¿Es inevitable que envejezca nuestro cerebro? El envejecimiento visto desde la fisiología celular

Ya Galeno, alrededor del año 200, pensaba que el envejecimiento era “un estado intermedio entre la salud y la enfermedad: no es un estado patológico, pero las funciones biológicas están reducidas y debilitadas”. Y así parece pues observamos que a todas las personas se nos van olvidando las cosas conforme avanza la edad, aunque mucho menos que a las personas que tienen la enfermedad de Alzheimer, por ejemplo. Todas las personas mayores pierden elasticidad y tiemblan un poco, pero las personas con Parkinson pierden el control de sus movimientos. Es decir que con el envejecimiento se manifiestan características neurodegenerativas, pero en menor grado. Dado que el envejecimiento ocurre a todas las personas, no es una enfermedad en sí mismo, pero sí es el principal factor de riesgo para desarrollar las enfermedades crónicas asociadas a la vejez.

Resulta interesante que no todas las personas envejecen al mismo grado. Una proporción muy pequeña de personas llega a los ochenta años sin padecer una sola enfermedad crónica y conservando sus habilidades mentales, mientras que muchas personas padecen varias enfermedades crónicas de manera simultánea incluso desde los cincuenta años. Entonces, el envejecimiento es maleable. Entender sus bases biológicas permitirá desarrollar estrategias para que la mayoría de la gente viva ochenta años en plenitud.

Neurodegeneración
Jorge Reyna

En colaboración con especialistas nacionales y de otros países investigamos por qué envejecemos; buscamos entender cuáles son los cambios biológicos que ocurren en el cuerpo con el paso del tiempo que aumentan la probabilidad de desarrollar enfermedades crónicas y morir. Entre las enfermedades crónicas, la neurodegeneración es la más devastadora puesto que las habilidades mentales son lo que nos distingue como seres humanos.

Los cambios biológicos que ocurren con el envejecimiento son parecidos en diversas especies, como gusanos, moscas, ratones y humanos. Uno de esos cambios es que deja de funcionar la autofagia, uno de los más importantes procesos intracelulares de reparación. En el interior de las células hay unas vesículas especiales llamadas lisosomas que contienen enzimas digestivas capaces de degradar todos los tipos de macromoléculas de que estamos hechas las personas, los animales y las plantas. Existe una maquinaria molecular que detecta la parte de la célula dañada o que por cualquier razón se debe digerir y la introduce a los lisosomas. Si la autofagia no funciona, se acumulan dentro de las células agregados de proteínas, mitocondrias u otros organelos dañados, que van mermando la funcionalidad de las células. Después de digerirse el material celular introducido a los lisosomas, se pueden liberar al citoplasma los distintos componentes que se produjeron con la digestión —aminoácidos, glucosa, proteínas, ácidos grasos, hierro, etcétera—, que son fundamentales para el metabolismo. Por esto, si la autofagia no funciona se interfiere con todo el metabolismo: puede fallar la cantidad de glucosa que utiliza la célula o la cantidad de adenosín trifosfato (ATP, una molécula que es fuente de energía para la célula) que esta genera; pueden faltar aminoácidos para la síntesis de proteínas, disponibilidad de hierro, etcétera. La autofagia también protege al genoma, facilita la reparación del ADN dañado y mantiene renovadas partes del núcleo. Si no funciona la autofagia, se acumula material genético dañado.

En las neuronas en particular es fundamental que funcione la autofagia porque son células que tenemos desde que nacemos, las cuales hay que mantener a través de los años por medio de la renovación de sus partes para que sigan funcionando. En las neuronas también deja de funcionar la autofagia con el envejecimiento. Y en cerebros de personas que murieron de Alzheimer o Parkinson se ha visto que el funcionamiento de la autofagia está interrumpido, lo que impide el proceso de limpieza de las partes dañadas y la regeneración. De hecho, se demostró experimentalmente en ratones que al inhibir la autofagia sólo en neuronas se desarrollan características de neurodegeneración. Por su parte, en estudios hechos en moscas y gusanos, se encontró que la falla de la autofagia causa el envejecimiento del organismo y, al contrario, aumentar la autofagia sólo en neuronas extiende la longevidad.

Estas observaciones indican que el cerebro afecta la longevidad del organismo, tal vez porque actúa como sensor primario de estresores fisiológicos y ambientales. Vale la pena proteger nuestro cerebro al estimular la autofagia en las neuronas.

En colaboración con el doctor Bulmaro Cisneros, investigador del CINVESTAV y con el doctor Felipe Court, investigador de la Universidad Mayor en Chile, estudiamos por qué falla la autofagia con el envejecimiento y buscamos intervenciones que lo prevengan. Hemos descubierto que en el cerebro de ratones viejos aumenta una proteína llamada CRM₁, que transporta proteínas del núcleo al citoplasma y, como consecuencia de cambiar de lugar proteínas que llevan a cabo la autofagia, ya no pueden funcionar. En la figura 1 se muestran fotos de una región del cerebro llamada hipocampo, que lleva a cabo funciones de memoria y aprendizaje, en las que se puede observar el aumento de la proteína CRM₁ en un cerebro de ratón viejo en comparación con el de un ratón joven.

En cortes de cerebro de ratones jóvenes o viejos se muestra en morado la proteína MAP₂, que identifica a las neuronas, y en verde a la proteína CRM₁

Diversas intervenciones farmacológicas o genéticas que inducen autofagia retrasan el envejecimiento. Hacer ayuno intermitente es una forma de inducir la autofagia. Sin embargo, en particular en la población mexicana, un alto porcentaje de personas tiene síndrome metabólico, prediabetes o diabetes, por lo que no es recomendable hacer ayuno sin supervisión médica, pues puede resultar contraproducente. En el presente, mejor que el uso de fármacos, hacer ejercicio y comer sin saciarse son las intervenciones idóneas para inducir la autofagia incluso en el cerebro.

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