estos mecanismos reparativos y protectivos. La existencia de especies animales muy próximas pero de longevidad distinta, deja suponer que en ellas la cantidad de productos capaces de irrogar el daño, será muy similar y la distinta longevidad cabe interpretarla como secuente a la distinta efectividad de los mecanismos preventivos, quizás por la capacidad de eliminar en el momento adecuado la actuación de genes pleiotrópicos que fueron necesarios, pero que luego pueden ejercer efectos perniciosos, o bien por disponer de medios capaces de contrarrestar estos efectos indeseables. Para valorar la importancia que pueden tener en la senescencia estos mecanismos, sería conveniente la identificación y cuantificación de los productos metabólicos perniciosos y los factores que facilitan su producción. Conocer además los lugares donde estos productos actúan produciendo el daño primario, como pueden ser por ejemplo los ácidos nucleicos, las membranas celulares, la colágena, etc. También es muy importante el llegar a conocer el grado de mutaciones impuestas por la edad en el DNA, aberraciones cromosómicas, etc., siendo probable que la longevidad de diferentes especies animales sea inversamente proporcional a la magnitud de las alteraciones del material genético. La vida finita de un cultivo de tejido de células diploides, es el resultado del daño que se va produciendo en el mismo, siendo mayor el daño que sufre el genoma que la capacidad y eficiencia de los mecanismos reparativos. En genera'!, 'la magnitud del daño es mayor en el cultivo que «in vivo» en razón de que las células que proliferan en un cultivo tienen un metabolismo más intenso, por lo que el tiempo requerido para acumular una carga crítica capaz de alterar el material genético, es más corto. Las alteraciones originada por este daño celuhr tendrán además consecuencias diversas, como puede ser la creciente síntesis de proteínas erróneas, que posiblemente promueven la producción de autoanticuerpos, la alteración de los finos mecanis- -90 ,.--- mos de represión y derrepresión genética que incrementarán la fina hemeostasis celular, etc. Es de fundamental importancia además de medir la magnitud del daño, el identificar y conocer los mecanismos reparativos, así como las condiciones que les potencian y las que los inhrben la capacidad de reparación del DNA por medios enzimáticos, que exige también un buen estado de las organelas celulares, membranas, etc. Teóricamente es posible potenciar los mecanismos protectivos mediante agentes que liguen los radicales libres y disminuyan su concentración en los compartimentos extra o intracelular, o mediante la administración de agentes que estabaicen las membranas celulares, y otros procederes que hoy aún no se entreven, y que puedan permitir el retraso de la senescencia en un grado que no podemos vaticinar. -91- ACABOSE DE IMPRIMIR ESTE DISCURSO DE APERTURA DEL CURSO ACADÉMICO 1973-74, DE LA UNIVERSIDAD DE VALLADOLID, EL DÍA 9 DE OCTUBRE DE 1973, EN LOS TALLERES DE LA EDITORIAL «SEVER-CUESTA», DE VALLADOLID