El mecanismo bioquímico recientemente confirmado en células de ratón, murciélago y rata topo desnuda es un componente clave del programa antienvejecimiento
El envejecimiento es una parte inevitable de la vida, sin embargo algunas especies envejecen de manera muy diferente a otras, incluso a las muy similares. Las ratas topo desnudas, por ejemplo, un roedor de África oriental de un tamaño comparable al de los topos o ratones, muestran un proceso de envejecimiento fuertemente retardado y viven hasta 30 años. Los científicos de Rusia, Alemania y Suiza han confirmado ahora un mecanismo en las células de los ratones, murciélagos y ratas topo desnudas - una "leve despolarización" de la membrana mitocondrial interna - que está vinculado al envejecimiento: La despolarización leve regula la creación de especies reactivas de oxígeno mitocondrial (mROS) en las células y por lo tanto es un mecanismo del programa antienvejecimiento. En los ratones, este mecanismo se desmorona a la edad de 1 año, mientras que en las ratas topo desnudas esto no ocurre hasta los 20 años. Este mecanismo recientemente confirmado se describe en detalle en un artículo publicado en las "Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los EE.UU.".
Lunar desnudo
Jan Zwilling, IZW
Las especies de oxígeno reactivo mitocondrial (mROS), como el peróxido de hidrógeno, son subproductos de la respiración celular y, en dosis más altas, están asociadas con diversas enfermedades y procesos de envejecimiento. Hay diferentes mecanismos en las membranas mitocondriales internas y externas que regulan la producción de mROS. La función clave de la respiración celular es la producción de energía en forma de ATP (trifosfato de adenosina) a través del acoplamiento de los complejos de la cadena respiratoria mitocondrial con la ATP sintasa. Se ha confirmado que diferentes enzimas del espacio intermembranas mitocondrial (hexocinasas I + II y creatina cinasa) reducen ligeramente el potencial de la membrana interna de la mitocondria ("leve despolarización"). Esto significa que las diferencias en la carga eléctrica entre el espacio interior y exterior de las mitocondrias se reducen y la producción de energía mediante la síntesis de ATP se reduce en cierta medida. Al mismo tiempo esto lleva al cese de la producción de mROS. "La prueba de este efecto implica que la despolarización leve es un mecanismo del programa antienvejecimiento, que frena eficazmente los procesos de envejecimiento de la célula", dice el autor principal Vladimir Skulachev (Universidad Estatal de Moscú Lomonosov).
El equipo de investigación pudo demostrar que ambos mecanismos bioquímicos no operan con la misma intensidad y eficiencia en diferentes especies y tejidos y a diferentes edades: Los investigadores examinaron los mecanismos de las hexocinasas I + II y de la creatina quinasa en varios tejidos (pulmón, riñón, cerebro, músculos esqueléticos, corazón y otros) en ratones (Mus musculus), ratas topo desnudas (Heterocephalus glaber) y murciélagos de cola corta de Seba (Carollia perspicillata). Encontraron diferencias interesantes: La despolarización leve comienza a disminuir significativamente después de 1 año de edad en ratones con niveles insignificantes después de 24 meses en los músculos esqueléticos, el diafragma, el corazón, el cerebro y el bazo. En el tejido pulmonar y renal, la despolarización leve disminuye en menor medida con el envejecimiento. "El desmoronamiento del programa antienvejecimiento en las células comienza después de sólo un tercio de la vida media en los ratones, mientras que las ratas topo desnudas y los murciélagos de cola corta de Seba mantienen una leve despolarización y, por lo tanto, la supresión de la producción de MROS hasta edades avanzadas", explican los coautores Thomas Hildebrandt y Susanne Holtze del Instituto Leibniz de Investigación de Zoológicos y Vida Silvestre (Leibniz-IZW). "Esto contribuye a la extraordinaria longevidad de estas especies".
Estos mecanismos bioquímicos explican cómo funcionan y se regulan los programas de envejecimiento y antienvejecimiento dentro de las células. Sin embargo, aún no se ha determinado dónde y cómo se activan y controlan estos procesos. "El reloj biológico maestro aún no ha sido identificado", dice el autor principal Mikhail Vyssokikh (Universidad Estatal de Moscú Lomonosov). "Sospechamos que está situado en el núcleo supraquiasmático del hipotálamo, que es responsable de los ritmos circadianos y estacionales". Esta cuestión y algunos otros componentes aún desconocidos de los programas de envejecimiento y antienvejecimiento serán objetivos de gran interés para futuras investigaciones gerontológicas.
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