Científicos creen que nuestro reloj biológico ha sido ajustado antes de nacer...

No importa si eres una "persona madrugadora" o un "búho de la noche" todo está determinado a nivel celular.

ADRIENNE LAFRANCE // APR 24 2014, 1:16 PM ET

   Existe un pequeño, pero importantísimo grupo de neuronas en tu cerebro, que te dicen ¿ Qué hacer ? y ¿Cuándo hacerlo?. 

   Es del tamaño de una semilla de mostaza, pero el Núcleo Supraquiasmático (NSQ), regula cuando comes, cuando duermes, cuando sientes sed, además de una larga lista de funciones relacionadas con el comportamiento social y sexual.

   Esta pequeña "semilla de mostaza" es nuestro "reloj maestro" que mantiene al cerebro y al cuerpo sincronizados. Es lo que hace a una persona un "búho nocturno" o una "alondra mañanera". Y estas características parecen ser genéticas, pre-establecidas antes de nacer, nos comenta Seth Blackshaw, profesor asociado de Neurociencias en Johns Hopkins.

   Blackshaw es el autor de un nuevo estudio a cerca del desarrollo del NSQ, y los hallazgos de su equipo de investigadores representa un gran "paso adelante"hacia un mejor tratamiento de los trastornos del sueño, y de incluso, el Jetlag.

   Los problemas del sueño son considerados "una epidemia de salud pública", de acuerdo con el CDC ( the Centers for Disease Control and Prevention, por sus siglas en inglés).  

   Los hábitos de sueño de las personas cambian a medida que envejecen, un hecho bien establecido, pero poco entendido. 

   "El proceso de cambio de acostarse tarde en la noche, de los adolescentes, no es comprendido a nivel molecular," indica Blackshaw. "Los adolescentes tienden a ser búhos y a medida que vamos creciendo, generalmente, se tiende a cambiar a un patrón de "alondra mañanera". Nadie sabe realmente porqué. Pero se sabe que la "sincronización" del NSQ se deteriora al envejecer."

   También sabemos que jugar con nuestro reloj biológico nos hace sentir mal. Pero permanecer despierto cuando tu cuerpo desea dormir, también es malo para las personas. 

   Muchos estudios demuestran que las personas que trabajan en turnos nocturnos, nunca llegan a adaptarse completamente a su horario nocturno. Estos trabajadores a menudo tienen problemas con el colesterol alto, obesidad y diabetes. Incluso, algunos estudios han encontrado que los trabajadores nocturnos tienen un riesgo elevado de cáncer o infartos cardíacos. 

   Aquí está lo curioso de todo ésto: El reloj biológico que te mantiene en vigilia o en sueño, no está solamente en tu cerebro, sino que está en todo el cuerpo. Cada célula es "su propio reloj" sincronizado con el NSQ (el reloj maestro), y todas esas células apropiadamente, conectadas para mantenerse sincronizadas. Blackshaw lo sabe muy bien porque el ha intentado romper esa conexión.

   Lo que él encontró, en un estudio con ratones, fue una "importante" trastorno, cuando su equipo removió un gen clave, que ayuda al NSQ a comunicarse con las demás células. En lugar de comportarse en un horario normal de 24 horas, los ratones empezaron a comportarse como si tuvieran 2 ó 3 relojes biológicos gobernando sus comportamientos, al mismo tiempo.

   "Cuando observamos minuciosamente sus ritmos, comenzamos a ver verdaderos problemas," nos dice Blackshaw. "Aunque el reloj biológico todavía está funcionando, no estaba bien sincronizado. Parecía que la luz del día podía todavía sincronizar sus ritmos de actividades. Pero si los colocábamos en la oscuridad... al examinar --el núcleo del ciclo circadiano-- , encontramos que estaba totalmente desorganizado."

   Todo ésto resulta importante para los seres humanos, porque sabemos que hay personas que presentan sus ciclos circadianos alterados —personas que presentan insomnio severo, o aquellos que se autodenominan personas mañaneras o búhos, dependiendo del día de la semana. 

   Una investigación más exhaustiva al NSQ de esas personas, podría también, ayudar a explicar, porqué algunas personas que trabajan en turnos diurnos, también llegan a desarrollar problemas de salud. Si existe un desajuste entre el NSQ y los ritmos del resto de las células, eso podría ser la clave que nos indique que existe algún daño mayor en el NSQ o en sus proteínas.

   "Esta pequeña estructura controla muchas, muchas cosas," nos comenta Blackshaw. "Estamos hablando de una amplia gama de procesos fisiológicos, que incluyen no solo el metabolismo, sino que también los cambios de humor, las funciones cognitivas, la memoria, depresión y hasta la reproducción."

   

   Todo ésto, provoca otras preguntas a cerca de "aquellos otros relojes"—los ritmos en cada una de las células, que toman señales del NSQ para sincronizarse. Si nuestro "reloj maestro" es tan importante, ¿Porqué tendremos todos esos otros "mini-relojes"?

Los científicos no están seguros (se desconoce la respuesta).

   Pero Blackshaw sospecha que podría tratarse de un asunto de "redundancia". Los relojes a nivel celular —nos podrían mantener sincronizados, sin el NSQ, por horas o días despues de un fallo— serían una especia de "estabilizadores giroscópicos", o como las "las rueditas de aprendizaje de las bicicletas", en realidad serían muchas "rueditas de aprendizaje".

   Por otra parte, el reloj biológico de nuestro cuerpo podría ser un sistema más simple o algo más complejo, de lo que sabemos en la actualidad. Podría tener relación, con el origen de todo ser humano—como una única célula. 

   "Porque si nos ponemos a pensar, un organismo unicelular como el alga verde-azul mantiene su propio reloj, también," nos indica Blackshaw. "Perfectamente podría ser que todo el proceso inicie con un "oscilador" o reloj unicelular; algo que ya haya estado incrustado en los organismos unicelulares, cuando se evolucionó hacia la multicelularidad. Algo diseñado e insertado, profundamente en todo el sistema."

Traducción sin fines de lucro, exclusivamente con fines de divulgación científica en idioma castellano. Artículo original en inglés aquí

Todos los derechos reservados para ADRIENNE LAFRANCE (@ADRIENNELAF) y para la revista The Atlantic.

Las muestras de sangre de la mujer más longeva del mundo, nos da pistas a cerca de "los límites de la vida"

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  19:15 23 April 2014 by Andy Coghlan
• New Scientist

"La muerta es la única certeza de la vida" – un análisis detallado de unas muestras de sangre de la mujer más longeva (y saludable) del mundo nos da pistas de lo que ocurre (y porqué ocurre).

Nacida en 1890, Hendrikje van Andel-Schipper fue en su momento la mujer más longeva del mundo. Ella además, a esa edad, era impresionantemente saludable, con sus facultades cognitivas totalmente conservadas, incluso muy cerca de su muerte, y con su sistema circulatorio (y su sangre) completamente libre de enfermedades. Cuando Hendrikje falleció en 2005, ella donó su cuerpo a la ciencia, con el completo apoyo de sus parientes vivos y con el compromiso, de que cualquier hallazgo científico relacionado con el estudio de su cuerpo, debía ser de dominio público (al igual que su nombre).

 Algunos investigadores han examinado su sangre y otros tejidos, para ver ¿cómo éstos han sido afectados por la edad?.

Lo que encontraron sugiere, como podríamos esperar, que nuestra "tiempo de vida" puede estar finalmente limitado por la capacidad de las células madres, de reponer las células perdidas en nuestros tejidos todo los días. Una vez que nuestras células madres alcanzan un "estado de agotamiento", el cual impone un límite en su propio "tiempo de vida", éstas (células madres) mueren y consistentemente, disminuyen la capacidad del cuerpo de mantener la regeneración vital de tejidos y células, como por ejemplo, nuestra sangre.

Dos pequeñas células

En el caso de la señora van Andel-Schipper, parece que en el "ocaso de su vida", cerca de 2/3 (dos tercios) de sus glóbulos blancos (leucocitos) restantes en su cuerpo (al momento de su muerte), se originaban, solamente de 2 células madres, lo que implica que la mayoría o todas las células madres, con las que ella inició su vida, se habían "agotado" y muerto.

"Existe un número limitado de divisiones (mitosis) de las células madres, pero acaso ¿Esto implica que existe un límite para la vida humana?" se pregunta Henne Holstege del Centro médico de la Universidad de VU en Amsterdam, Holanda, quien lidera el equipo de investigación. O ¿ Podemos reemplazar ésta carencia con células madres recolectadas en el principio de nuestras vidas ?"nos comenta.

Otra evidencia de "la fatiga" de las células madres surge del hallazgo que los glóbulos blancos de la señora van Andel-Schipper, presentaban un desgaste drástico de los telómeros – la punta o extremos protectores de los cromosomas que se van consumiendo como si fueran "cerillas" o "mechas de detonación" cada vez que la célula se divide. En promedio, los telómeros en los glóbulos blancos, eran 17 veces más cortos, que los de las neuronas cerebrales, las cuales difícilmente se replican a lo largo de la vida.

El equipo de investigación estableció que el número de leucocitos (glóbulos blancos) descendientes de cada célula madre; mediante el estudio de los patrones de mutación encontrados dentro de éstas células sanguíneas. Dicho patrón fue muy similar en todas las células, por lo que los investigadores pudieron concluir que todas provenían de una o dos células madres, cercanamente relacionadas (emparentadas).

Punto de Agotamiento

"Se estima que cada uno de nosotros nace con alrededor de 20 mil células madres sanguíneas, y en cada momento, alrededor de 1000 están activas simultáneamente para mantener la cantidad de células en sangre," nos explica Holstege. A lo largo de la vida, el número de células madres activas disminuye, nos dice, y sus telómeros se acortan al punto, que llegan a morir, éste punto lo denominamos "punto de agotamiento de las células madres".

Holstege, también nos comenta que, el otro hallazgo importante, de éste estudio, fue que las mutaciones dentro de éstos leucocitos estudiados eran inofensivos  – todo el resultado de la replicación errónea del ADN durante la vida de la señora van Andel-Schipper de las células madres sanguíneas multiplicadas para proporcionar clones de los cuales derivaban las nuevas células sanguíneas para mantener la cantidad en sangre constante y repetidamente a lo largo de la vida-.

Holstege, nos indica además, que es la primera vez en que se estudian patrones de mutaciones somáticas, en una persona tan longeva y saludable. la ausencia de mutaciones peligrosas (que produzcan enfermedad o cáncer, por ejemplo) nos sugieren que la señora van Andel-Schipper tuvo un sistema "superior" de reparación y control (cancelación) de células con mutaciones peligrosas.

Oportunidad en la Mutación

El estudio es original debido a que es la primera vez en investigar la acumulación de mutaciones somáticas dentro de los tejidos de un individuo muy longevo, indica Chris Tyler-Smith del Instituto Wellcome Trust Sanger en Hinxton, Reino Unido. "Éste estudio contrasta con el estudio de mutaciones de la línea germinal [presentes al nacer] medidos anteriormente" nos dice.

"Cuando hay mutación, existe una oportunidad para la selección y algunas de las mutaciones somáticas, llevan al cáncer," comenta Tyler-Smith. "Ahora hemos visto un rango de mutaciones somáticas en tejidos normales y no cancerosos, como la sangre, por lo que podemos empezar a pensar sobre las consecuencias en la salud."

Sorprendentemente, comenta Holstege, los resultados abren la posibilidad de "rejuvenecer cuerpos envejecidos" al re-introducir células madres recolectadas en el nacimiento (o a temprana edad). Dichas células estarían, sustancialmente, libres de mutaciones, y con sus telómeros completamente largos. "Si yo tomara una muestra de mi sangre ahora, y la volviera a reintroducir cuando sea mayor, tendría telómeros largos otra vez – aunque ésto solo sería posible con la sangre, no con otros tejidos," nos dice.

Lo próximo será obtener pistas de los genes que protegen contra la enfermedad de Alzheimer , al comparar el genoma de la señora van Andel-Schipper, con el de las personas que han fallecido a edades muy tempranas por causa de la enfermedad.

Artículo original en inglés aquí.
Journal reference: Genome Research, DOI: 10.1101/gr.162131.113


Traducción sin ningún fin comercial, estrictamente para la divulgación científica en castellano.
Todos los derechos reservados para Andy Coghlan (@AndyCoghlan1) y la revista New Scientist .