¿La telomerasa, la piedra filosofal de la biología molecular?

Por: Lionel Valenzuela Pérez

En el corazón de la mayoría de los canceres humanos está presente una enzima, esta enzima tan importante es llamada telomerasa. Prácticamente el 95% de las células cancerígenas muestran la telomerasa activa.

La telomerasa muestra un patrón de expresión particular y sólo se encuentra activa, en las células madre embrionarias, en las células madre del adulto , células germinales y células tumorales. Mientras que en las células somáticas que son las que constituyen la mayor parte de los tejidos diferenciados se encuentra inactiva.

Recientemente se ha descubierto la estructura de un componente catalítico clave de la enzima, abriendo el camino para obtener mejores drogas anticancerígenas y tal vez algún tipo de terapia anti-envejecimiento.


¿Que ocurre en las células somáticas con la telomerasa?

Las células somáticas realizan el ciclo celular. Primero la etapa G1, de elevada actividad metabólica, luego la etapa S donde se replica el ADN y finalmente la etapa G2, última etapa antes de realizar la división mitótica.

El gen de la telomerasa no se expresa en las células somáticas y cada vez que la célula se divide -debido al mecanismo de replicación del ADN- los telómeros se acortan. Así, con cada división mitótica los telómeros sobrevienen cada vez más cortos, esto afectaría de alguna manera la estabilidad de los cromosomas impidiendo que las células puedan dividirse en forma indefinida.

Cuando la célula ya no puede dividirse más debido a sus telómeros acortados, muere. Algunos investigadores opinan que este límite al número de divisiones celulares que una célula puede realizar es una forma de protección contra el cáncer.

Como dijimos antes, la telomerasa está inactiva en la mayor parte de los tejidos y sólo se encuentra activa, en las células madre (sobre todo en las células madre embrionarias), en células de la línea germinal y en células tumorales.

Las líneas de células tumorales cultivadas “in Vitro” se dice que son “inmortales”. Es decir la célula en sí misma no es inmortal, pero puede dividirse en forma indefinida, no como las células de los tejidos somáticos que tienen un número definido de divisiones.

¿Qué es la senescencia replicativa?

La palabra senescencia proviene del griego senex (viejo) y se refiere al envejecimiento biológico.

Cuando células eucariontes extraídas de tejidos son puestas en un medio de cultivo celular, comienzan a dividirse pero no lo hacen indefinidamente. Inicialmente se dividen en forma muy rápida, pero lentamente comienzan a hacer menos mitosis y finalmente no se dividen más y mueren. Las células no pueden pasar de la etapa G1 a la etapa S. A este proceso se lo llama senescencia replicativa. Por ejemplo las células humanas de un adulto joven puede replicarse entre 60-80 veces, pero las de una persona anciana no superarán las 20 divisiones.

Pensemos que durante décadas los científicos opinaban que tanto las células vegetales como animales, podrían replicarse en forma indefinida en cultivo celular. Pero en 1961 Leonard Hayflick investigador estadounidense demostró que este era un concepto erróneo. Demostró con fibroblastos de pulmón y de piel que las células cultivadas in Vitro inicialmente se multiplican vigorosamente pero luego decaen y finalmente mueren. Al límite de divisiones celulares que pueden realizar las células normales se lo denomina "Límite de Hayflick". Las células cancerígenas pueden cultivarse “in Vitro” en forma indefinida.




¿Cómo pueden estar relacionados cáncer y envejecimiento celular?

La telomerasa es responsable de añadir una secuencia repetitiva en los extremos de los cromosomas, llamados telómeros. Los telómeros protegen a los cromosomas, evitando su rupturas, degradación y otros problemas. Si los telómeros, se vuelven muy cortos, comienzan a ocurrir anormalidades cromosómicas. Recordemos que uno de los sellos distintivos del cáncer son estas anormalidades. Si la célula de alguna forma pudiera detectar esta condición tan riesgosa (el acortamiento de los telómeros), dejaría de dividirse. De esta forma, el acortamiento de los telómeros sería una forma de prevenir la parición de células tumorales y el precio a pagar sería la senescencia replicativa.

Recordemos que hay dos genes claves que pueden detener el ciclo celular ante la acumulación de mutaciones, estos genes son el p53 y el p16. El resultado de detener el ciclo celular, antela acumulación de mutaciones o la imposibilidad de reparar el ADN dañado es la senescencia replicativa.

Esto explicaría varios de los síndromes que afectan a los seres humanos, relacionados con envejecimiento precoz o acelerado. El común denominador que aparece en estas enfermedades es la mutación de genes relacionados con la reparación del ADN o con mantener la integridad del genoma.

Por ejemplo en el sindrome de Werner, las personas afectadas, tienen el pelo canoso a los 20 años y la mayoría muere antes de cumplir 50 años. Sufren de varias enfrmedades asociadas a la vejez, como osteoporosis, cataratas y arteriosclerosis. Aún siendo muy jóvenes sus células sufren senescencia replicativa luegode realizar sólo 20 divisiones celulares, cuando lo normal es 70 u 80 divisiones. Este síndrome es provocado por una mutación en el gen WRN, que codifica una helicasa necesaria para la reparación y mantenimiento del ADN y de los telómeros. La acumulación de mutaciones, los problemas en los telómeros activan los mecanismos del p53 y el p16 que detienen el ciclo celular y provocan la senescencia replicativa.



Otro síndrome de envejecimiento precoz es el de la Progeria (Vejez) o Síndrome de Hutchinson-Gilford (HGPS). Los niños que nacen con esta rara enfermedad ya muestran signos de envejecimiento precoz antes de los dos años y normalmente mueren, antes de cumplir los diez. Tienen mutado el gen LMNA, que codifica el filamento intermedio para la lámina nuclear. Las maquinarias de reparación del ADN, de la transcripción y de la replicación se encuentran en la cara intena de la envoltura nuclear. Estos niños muestran tasas elevadas de daño en el ADN y otros defectos en la expresión génica.




¿Por qué si las células madre poseen la telomerasa activa, envejecemos?

Aparentemente las células madre embrionarias son la únicas que tienen una telomerasa completamente activa, pues poco después del nacimiento, los telómeros ya dan muestra de acortarse aún en células madre de niños recién nacidos. Es decir poco después de nuestro nacimiento, inclusive las células madre muestran una telomerasa menos activa. Este hecho sería progresivo a medida que envejecemos perdiendo de esta forma la capacidad de regenerar nuestros tejidos, ya que las células madre y sus células hijas perderían progresivamente la capacidad de replicarse.

Basados en estos descubrimientos se ha postulado una terapia anti-envejecimiento basada en activar la telomerasa en los distintos tejidos. Existen ya numerosas líneas de investigación en este sentido, que demuestran que es posible activar la telomerasa de un tejido determinado y que este conserve sus características funcionales y no se vuelva un tejido canceroso.

¿Qué ocurre con la telomerasa en las células tumorales?

Cuando la telomerasa se expresa en tejidos que no debería y es más activa de lo usual, los telómeros no se acortan y las células continúan dividiéndose más allá de su límite y pueden volverse células cancerígenas.

El hecho de que la telomerasa esté activa en la mayor parte de los tumores, la ha convertido en un objetivo primario de las terapias anticancerígenas.

Cuando determinar la estructura tridimensional de una enzima puede salvar vidas…

La telomerasa es una ribonucleoproteína.

Posee un ARN pequeño de origen nucleolar, (no confundir con el ARN pequeño de origen nuclear), y una subunidad catalítica proteica.

El ARN pequeño provee de una molécula molde 3`-AAUCCC-5` en los maíferos y se lo denomina TERC por su sigla en inglés (Componente de ARN de la Telomerasa).

La subunidad proteica se la denomina TERT (Transcriptasa Reversa de la Telomerasa).

Determinar la estructura tridimensional de la telomerasa, ha sido una empresa muy difícil. Como ya dijimos la telomerasa es una ribonucleoproteína con actividad transcriptasa reversa (es decir una enzima que sintetiza ADN utilizando una cadena molde de ARN).

El investigador Emanuel Skordalakes y su equipo del Instituto Wistar finalmente lograron producir la telomerasa en grandes cantidades y cristalizarla, paso previo necesario para determinar su estructura tridimensional mediante la cristalografía de rayos-x. Pero producir la telomerasa en cantidades masivas era un verdadero problema, hasta que descubrieron que podían manipular el gen de la telomerasa del escarabajo de la harina, para producir las cantidades necesarias de proteína,


El análisis de su estructura, ha determinado que la TERT (Telomerase Reverse Transcriptase Protein), es de estructura compleja, con tres dominios que crean una estructura de anillo. Esta estructura anular posee un hueco central que cuando se están sintetizando los telómeros puede ser ocupada por una molécula molde de ácido ribonucleico.

La telomerasa, posible clave en los tratamientos anti-envejecimiento y anti-tumorales.

Los investigadores suponían que la telomerasa y la retrotranscriptasa del HIV debían tener una estructura similar ya que ambas enzimas son transcriptasas reversas. Bajo esta suposición desarrollaban drogas anti-telomerasa.

Los análisis estructurales llevados a cabo luego de la determinación de la estructura tridimensional de la telomerasa, confirman estas sospechas, pero también han revelado que el extremo carboxi-terminal de la telomerasa es único por su estructura y que hasta el momento es único en su tipo.

Esta característica estructural única de la telomerasa, permitiría desarrollar drogas que la tuvieran como única molécula objetivo, drogas diseñadas en base a una elevada afinidad por este extremo carboxi-terminal.

Por ejemplo se realizaron tratamientos exitosos contra ciertos tipos de tumores combinando Paclitaxel y AZT. El Paclitaxel es un citostático, una droga que impide que las células se dividan por mitosis, ya que promueve la polimerización de los microtúbulos lo que lleva a interferir los mecanismos normales celulares tanto en la interfase como durante la mitosis. Por otra parte el AZT es conocido fundamentalmente por ser la primera droga efectiva contra el HIV ya que inhibe la transcriptasa reversa del virus. Los investigadores estimaron que siendo la telomerasa también una retrotranscriptasa, el AZT debería inhibirla, impidiendo que los telómeros de las células tumorales sean sintetizados, provocando le senescencia. Ambas drogas utilizadas en conjunto tuvieron mejores resultados que utilizadas en forma aislada.


Stephen Neidle investigador de la Escuela de Farmacia de la universidad de Londres estima que podrán diseñarse drogas que puedan unirse a la telomerasa por su extremo carboxi-terminal e inhiban su actividad, para tratamientos anticancerígenos. Pero también podrían desarrollarse drogas con un efecto opuesto que estimularan la actividad de la telomerasa para tratamientos anti-envejecimiento.



En un futuro próximo podrían utilizarse las terapias que actualmente están en etapas de ensayo clínico, como ciertos tipos de vacunas anti-telomerasa, con las futuras drogas de diseño anti-telomerasa.

Aubrey de Gray de la Fundación Matusalem, opina que si tuviéramos una terapia anticancerígena verdaderamente sólida contra todos los tipos de tumores, podríamos también utilizar una terapia, por ejemplo basada en una droga, para prevenir el envejecimiento activando la telomerasa.

Sin embargo son muchas las dificultades, pero tanto las investigaciones en animales, como en cultivos celulares y en cánceres humanos, abren nuevas perspectivas en la comprensión de temas tan complejos como el envejecimiento y el cáncer.

Fuentes:

Kimball´s Biology Pages

Newscientist

Fundación Matusalem

Los Tardígrados animales indestructibles

Por: Lionel Valenzuela Pérez

Los Tardígrados son muy poco conocidos, pero son los animales más resistentes del planeta y por mucha diferencia. Capaces de resistir, temperaturas extremas, tan altas como 180 grados centígrados por unos pocos minutos, o tempearturas cercanas al cero absoluto (-272 grados centígrados por unos minutos o -200 grados durante días). En cuanto a la radiación su tolerancia es igualmente extrema, capaces de resistir 5.700 grays ( 1 gray= 100 Rad). Un gray es el equivalente a 5.000 placas de rayos-x, de 10-20 grays matan fácilmente a los seres humanos y la mayor parte de los animales. Científicos japoneses han expuesto a estos pequeños animalitos de menos de 1 mm de longitud que viven sobre musgos y helechos, a presiones de más de 6.000 atmósferas, y aún se negaban a morir.

Sin embargo no acaban aquí las habilidades de los tardígrados ya que pueden soportar la deshidratación casi completa de su organismo (pasan de tener un 85% de agua a un 3%), y son capaces de sobrevivir en este estado décadas. A este estado de deshidratación y de metabolismo casi completamente suspendido se lo llama criptobiosis. De esta forma en condiciones ambientales adversas los tarígrados pueden deshidratarse y suspender su metabolismo, por periodos de tiempo muy prolongados, décadas o tal vez cientos de años.

Recientemente estos "pequeños osos de agua" (asi los llamó su descubridor, Johann August Ephraim Goeze en 1773), realizaron su última hazaña, sobrevivir en el vacío del espacio por más de una semana, y luego ser capaces de reproducirse.

Fue Spallanzani quien los llamó tardígrados, por su paso lento. Tal vez no los hubiera llamado así de saber que los tardígrados pueden viajar en partículas de polvo llevadas por tormentas, desde Africa a América. En estos viajes por la estratósfera los "osos de agua" pueden soportar temperaturas de -100 grados centígrados (una temperatura primaveral para ellos). Los rusos también han reportado que en las cubiertas de sus cohetes encuentran tardígrados, una vez han reingresado del espacio exterior.

Según investigaciones recientes los tardígrados soportan la deshidratación debido a un disacárido la trehalosa. La trehalosa es un disacárido bastante particular ya que las dos glucosas se unen por un enlace que involucra a los dos carbonos anoméricos.



Aparentemente cuando los tardígrados van a detener su metabolismo, comienzan a producir trehalosa para proteger las membranas celulares. La trehalosa protege a las membranas y permite la rehidratación cuando las condiciones amientales adversas cambian. La trehalosa puede cumplir esta funcion protectora cumpliendo la misma función que el agua en la membranas. El agua es fundamental para mantener la fluidez de las membranas ya que por ser polar se coloca entre las cabezas polares de los fosfolípidos, manteniendolas separadas. Si sacamos el agua el espacio entre las cabezas polares fosfolipídicas desaparece, convirtiendo a la mebrana en un gel inútil para las funciones biológicas.

La trehalosa puede cumplir la misma función que el agua, y le permite sobrevivir a los tardígrados por largos periodos sin agua. Es destacable que esta técnica de la trehalosa ya es utilizada para conservar órganos para transplante por periodos de tiempo más prolongados.

Las increíbles capacidades de supervivencia, de los tardígrados puedan ayudarnos con temas relacionados con el metabolismo, conservación de órganos y tejidos, hibernación o animación suspendida. Merece la pena conocerlos un poco más, tal vez un día, utilicemos sus mismas técnicas para viajar por el espacio, en animación suspendida.

Algunos videos sobre los tardigrados:

¡Lo mejor para el aprendizaje y la memoria...mitosis y diferenciación neuronal!

Por: Lionel Valenzuela Pérez

Los tejidos se autorreparan

Cada vez que nos lastimamos o sufrimos una herida, observamos como con el transcurso de los días la herida se cierra y los tejidos se reparan. En estos mecanismos de reparación y generación de nuevas células para reemplazar a las dañadas o envejecidas son esenciales las células madre.

Las células madre indiferenciadas, versátiles y con capacidad de multiplicarse prácticamente ilimitada son similares a las células embrionarias. Pueden generar no sólo copias de sí mismas por mitosis, sino que por mitosis y diferenciación pueden generar otros tipos celulares.

Si bien los tejidos tienen cierta capacidad de autorreparación, el cerebro parecía muy limitado en este aspecto. El cerebro adulto puede a veces compensar las lesiones sufridas estableciendo nuevas conexiones, entre las neuronas supervivientes. Pero si el daño es demasiado extenso esto puede no ser suficiente.

También debemos diferenciar regeneración neuronal de reemplazo neuronal. Cuando a una neurona se le corta el axón trata de regenerarlo, es decir la célula trata de volver a su estructura anterior. El reemplazo neuronal (neurogénesis) es un concepto diferente, se trata de producir nuevas neuronas.

Pero lo que se pensaba es que las neuronas nacían sólo durante el período embrionario y tal vez durante los dos primeros años de vida de un ser humano. A partir de ese momento, si uno las perdía, no podíamos reemplazarlas.

¿Por qué no podemos generar nuevas neuronas en el cerebro adulto?

La neurobiología hasta hace poco sostenía que eso no era posible porque el cerebro adulto carecía de células madre.

Un dogma que cae...

El biólogo argentino Fernando Nottebohm, de la Universidad Rockefeller, descubrió que los canarios adultos pueden generar nuevas neuronas para reemplazar a otras células cerebrales, cuando tiene que aprender nuevos cantos o recordar nuevas fuentes de alimento o reconocer a nuevos compañeros sociales.

Es decir cuando el cerebro necesita memorizar nuevos elementos y situaciones se produce la neurogénesis, de esta forma terminaba un dogma de las neurociencias, que sostenía que generar nuevas neuronas en cerebros adultos era imposible. También estableció que las células madres cerebrales (stem cells), eran las responsables de este proceso.

Estas investigaciones de Fernando Nottebohm, luego fueron ampliadas y confirmadas en distintos mamíferos, ratones, monos y luego en seres humanos. Por lo tanto nuestros cerebros adultos también producen nuevas neuronas completamente funcionales. Este hecho, abre todo un nuevo abanico de posibilidades, ya que de ser posible el reemplazo terapéutico de neuronas en cerebros humanos afectados de lesiones o enfermedades neurodegenerativas, podrían repararse los cerebros dañados de los pacientes.

También significa todo un cambio en la concepción del cerebro. Resulta ahora que el cerebro no es tan diferente de otros orgános y tejidos, donde las células son renovadas constantemente a partir de células madre indiferenciadas. El cerebro también atraviesa por estos procesos de cambios constantes y agudos.

El hipocampo y la memoria

El hipocampo es una región del cerebro, que se encuentra en los lóbulo temporales medios. Esta estructura curva, recuerda a un hipocampo. El hipocampo y las estructuras adyacentes convierten las percepciones en recuerdos a largo plazo.

Si bien en esta región del cerebro no se almacena la memoria, es esencial en la formación de los recuerdos. En el hipocampo se integra la información procedente de otras regiones cerebrales, de alli´su importancia y las personas con lesiones cerebrales en los lóbulos temporales no pueden formar nuevos recuerdos aunque pueden recordar hechos anteriores a la lesión.






Básicamente la formación de nuevas neuronas en ratas, monos y seres humanos ocurre en el hipocampo y en el ventrículo lateral. Específicamente en el hipocampo en una capa de neuronas denominadas células granulosas o neuronas granulosas (ver la primera figura del artículo). Las células madre indiferenciadas hacen mitosis (proliferan), algunas mueren y otras sobreviven. Luego algunas de las células supervivientes migran a la capa de células granulosas y se diferencian generando nuevas neuronas funcionales.






¿Cómo se demuestra la proliferación de células madre en el cerebro?

En 1965 Joseph Altman y Gopal D. Das del MIT (Instituto de Tecnología de Masachusetts), describieron el desarrollo de neuronas en el hipocampo de ratas adultas, concretamente en el giro dentado (gyrus dentatus). Pero los métodos entonces disponibles, no permitían estimar el número de neuronas que se formaban, ni demostrar que esas nuevas células fueran neuronas.

Se desconocía también el concepto de células madre encefálicas y la ciencia dominante en esa época exigía la replicación de células maduras (ya diferenciadas). Estos hechos sumados a la falta de evidencia de neurogénesis en monos hizo que los estudios fueran de Altman fueran subestimados.

Esta situación se mantuvo hasta mediados de los años ochenta cuando los espectaculares descubrimientos de Fernando Nottebohm, que ya hemos comentado, renovaron el interés por la neurogénesis en el cerebro adulto. Los resultados en canarios luego fueron confirmados en primates por los equipos de Elizabeth gould, Bruce McEwen y Eberhard Fuchs.

Las técnicas utilizadas en primates se basan en la duplicación del ADN que ocurre en el periódo S del ciclo celular. Antes de la mitosis las células replican (duplican) la cantidad de ADN que poseen para asegurarse que las células hijas reciban una dotación cromosómica completa.

En estos experimentos a los animales se les inyecta un material (un nucleósido análogo a la timidina, la Bromodeoxiuridina - BrdU - que se utiliza como marcador, substituye a la timidina), que se integra al ADN pero sólo en las células que replican su ADN, preparándose para la división celular. Luego pueden utilizarse anticuerpos anti BrdU, para detectar las células que lo incorporaron. Como el material marcador se integra al ADN recién sintetizado, pasa luego a formar parte del ADN en las células hijas resultantes, que pueden transmitirlo a su vez a la progenie celular siguiente.

Algunas de las células que incorporaron la BrdU se diferencian en neuronas o células de la glía. Transcurrido el tiempo necesario para la diferenciación se extrae el cerebro, se corta en secciones, se tiñen los cortes y se identifican las células por sus características anatómicas y bioquímicas. Así pueden identificarse células que poseen el marcador (prueba de que provienen de células en división celular reciente) y que a su vez tengan todas las características de neuronas diferenciadas. Como las neuronas diferenciadas no pueden incorporar el marcador ya que no se dividen, necesariamente deben ser células que se diferenciaron en neuronas luego de incorporar el marcador.

Obviamente esta misma técnica no puede realizarse en seres humanos, lo cual parecía un obstáculo insalvable hasta que Peter Eriksson del Instituto Salk dió con la solución. Eriksson descubrió que la misma sustancia que se utiliza como marcador la BrdU, también se administraba a algunos pacientes con cáncer de lengua o laringe terminales. Estos pacientes se hallaban encuadrdos en un estudio experimental y se les inyectaba la BrdU para controlar el crecimiento tumoral. Si pudiera obtenerse el hipocampo de los pacientes cuando murieran, podría identificarse si hubo neurogénesis en pacientes adultos, en forma análoga a los estudios en primates. Eriksson obtuvo el consentimiento de los pacientes y gracias a su ayuda fue posible confirmar neurogénesis en todos ellos.

Las nuevas neuronas esenciales también para el aprendizaje.

Entonces los cerebros, se remodelan constantemente, no sólo hay plasticidad sináptica (la capacidad de establecer nuevas conexiones), sino una continua generación de nuevas neuronas. El cerebro se está remodelando en forma permanente.

¿Por qué tomarse el enorme trabajo de generar nuevas neuronas constantemente?
Pues aparentemente, como lo demostrarían los experimentos en ratones este proceso es esencial para el aprendizaje y la memoria.

El experimento crucial, realizado por Ryoichiro Kageyama de la Universidad de Kyoto, consiste en someter a ratones modificados genéticamente a un experimento de aprendizaje y memoria.

Estos ratones no pueden generar nuevas neuronas, por lo tanto si su memoria y aprendizaje dependen de ellas, tendrán dificultades en memorizar y aprender si los comparamos con ratones normales.

Los ratones modificados, producen nuevas neuronas pero al suministrarles una droga, las nuevas neuronas producen una proteina que las mata. Asi se asegura el equipo de Kagemaya que los ratones no tengan neuronas nuevas.

Los investigadores procedieron a medir cuán bien los ratones memorizaban la posición de un agujero escondido (un test normal para medir memoria en los ratones). Usualmente los ratones tardan un par de días en recordar la posicion del agujero y son capaces de recordarlo por más de una semana.

Los ratones que no pueden tener nuevas neuronas tardan cinco o seis dias en aprender donde está el agujero y lo olvidan completamente antes de una semana.

Queda todo por hacer

En algún momento, los estudios sobre el control de la neurogénesis alcanzarán un grado de profundidad y madurez y se deberán sustituir los estudios en roederes por monos y luego deberan ampliarse las investigaciones en seres humanos. Los protocolos deberan ser extremadamente refinados para demostrar que los tratamientos no afectan las capacidades normales del cerebro.

"Los circuitos cerebrales no están escritos en piedra" sostiene Pankaj Sah del Instituto del Cerebro de Queensland. El cerebro es maleable y crece aún en los adultos, y estas investigaciones en ratones son la primeras en probar que la neurogénesis produce neuronas funcionales esenciales para la memoria y el aprendizaje.

Muchas personas mayores, a medida que envejecen pierden esta capacidad de producir nuevas neuronas en el hipocampo, tal vez por eso sufren pérdida de la memoria. Con el descubrimiento del potencial que tiene el cerebro de reemplazar sus propias neuronas se abre todo un nuevo campo de investigaciones en neurobiología y medicina, que tal vez en un futuro puedan aliviar a las personas que sufren de enfermedades neurodegenerativas o de lesiones graves.

Virus...en el fondo del Mar

Por Lionel Valenzuela Pérez

No es el título de una novela de terror o de ciencia ficción, sino el resultado de una investigación llevada a cabo por la Universidad Politécnica de Marche en Italia y publicada en la revista científica Nature.

Siempre ha llamado la atención que los fondos marinos muy ricos en materia orgánica, mantuvieran tan pocos animales. Se conocía que tal abundancia de carbono y nutrientes, podría mantener una enorme cantidad de bacterias heterotróficas, que a su vez podrían ser el alimento de otros organismos, como protozooarios, gusanos, filtradores y otros animales.

De esta forma la materia organica y las bacterias descomponedoras-fermentadoras, podrían mantener un ecosistema completo, con un abundante flujo de materia y energía. Sin embargo, nada de esto ocurre, y los nutrientes y el carbono quedan atrapados en el fondo oceánico. Una verdadera paradoja.

¿ Por qué en los fondos oceánicos de todo el mundo no hay organismos mayores a un microbio?

La respuesta podría estar en los bacteriofagos.

Los bacteriofagos, virus de bacterias fueron descubiertos en 1917 por el investigador franco-canadiense Félix d'Herelle (inventor de la terapia fágica y de una vida notable que recomiendo conocer).

D´Herelle observó que un agente invisible estaba destruyendo sus cultivos de bacilos disentéricos (bacterias que producen disentería). Este agente atravesaba los filtros que retenían a las bacterias y sólo se multiplicaba en presencia de bacterias vivas, haciendo que estas se hincharan y lisaran.

Recordemos que existen dos tipos básicos de bacteriofagos, los virus líticos (hacen ciclo lítico) y los virus lisogénicos o atemperados (hacen ciclo lisogénico).




Los virus líticos infectan la bacteria, tomando los genes virales el control del metabolismo bacteriano, así rápidamente se producen las nuevas proteínas virales y nuevas copias del genoma viral. Las proteínas virales se autoensamblan para formar la cápsides con su respectivo genoma viral. Finalmente se produce la lisis de la bacteria huésped (destrucción de la bacteria).

En el ciclo lisogénico el fago temperado, infecta la bacteria y se integra al genoma bacteriano, replicándose el ADN viral junto con el ADN bacteriano. El bacteriofago tambien pude mantenerse estable como plásmido, sin integrarse. De esta forma las bacterias infectadas por fagos temperados pueden llevar la informacion genética del virus durante múltiples generaciones, sin liberar fago al exterior (este ciclo fué descubierto por André Lwoff). El fago queda "latente" hasta que en determinadas condiciones puede reactivarse (por ejemplo si el ADN de la bacteria es dañado, por falta de nutrientes, cambios de temperatura, rayos U.V, agentes químicos mutágenos, etc.). Una vez reactivado el fago, comenzará a multiplicarse lo que llevará a la lisis bacteriana.

En algunos casos los bacteriofagos otorgan nuevas propiedades a las bacterias mientras permanecen en estado lisogénico, este fenómeno se conoce como conversión lisogénica. El caso más conocido es el del vibrión colérico (Vibrio cholerae), responsable de las epidemias de cólera. Cepas inocuas de esta bacteria pueden pueden volverse muy patógenas por la conversión lisogénica, es decir por la acción de un fago.

Recién en 1939, Helmut Ruska, observa los bacteriofagos en el microscopio eléctronico. Recuerdan por su estructura al módulo lunar, y por la forma en que se fijan a las bacterias.





En la micrografía de arriba obtenida con microscopio electrónico podemos ver una bacteria rodeada de decenas de bacteriofagos que ya se le han adherido.

Virus en el mar y en el fondo del mar.

Hace relativamente poco se descubrió la inmesa cantidad de fagos que existen en el mar, podrían existir mil millones de fagos y otros virus por mililitro de agua de mar, y el 70% de las bacterias marinas estar infectadas.

Esto nos lleva nuevamente al mar, más precisamente al fondo. De muestras recolectadas de distintas partes del mundo Roberto Danovaro de la universidad Italiana de Marche, descubrió que un gramo de sedimento marino posee mil millones de particulas virales. Resultado que se mantuvo en sedimentos obtenidos desde pocos cientos de metros hasta fondos abisales de 6.000 metros.

Esta cantidad de virus explicaría por que no hay nada más grande que microorganismos en los fondos marinos. Las bacterias utilizan la materia organica como fuente de energía y se multiplican, pero son infectadas inevitablemente por la extraordinaria cantidad de bacteriofagos, estas bacterias se lisan y liberan inmediatamente la materia orgánica nuevamente al fondo marino, sin que ningun otro organismo la pueda utilizar...salvo otra bacteria. Recomenzando nuevamente el ciclo. Por lo tanto los bacteriofagos, interrumpen el flujo de materia y energía, a esto se lo denomina "desviación viral" (viral shunt en inglés).

De esta forma se resolvería la paradoja que resulta de considerar que los 10 cm superiores de los fondos marino son depositarios del 30-45% de la materia orgánica (según imvestigaciones anteriores) y sin embargo casi no haya animales que utilicen esos recursos.

Si bien este sistema priva a los animales de los inmensos depósitos de nitroógeno, fósforo y carbono, permite mantener una enorme masa de bacterias, realiza además una importante contribucion al metabolismo bacteriano y permite sobrellevar las severas restricciones de materia orgánica que sufren los ecositemas del mar profundo.

Sin duda es sorprendente que los bacteriofagos tengan tal nivel de impacto en el flujo de materia y energía, opina Jed Fuhrman uno de los padres de la virología marina.

Seguramente no será esta la última sorpresa de los bacteriofagos y de los virus en general.


Traducción y adaptación de un artículo de New Scientist:

http://www.newscientist.com/article/dn14616-how-viruses-shortcircuit-the-deep-sea-food-chain.html?DCMP=ILC-hmts&nsref=news5_head_dn14616

Biografía de Félix d´ Herelle y sus interesantes ideas y métodos, tal vez dentro de poco debamos recurrir a la terapia fágica como alternativa de peso a nivel mundial para los antibióticos:

http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%A9lix_d%27Herelle

Artículo original de Nature:

http://www.nature.com/nature/journal/v454/n7208/abs/nature07268.html;jsessionid=A1F8E62D740321CE3B173B3360EB8677

Trabajo orifinal sobre la abundancia de materia oránica en los fondos marinos:

Proceedings of the National Academy of Sciences, vol 95, p 6578

Síndrome metabólico, sobrepeso y diabetes.

Por: Lionel Valenzuela Pérez.

La diabetes una enfermedad en expansión:

En Estados Unidos el 10% de los adultos sufren diabetes tipo II. Se diagnostican un millón y medio de nuevos casos cada año. Para el 2010, se esperan 200 millones de casos de esta grave enfermedad en el mundo.

En la Argentina, algunos sitios informan que un 10% de la población sufre diabetes, unos 3, 6 millones (alrededor del 40% de esta gente ignora que es diabética). Según el INDEC el porcentaje para el año 2005 era de un 8,4% de la población total del país.

La diabetes en México, es uno de los problemas más importantes de salud, al año se registran 40 mil defunciones causadas por la diabetes. En 1995, con 4 millones de enfermos, ocupaba el décimo lugar a nivel mundial y se estima que para el 2025, ocupará el séptimo con 12 millones.

Breve idea inicial sobre la insulina y la diabetes.

La insulina es una hormona -una molécula mensajera- que es transportada por el torrente sanguíneo. Como muchas otras hormonas la insulina es de naturaleza proteica, es decir está formada por aminoácidos ligados por uniones peptídicas.

La insulina es la hormona "anabólica" por excelencia; es decir, permite disponer a las células del aporte necesario de glucosa (combustible celular), que luego por glucólisis y respiración celular nos proveerá de la energía química en forma de ATP (moneda energética), necesaria para las funciones celulares.

Su acción es activada cuando el nivel de glucosa es elevado en la sangre, siendo la insulina liberada por las células beta del páncreas. Su función es favorecer la absorción celular de la glucosa, por lo tanto la insulina es una hormona hipoglucemiante (hace que la concentración de glucosa disminuya en la sangre).

La insulina tiene además otras importantes funciones, por ejemplo estimula la síntesis de proteínas y la síntesis de ADN. Por lo tanto actúa también como un factor de crecimiento para las células de todo el organismo.

Desde la antigüedad los médicos de todas las civilizaciones han dejado registro de la enfermedad hoy llamada diabetes.

La primera referencia a la diabetes se encuentra en el papiro de Ebers encontrado en 1862 en Tebas (hoy Luxor). En el papiro se recoge una síntomalogia que recuerda a la diabetes, así como el tratamiento prescripto.

La antigua literatura hindú en los Vedas describe la orina pegajosa, con sabor a miel y que atrae fuertemente a las hormigas de los diabéticos. Súsruta, el padre de la medicina hindú describió la diabetes mellitus y llegó incluso a diferenciar una diabetes que se daba en los jóvenes que conducía a la muerte y otras que se daba en personas de una cierta edad.

Demetrio de Apamea refinó el diagnóstico de la diabetes mellitus Apolonio de Memfis acuñó el terminó de diabetes (a partir dia "a través" y Betes "pasar") para referirse a una enfermedad caracterizada por la eliminación de grandes cantidades de orina (poliuria), debilidad general e intensa sed. Apolonio creía que era una forma de hidropesía. Posteriormente se le agrego el termino latino mellitus (miel, dulce) para referirse al sabor dulce de la orina de los enfermos.

Actualmente sabemos que la diabetes es un desorden caracterizado por una elevada concentración de glucosa en sangre (hiperglucemia). Nuestro cuerpo funciona mejor con cierto nivel de glucosa en sangre. Si los niveles de glucosa aumentan o disminuyen demasiado, nos sentiremos mal. Diremos que una persona es diabética si consistentemente sus niveles de glucosa en sangre son muy elevados. La diabetes es el desorden endócrino más común.

Los niveles altos de glucosa en sangre dañan los vasos sanguíneos pequeños, como los de los riñones, corazón y ojo. Existen dos formas típicas de diabetes, la diabetes tipo 1 y la diabetes tipo 2. Las dos formas de diabetes matan aproximadamente a 250.000 norteamericanos por año y provocan gastos por más 130.000.000 millones de dólares.

La diabetes es la mayor causa de falla de los riñones, amputación de miembros y pérdida de la visión en norteamericanos adultos. La diabetes también aumenta al doble el riesgo de enfermedades cardíacas.

La pandemia de diabetes y su crecimiento, en su mayor parte concierne al tipo 2 de diabetes (generalmente llamada diabetes del adulto, aunque también afecta a algunos niños). La diabetes tipo 2 no aparece súbitamente (como si puede hacerlo la tipo 1), mas bien parece ser el fin de un proceso que comienza con una condición que ahora denominamos “síndrome metabólico”.

En otras palabras, la diabetes tipo 2 es la culminación de un grupo de afecciones relacionadas que incluyen:

- elevada presión arterial

- obesidad abdominal

- elevada concentración de ciertos lípidos en la sangre

Por lo tanto las personas que tienen estos síntomas o signos, podemos decir que sufren del “síndrome metabólico” y tienen una mayor probabilidad de desarrollar diabetes.

En estas condiciones a medida que el cuerpo deja de responder a la insulina, las células beta del páncreas son forzadas a liberar más hormona (este proceso es llamado insulino-resistencia).

La diabetes tipo 2 no aparecería hasta que las células beta del páncreas queden agotadas. Como sostiene el profesor de medicina, endocrinología y diabetes Richard Bergmann de la University of Southern California.

“El síndrome metabólico, lleva a la necesidad de mas secreción de insulina, pero si las células beta del páncreas no fallan, usted no sufrirá diabetes”

Distingamos entre diabetes tipo 1 y tipo 2:

Diabetes tipo 1:

Caracterizada por deficiencia de insulina.

No se produce suficiente insulina por las células beta del páncreas.

Causas: autoinmunes, genéticas y factores ambientales. En general la sufren chicos y adolescentes. Los más chiquitos lloran frecuentemente y mojan los pañales abundantemente. A veces el diagnóstico es casual a través de análisis que muestran glucosa en orina o elevada en sangre.

Requiere insulina en forma diaria. Incluye al 5-10% de los norteamericanos diagnosticados de diabetes.

Síntomas: sed incrementada, orina y hambre aumentados, perdida de peso, visión borrosa y fatiga extrema.

Diabetes tipo 2:

Caracterizada por resistencia a la insulina.

Las células beta producen Insulina, pero las células del cuerpo son resistentes a su acción. Lo que resulta en una elevada concentración de glucosa en la sangre (porque la glucosa no es transportada a las células). Por lo tanto las células que necesitan de la insulina para recibir glucosa sufren “hambre” (tejidos insulino dependientes).

Factores de riesgo: edad, obesidad, historia familiar, inactividad física y ciertas etnias. Aproximadamente el 80% tiene sobrepeso o son obesos.

Síntomas: fatiga, orina en forma frecuente, sed y hambre incrementados, perdida de peso, visión borrosa, las heridas sanan muy lentamente. Algunas personas no muestran síntomas.

¿Obesidad y sobrepeso, enfermedad de la riqueza?

Lejos de ser una "enfermedad de la riqueza", la obesidad afecta también en gran medida a los países en desarrollo. Aunque en Argentina no existen datos nutricionales a nivel nacional, de acuerdo con varios estudios se calcula que unas 20 millones de personas tienen problemas de sobrepeso u obesidad, y el número de muertes atribuibles a esta enfermedad es de 30.000 al año.

Al mismo tiempo, el 1% de los obesos supera los 150 kilos, cifra que se traduce en 200.000 discapacitados con pobre o nula posibilidad de asistencia médica. De acuerdo a una estimación del Centro de Estudios sobre Nutrición Infantil (CESNI), unos 2.500.000 niños y adolescentes argentinos sufren de sobrepeso u obesidad.

En cuanto a Latinoamérica, según cifras de la OMS, Chile lidera las estadísticas de obesidad. Un promedio del 21,9% de la población chilena tiene sobrepeso entre los mayores de 15 años. Así, el 19% de la población masculina es obesa, mientras que las mujeres alcanzan un alarmante 25% (1/4 de la población femenina). Estas estadísticas son similares a la de otros países latinoamericanos como México.

A nivel mundial la OMS estima que hay más de 1.000 millones de personas adultas con sobrepeso y unos 300 millones de obesos en todo el mundo, mientras que 2.000 millones de niños y adolescentes tienen sobrepeso u obesidad (UNICEF).

Debemos tener en cuenta cuales son las causas económicas y sociales de la obesidad y la epidemia de la obesidad infantil, entre otras:

- Aumento de la disponibilidad de alimentos y reducción del costo de aquellos menos saludables (fast food y otros).

- Menor demanda de energía en el trabajo y el hogar

- Menor tiempo e ingreso relativo para preparar alimentos de calidad y saludables

- Menor tiempo para hacer actividad física

- Pobreza (impedimento para acceder a alimentos de calidad)

En cuanto a la obesidad infantil:

- Ambos padres trabajan en el hogar por mas horas

- Cambios en la alimentación de las escuelas (cambios alimentarios en general)

- Más comida fuera del hogar (comidas ricas en grasa, gaseosas y jugos)

- Mayor tiempo de ocio frente a la televisión y los videos juegos

Señalemos solamente algunos de los riesgos de la obesidad infantil:

-Hipertensión

-Dislipidemias (alteraciones en el metabolismo de los lípidos)

- Asma

- Problemas articulares

- Pubertad temprana

- Hígado graso

- Apnea del sueño

- Discriminación

¿Que factores están implicados en la diabetes tipo 2?

El profesor Bergman explica que la mayoría de los genes implicados en la diabetes tipo 2 están relacionados con la función de la célula beta, y este hecho ayuda a explicar el patrón de la enfermedad vista en la población de Estados Unidos: Algunos grupos étnicos, particularmente Asiáticos, afro-americanos e indios americanos, no están equipados para compensar un cierto grado de resistencia a la insulina, a medida que se vuelven mas obesos, tienen más grasa visceral y tienen mayor riesgo de sufrir diabetes tipo 2.

Otros factores implicados en el síndrome metabólico y diabetes incluyen, como ya dijimos, la epidemia de obesidad, los locales de Fast-food que venden comidas muy altas en grasas, un estilo de vida sedentario y la masiva utilización de jarabes de alta-fructosa de maíz durante los últimos 30 años (el consumo promedio en estados unidos fue de 28,4 Kg. por persona, en su mayor parte proveniente de bebidas, jugos y gaseosas). Luego volveremos sobre el tema del jarabe de alta fructosa de maíz y como afectaría nuestro metabolismo.

El síndrome metabólico y enfermedades cardiovasculares.

El síndrome metabólico juega un importante papel en las enfermedades cardiovasculares, comparándose su peligrosidad a fumar dos paquetes de cigarrillos por DIA.

Aunque aun se debate sobre la significancia y exacta definición del síndrome metabólico, el Dr. Francisco López-Jiménez de la clínica Mayo en Rochester, Minnesota, opina que es útil este concepto. “Es controvertido como un nuevo diagnóstico…porque cada componente individual ya tiene un nombre: hipertensión, obesidad, niveles de colesterol anormales”

Los escépticos, formulan una pregunta obvia que el admite: “¿Cual es la importancia de crear un nuevo diagnostico, cuando todos los síntomas ya son identificados como enfermedades separadas y el tratamiento sigo siendo el mismo?” López-Jiménez responde: “Unificando medidas, que pueden ser triviales por separado, el síndrome metabólico hace una importante diferencia para los pacientes. Si la glucosa en sangre es un poco alta, la circunferencia de la cintura es levemente anormal, es muy probable diagnosticarlo como síndrome metabólico, pero sin ese término, el paciente dejara el consultorio sin un sentido del riesgo de diabetes o enfermedad cardiovascular que puede sufrir. Si el paciente solo ve que sus análisis son sólo levemente anormales, no tendrá una motivación suficiente para cambiar su comportamiento”

Como un cardiólogo preventivo López-Jiménez remarca que el síndrome metabólico es un factor de riesgo de ataques cardiacos y derrames cerebrales, no solamente diabetes. “Cada componente del síndrome metabólico ha sido relacionado a con las enfermedades cardiovasculares. Aunque ciertas personas desarrollan enfermedad cardiovascular sin diabetes, en muchos casos la diabetes es el punto intermedio entre síndrome metabólico y enfermedades del corazón”

Las fuertes correlaciones entre síndrome metabólico, enfermedad cardiovascular y diabetes no se comprenden completamente, dice López-Jiménez. “La aproximación a estos problemas ha sido que los altos niveles de azúcar son perjudiciales, pero es probable que mas allá de este factor haya otros involucrados, porque varios estudios han fallado en mostrar reducciones significativas en los eventos cardiovasculares solamente controlando la glucosa en sangre. La gente con diabetes tiene una constelación de anormalidades. Los pacientes con diabetes 2 tienen niveles muy altos de insulina, que por si mismos pueden afectar al sistema cardiovascular, haciendo que los diabéticos reabsorban más sal, haciendo que la presión sanguínea se eleve y cambiando el metabolismo del colesterol. La insulina elevada por si misma puede ser relacionada con diversas anormalidades arteriales, como la arteriosclerosis¨

Vamos a resumir las principales características del síndrome metabólico (también denominado síndrome de la insulino-resistencia, síndrome metabólico X u obesidadiabética):

- Obesidad abdominal, circunferencia de la cintura por encima de las 88,9 cm (35 pulgadas) en la mujer o 101,6 cm (40 pulgadas) en el hombre (una pulgada = 2,54 cm)

- Bajos niveles de lipoproteínas de alta densidad (LAD, HDL o “colesterol bueno”)

- Test de glucosa en ayunas elevado (o test de glucosa basal)

- Insulino resistencia (el organismo no responde apropiadamente a la hormona)

- Presión arterial elevada (por encima de 130/80).

¿La dieta: una fuerte respuesta a la diabetes y al síndrome metabólico o una falsa esperanza?

Estar con sobrepeso o ser obeso son dos de los factores de mayor importancia en el síndrome metabólico y la diabetes tipo 2, dieta y ejercicio son dos tradicionales puntos de atención en la prevención de la diabetes, pero perder peso es mas fácil decirlo que hacerlo, como lo presenta Richard Bergman de la University of Southern California. “ Hemos oído muchas veces sobre un aproximación a un estilo de vida que lleve a la perdida de peso, pero solo por un corto período de tiempo, el 97% de la gente que pierde peso por dieta y ejercicio vuelve a recuperarlo en un periodo de tres a cinco años; es muy dificultoso tener una mejora en el largo plazo”

Algunas investigaciones han encontrado que la perdida de peso puede ser mantenida con el suficiente esfuerzo. Como señala Bergman: “ En Finlandia, han formado grupos de seguimiento y estudiado a la gente por cinco años, utilizaron mucho tiempo y muchas sesiones de seguimiento y consejo, y esto redujo el riesgo de diabetes muy significativamente, pero esto es en general, poco efectivo en una situación de la vida real. La gente delgada piensa que es muy sencillo, pero es casi imposible perder peso para la gente de esta forma. Una persona obesa, que ha perdido peso, no es igual a una persona delgada. Porque su tasa de utilización de energía son muy bajas, y ganan nuevamente peso aun con una dieta de bajas calorías”

El médico: perder peso si o si

A pesar de todo, la investigación sobre el síndrome metabólico continua mostrando cuanta diferencia puede hacer un cambio en el estilo de vida –para mejor o peor- en la progresión hacia la diabetes.

Así lo han demostrado los estudios realizados por el Programa de prevención de Diabetes, que ha estudiado a 3.234 personas con sobrepeso y con intolerancia a la glucosa (dos elementos claves en el síndrome metabólico). Una combinación de dieta y ejercicio redujo el riesgo de diabetes en un 41%, mucho mejor que la droga metformina (que se utiliza en personas diabéticas con sobrepeso) que solo redujo el riesgo de diabetes en un 17%.

El programa de prevención de diabetes fue tan efectivo, que fue concluido un año antes, para permitir que el grupo control recibiera el asesoramiento adecuado sobre la combinación de dieta y ejercicio, para el cardiólogo López-Jiménez los resultados fueron convincentes. “Los pacientes perdieron solo 4 libras (aproximadamente dos kilos), pero aquellos que se volvieron físicamente mas activos y trataron de comer mejor, las probabilidades de desarrollar diabetes disminuyeron. Es difícil encontrar a alguien con síndrome metabólico que sea muy activo, haga ejercicio y tenga una buena dieta. Todo aquel que tenga síndrome metabólico necesita un cambio de comportamiento”

Los beneficios del ejercicio, combinado con cierta pérdida de peso, ha provocado que ciertos médicos cambiaran su foco de atención hasta el momento centrado siempre en la balanza. López-Jiménez puntualiza “Tratamos de mantenernos alejados del punto de vista de que nuestro objetivo es la reducción de peso. Sobre todo no decimos, haga algo de ejercicio, haga dieta y luego nos vemos. Nosotros prescribimos la calidad y la cantidad de ejercicio y trabajamos con los pacientes para sobrellevar cualquier limitación física o también en nuestro caso con el horrible invierno de Minnesota”

Comer menos, ejercitar más.

¿Que pueden mostrarnos los estudios recientes sobre el viejo consejo de las madres -comer bien y hacer ejercicio- y los efectos relacionados con el síndrome metabólico y la diabetes?

El entrenamiento con pesas puede ayudar: En un nuevo estudio, el entrenamiento con resistencia progresiva, beneficio tres puntos clave del síndrome metabólico: la insulino resistencia, los triglicéridos en sangre (lípidos peligrosos) y las pruebas de glucosa basal o glucosa en ayunas.

El ejercicio ayuda aun sin pérdida de peso: un estudio sobre 115 adultos en el Instituto Medico Johns Hopkins, encontró que el ejercicio mejora la presión sanguínea, colesterol total y la sensibilidad a la insulina. La causa de estos resultados no fue ni la mejora en el estado físico ni la perdida de peso, sino la reducción de la grasa corporal total y la grasa abdominal.

Ser activo puede tener sus dividendos a medida que envejecemos: Estudios en Noruega, demostraron que aquellos hombres que realizan actividad física en su tiempo libre, tuvieron un 40% de reducción en el desarrollo de síndrome metabólico.

Los programas con objetivos pueden ayudar: Un estudio en Montreal enfocado en personas que ya habían desarrollado diabetes tipo 2, demostró que aquellas que habían completado el programa DiabetAction, que ayuda a seleccionar el ejercicio óptimo para reducir tendencias diabéticas, mostró una significativa reducción en peso corporal, presión sanguínea, circunferencia de la cintura, ritmo cárdiaco basal y prevalencia del síndrome metabólico seis meses después.

Aun intervenciones “moderadas” pueden tener mejores resultados que el simple consejo del medico de familia: Así lo demostró un estudio sobre 335 personas cuyas características los hacían susceptibles de sufrir diabetes que recibieron consejo profesional que los llevo a hacer mas ejercicio y mejorar la mayoría de los marcadores del síndrome metabólico. Este grupo tuvo un 31% de reducción en el riesgo de desarrollar diabetes, pero “el tratamiento usual del medico de familia fue inefectivo en modificar el progresivo deterioro metabólico”.

Estar sentado mucho tiempo puede ser perjudicial: Una reciente mirada sobre el rol del comportamiento sedentario en la muerte, en la enfermedad cardiovascular, diabetes tipo 2 y síndrome metabólico concluyo que la tendencia creciente hacia la inactividad sugiere que “las personas que no se ejercitan pueden volverse aun más metabólicamente ineficaces si en los años venideros permanecen demasiado tiempo sentadas”

¿Combinación de ingredientes?

Nadie cuestiona los beneficios metabólicos de perder peso. Pero Edward Weiss de la Universidad de Saint Louis, afirma que hacer ejercicio confiere una serie de beneficios extras. “Diversos estudios demuestran en forma coincidente que si una persona comienza un programa de ejercicios y no pierde peso aun así puede esperar una sustancial reducción en su riesgo de sufrir diabetes”

¿Si el ejercicio solo es beneficioso y la pérdida de peso por si sola es beneficiosa, no debería producir la pérdida de peso a través del ejercicio aun más beneficios? Eso es lo que esperaba Edward Weiss cuando comparo dos grupos, uno que perdió peso debido a restricción calórica y otro que perdió peso debido a un programa de ejercicios. Sin embargo ambos grupos demostraron mejoras similares en peso corporal, tolerancia a la glucosa y sensibilidad a la insulina. “Sin dudas es un resultado que sorprende ya que la hipótesis era que si la perdida de peso era beneficiosa y el ejercicio era beneficioso, cada uno por separado, debería esperarse un beneficio mayo combinando ambos, sin embargo los resultados no mostraron eso”

Los beneficios del ejercicio se centran en la acción de la insulina. Como afirma Weiss, “El músculo se adapta al ejercicio, por lo tanto cualquier liberación de insulina o aplicación de insulina, tendrá un mayor efecto hipoglucemiante, llevando más glucosa al interior celular o al espacio intercelular. Por lo tanto se mejora el clearance de glucosa; el músculo es más sensible con el ejercicio”

“La restricción calórica parece trabajar en forma distinta, disminuyendo el stress oxidativo (cambios metabólicos) y los procesos inflamatorios inclusive puede haber adaptaciones intestinales”

Ya que el ejercicio y la restricción calórica trabajan por mecanismos diferentes, normalmente deberían proveer mayores beneficios al combinar ambos tratamientos, que al hacerlo en forma separada. Sin embargo Weiss piensa que hace faltar investigar más y que en ciertas condiciones la combinación de ejercicio y restricción calórica debería ser más efectiva contra el síndrome metabólico.

Una conversación con un médico especialista en metabolismo y bioquímica.

En una conversación con Stephen Brietzke médico endocrinólogo y diabetólogo de la Universidad de Missouri-Columbia, le preguntamos sobre algunos temas que nos ayuden a entender las laberínticas relaciones entre síndrome metabólico, diabetes y enfermedad cardiovascular.

Alguna gente opina que hablar de síndrome metabólico no es útil porque los médicos ya tratan cada uno de sus componentes de todas formas. ¿Que opina usted?

Desde un punto de vista de la salud pública, es importante no perder de vista el bosque por ver los árboles. El síndrome metabólico permite agrupar a las personas con una historia familiar de enfermedades, que tuvieron enfermedades coronarias, o están levemente excedidas de peso, que tienen una presión arterial por encima de la normal y una bioquímica de la sangre levemente anormal, pero que no son personas candidatas para una terapia basada en un medicamento, dado que sus análisis tomados individualmente no lo justifican. Pero sabemos que un estilo de vida mas saludable, con 30 a 60 minutos de actividad física la mayoría de los días de la semana y una pequeña reducción de peso, están asociados a profundos beneficios en el síndrome metabólico, si la gente esta lo suficientemente motivada para hacer los cambios

¿El concepto de síndrome metabólico le ha ayudado a entender la diabetes y las enfermedades cardiovasculares?

El concepto de un síndrome nos hace pensar en causas subyacentes. Hay dos formas de de ver el concepto de síndrome metabólico, el primero como una serie de fenómenos relacionados: diabetes tipo 2, desordenes en los lípidos de la sangre, y enfermedad coronaria, todos ellos con una posible causa en común, que pudiera explicarlos a todos. Otra forma de verlo es como un grupo de factores de riesgo para múltiples enfermedades, que tiene causas no relacionadas. Me inclino por el primer análisis. Hay evidencia que sugiere que la resistencia a la insulina es clave en el síndrome metabólico, y en algunos estudios tratamientos que benefician la insulino resistencia benefician otros componentes del síndrome. También hay cierta evidencia de que los inhibidores de la ACE (Enzima Convertidora de Angiotensina), que son utilizados para tratarla presión arterial elevada en la diabetes, también tienen efectos benéficos en el efecto de la insulina y la incidencia de la diabetes.

¿Respecto al síndrome metabólico, por qué la gente esta tan preocupada con el tejido adiposo visceral (tejido adiposo en el abdomen)?

Sospechamos que el síndrome metabólico puede resultar de una enfermedad o falta de balance en el tejido adiposo visceral. Usualmente solo pensamos en el tejido adiposo como un simple almacén de energía, pero en realidad es mucho más complejo que eso. El tejido adiposo visceral juega un papel de ying-yang, bueno-malo. Produce componentes benéficos que aumentan la sensibilidad a la insulina (luego profundizaremos en ese tema), reducen la presión arteria y mantienen a los vasos sanguíneos sanos. Pero también produce componentes que promueven la inflamación. Cuando este tejido está “sano” predominantemente produce los componentes benéficos, cuando este tejido se “enferma” cambia su producción hacia los componentes inflamatorios.

Nunca escuché a nadie hablar del tejido adiposo como “enfermo”…

Hace diez años atrás nadie hubiera dicho que el tejido adiposo podría estar enfermo; se lo veía solamente como un almacén que era metabolitamente inerte y el tratamiento para la diabetes era perder peso. Creemos que algún tipo de “cambio” o “switch” se produce en el tejido adiposo favoreciendo la producción de las moléculas que estimulan la inflamación. Existe también un concepto que esta emergiendo, la gente puede ser gorda en el interior. Si observamos a los pacientes de diabetes tipo 2 en Japón, muchos no aparecen a nuestros ojos occidentales como obesos, pero si realizamos un estudio de imágenes y medimos la grasa visceral, observaremos que hay mucha grasa en el interior.

Siempre hemos pensado que la diabetes es una enfermedad relacionada con la elevada cantidad de glucosa en sangre, pero en realidad vemos que es mucho mas complicada que eso…

Las complicaciones de la diabetes usualmente caen dentro de dos grupos. El primero es el daño en los pequeños vasos sanguíneos en la retina, riñón, y sistema nervioso, debido a los altos niveles de glucosa en sangre que se unen a las proteínas estructurales, y que gradualmente alteran su función y dañando los vasos capilares. Una segunda complicación es la arteriosclerosis –endurecimiento de las arterias- que probablemente tiene una base diferente. La arteriosclerosis, puede estar relacionada con los cambios inflamatorios en las paredes arteriales que se engrosan y pierden elasticidad. También se acelera la formación de placas (acumulación de sustancias grasas y de otro tipo) en la túnica interna de la pared arterial, estos procesos tienden a obstruir el flujo sanguíneo. En la diabetes y en el síndrome metabólico, el tejido adiposo visceral tiende a generar componentes inflamatorios y el balance en las paredes arteriales cambia de una condición saludable, rica en antioxidantes y componentes que causan la relajación a una condición inflamatoria que lleva a elevada presión sanguínea y formación de placas. Por lo tanto la enfermedad cardiovascular y la diabetes provienen de esa falta de balance en el tejido adiposo.

Profundicemos un poco más en las relaciones entre obesidad y diabetes, para eso necesitamos conocer las funciones de la hormona llamada LEPTINA (del griego leptos delgado), que nos permitirá conocer mejor las relaciones entre estas dos enfermedades.

La Leptina, es una hormona muy importante, descubierta hace aproximadamente diez años atrás, es codificada por el gen obese (ob). Su estructura es proteica y está constituida por 167 aminoácidos, que incluyen un péptido señal de 21 aminoácidos. Su estructura tridimensional presenta cuatro hélices alfa y un puente disulfuro entre las cisteínas en posición 96 y 146, siendo este último necesario para la actividad biológica de la hormona.

La leptina es secretada por el tejido adiposo que informa al sistema nervioso central el estado energético del organismo. Si tenemos suficiente energía almacenada, los niveles de leptina aumentan e inhiben el apetito, la leptina también regula otras funciones neuroendocrinas. Entonces se entiende perfectamente que los ratones con el gen ob mutado (carecen de leptina), sufran de hiperfagia (se alimentan constantemente), obesidad, disfunción endócrina y predisposición a sufrir diabetes.

Antes del descubrimiento de la Leptina, el tejido adiposo sólo era visto como un tejido de almacenamiento de energía, un tejido del que la mayoría de la gente trataba de deshacerse. Luego del descubrimiento de la Leptina y de otras hormonas producidas por el tejido adiposo, cambió completamente la visión que teníamos de este.

Actualmente el tejido adiposo, es visto como un tejido endocrino de gran importancia, que secreta un gran número de mediadores hormonales de naturaleza peptídica (citoquinas) llamados en su conjunto ADIPOQUINAS por ser secretadas por el tejido adiposo (adipokines en inglés) con gran influencia en el metabolismo y otros órganos, en particular, el cerebro. El tejido adiposo es el que le informa al cerebro sobre dos de las más importantes funciones vitales: alimentación y reproducción.

A pesar de la importante función de la leptina, muchos obesos tienen alta concentraciones de leptina en suero, indicando que el organismo también puede volverse resistente a la leptina (es decir que la leptina no pueda ejercer su acción).

A medida que el tejido graso sintetiza más leptina (porque nuestro cuerpo se vuelve resistente), los niveles inflamatorios aumentan, porque los altos niveles de leptina son altamente pro-inflamatorios. Como ya vimos un aspecto crucial del síndrome metabólico era el cambio que se producía en el tejido adiposo de pasar de un estado “sano”, antioxidante, protector de las arterias a un estado “enfermo” pro-inflamatorio, con aumento en la formación de placas arteriales, aumento de la presión sanguínea, enfermedad cardiovascular y diabetes.

Otra importante lipoquina es la ADIPONECTINA que aumenta los niveles de sensibilidad de la insulina. Una interesante relación es que esta hormona disminuye a medida que aumentan nuestros índices de grasa corporal. Por lo tanto el sobrepeso y la obesidad contribuyen a que los menores niveles de adiponectina circulantes contribuyan a la pérdida de sensibilidad a la insulina.

La adiponectina es una de las proteínas mas abundantes del plasma, y sus concentraciones presentan dimorfismo sexual, ya que en las mujeres los niveles circulantes son mayores a los presentados en los varones.

Por último volveremos sobre el jarabe de maíz de alta fructosa, que muchos investigadores piensan que esta relacionado con la epidemia de obesidad y diabetes tipo 2.

El jarabe de alta fructosaa, es obtenido a partir del almidon del maiz. Luego el almidón es hidrolizado completamente a glucosa. Seguidamente gracias a una enzima isomerasa la glucosa (una aldohexosa) es isomerizada a fructosa (una cetohexosa). El jarabe de maíz de alta fructosa puede tener una concentracion del 55% de fructosa.

Según algunas investigaciones la fructosa no provoca los mismos efectos que la glucosa, entre otros, no provoca la misma liberación de insulina ni de leptina que la glucosa (es decir que estas hormonas se mantienen en niveles relativamente bajos a pesar de la ingesta de bebidas o alimentos endulzados con jarabe de maíz), lo que resulta contraproducente ya que no se produce el mismo nivel de saciedad.

Otra cuestion importante es que la fructosa, al no provocar un sentimiento de saciedad, aumenta la liberacion de la hormona GHRELINA (Ghrelin en inglés), la hormona que estimula el apetito (producida en el estómago y en el páncreas). Por lo tanto los altos niveles de fructosa producirían un desbalance hormonal, por un lado insulina y leptina en bajas concentraciones y ghrelina aumentada, con el consiguiente aumento del apetito. Esta demostrado también que el consumo de fructosa aumenta el nivel de triglicéridos en sangre en forma prolongada, lo que contribuiría al riesgo cardiovascular.

Conclusiones:

Sin duda, no podemos presentar la gran profundidad de las investigaciones que se llevan a cabo, y muchas deben aún profundizarse para confirmarlas o rechazarlas, pero por lo menos podemos sacar algunas conclusiones de aplicación inmediata:

- El tejido adiposo no es sólo un tejido de reserva de energía, es también un tejido endócrino que libera un gran número de importantes LIPOQUINAS, entre ellas, la leptina y la adiponectina.

- Las lipoquinas secretadas por el tejido adiposo regulan el estado pro-inflamatorio, responsable en gran medida de las complicaciones vasculares (arteriosclerosis) que se observan en el síndrome metabólico y la diabetes tipo 2.

- El concepto de síndrome metabólico debería ser de aplicación general a nivel de políticas de salud.

- Estamos en presencia de una epidemia a nivel mundial de sobrepeso, obesidad y diabetes tipo 2.

- Podemos obtenes una mejora sensible en la calidad de vida, con cambios en el comportamiento:

1- Dejar de alimentarnos con comidas ricas en grasas (en general fast food y golosinas), dejar de tomar bebidas endulzadas con jarabe de maíz (en general gaseosas y jugos)

2- Volvernos más activos, y en nuestro tiempo libre, caminar, hacer ejercicio o practicar algún deporte. Aun bajando de peso sólo un poco los beneficios son a largo plazo, y baja el riesgo de sufrir diabetes o complicaciones cardiovasculares.

- Los cambios no ocurrirán por sí solos, hace faltan políticas de salud, un cambio a nivel comunitario e individual muy profundo, para mejorar nuestra calidad de vida.

Algunos links importantes:

Este artículo es una traducción y ampliación del siguiente articulo:

http://whyfiles.org/276metabolic_syndrome/index.php?g=1.txt

Para saber más sobre la diabetes:

http://www.msd.com.ar/msdar/corporate/press/diabetes/noticia1.html

Para saber más sobre la diabetes, con artículos y datos muy importantes a nivel nutricional:

http://www.drcormillot.com/articulos/100277.htm#a279

http://www.drcormillot.com/articulos/articulos.php?id=3

Diabetes en Latinoamérica y el caribe:

http://www.msd.com.ar/msdar/corporate/press/diabetes/noticia2.html

El adipocito como celula endocrina (en español):

http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0121-52562007000200010&lng=en&nrm=iso&tlng=es


http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0120-24482005000300004&lng=es&nrm=iso

Interesante debate sobre a existencia o no, del síndrome metabólico:

http://www.scielo.org.ar/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1850-37482006000700009&lng=en&nrm=iso

Nota del diario La Nación con algunas estadísticas del síndrome metabólico en Argentina:

http://www.lanacion.com.ar/nota.asp?nota_id=955435

XENOBIOTICOS:

Descubren que los recipientes plásticos de alimentos y mamaderas, liberan un componente potencialmente peligroso para la salud.


Por: Lionel Valenzuela Perez

¿Que son los xenobióticos?

Originalmente se denominaba compuestos xenobióticos ("xeno" extraño, "bio" vida), a los compuestos sintetizados en los laboratorios y que no se encontraban en la naturaleza. Estos compuestos en general muy estables y apolares, tienden a acumularse en los tejidos de los seres vivos. Tardan largo tiempo en degradarse en los sistemas naturales y pueden actuar como contaminantes.

Actualmente se designa xenobióticos a los compuestos tanto los naturales como los sinteticos, a los que estamos expuestos y que nuestro organismo metaboliza y acumula, pudiendo ser sus efectos muy peligrosos para la salud. Los xenobióticos son utilizados en química orgánica, generalmente en la industria, en plásticos, pinturas, alimentos, medicamentos, combustibles, cosméticos, cigarrillos, envases, etc. Es decir, estamos constantemente expuestos a ellos.

Generalmente son compuestos apolares por lo tanto lipofilicos, asi atraviesan las membranas biológicas con facilidad. . De esta forma son difícilmente excretables ya que tienden a acumularse en las grasas. En cambio los compuestos polares, pueden ser filtrados por los riñones y excretados mucho más rápidamente.

Estos compuestos xenobióticos, no pueden ser excretados en su forma apolar, por lo tanto para su eliminación se requiere una transformación previa en metabolitos mas hidrosolubles (biotransformación o metabolización). Estas reacciones de "detoxificación" ocurren principalmente en el REL, peroxisomas y mitocondrias. En general las reacciones de detoxificación ocurren en dos etapas:

1- Oxidaciones, reducciones e hidrólisis convierten el xenobiótico en un metabolito más polar
2- Conjugación (unión covalente), del xenobiótico o su metabolito con una molécula endógena polar, para faciltar su eliminación del cuerpo.

EL Bisfenol A, un xenobiótico que mimetiza la acción de los estrógenos.

El bisfenol A (BPA, por su sigla en inglés) es un componente que podemos encontrar en todos los plásticos. Sintetizado inicialmente en 1891, se ha vuelo un componente clave en la síntesis de plásticos, desde el policarbonato al poliéster. Sólo en E.E.U.U. se produce más de un millón de toneladas al año de este compuesto.

Desde 1936 se sabe que el BPA mimetiza a los estrógenos uniéndose a los mismos receptores que la hormona esteroidea femenina. Los experimentos han demostrado que este compuesto puede promover el crecimiento de las células tumorales del cáncer de mama y disminuir la cantidad de espermatozooides.

Estos hallazgos han hecho que muchos investigadores se preguntaran por los riesgos que entrañan para la salud la utilización masiva de estos plásticos que liberan BPA, especialmente cuando son utilizados a altas temperaturas (microondas, lavados con agua caliente), o sometidos a un uso muy intenso.

El Centro de Control de Enfermedades (CDC) de E.E.U.U . encontró muestras de BPA en prácticamente todas las muestras de orina recolectadas en el año 2004, en un esfuerzo por medir la prevalencia (cantidad de individuos en un grupo o población que presentan una característica o evento determinado) de varios compuestos químicos en el cuerpo humano.

Los estudios sugieren que el BPA no permanece en el cuerpo más que unos pocos días ya que es detoxificado como un glucurónido (el BPA es asociado al ácido glucurónico, un derivado ácido de la glucosa), un producto soluble y fácilmente excretado. A pesar de esto la CDC ha enontrado BPA-glucurónidos en la mayoría de las muestras de orina, lo que sugiere una exposición constante al BPA.

El BPA es utilizado en las latas de conservas como revestimiento, para prevenir la corrosión y la contaminación de la comida. También es utilizado en frascos plásticos y mamaderas, de esta forma el policarbono es transparente e irrompible. Cuando a estos frascos y mamaderas se les agrega agua caliente y luego se les permite enfriarse la tasa de liberación de BPA de estos envases aumenta 55 veces.

Estudios recientes en la revista Reproductive Toxicology, sugieren que los seres humanos pueden haber estado expuestos a diez veces los niveles de BPA, considerados seguros por las agencias de seguridad ambiental. Si es cierto que los seres humanos metabolizan el BPA a mayor velocidad que los roedores, como sugieren recientes estudios, entonces el nivel de exposición diaria debe ser mayor para alcanzar los niveles detectados en las muestras de suero humano.

Los datos de la CDC han demostrado que el 93% de 2.157 personas de entre seis hasta ochenta y cinco años, muestran producos metabólicos detectables de BPA en la orina. Los niveles son más altos en los niños que en los adolescentes y en los adolescentes más altos que en los adultos. Se ha demostrado también que el BPA disminuye la fertilidad en ratones hembra, siendo los efectos del BPA permanentes, aún luego de pequeños períodos de exposición. Además no necesita permanecer en el cuerpo para tener efecto.

Los niños y los bebés los mas expuestos al BPA

Es con los bebes en gestación y los recién nacidos, donde los investigadores se muestran más preocupados, ya que el BPA ha sido relacionado con cáncer de mamas y de próstata, así como con diabetes y ciclos menstruales alterados en ratones de laboratorio que aun estaban en desarrollo.
Los biólogos como Fred vom Saal, advierten que los niños estan expuestos a niveles de BPA diez veces mayores a los necesarios para producir trastornos en los animaels. Sobre todo porque las mamaderas de policarbonato y las latas de leche infantil liberan BPA.

La FDA ( La Administración Federal de Drogas de E.E.U.U.), aprobó por primera vez el BPA en 1963, ya que no se demostraron efectos peligrosos para la salud. Cuando el Congreso de E.E.U.U. aprobó una nueva ley en 1976 - El Acta de Control de Substancias Tóxicas- mandando que la EPA (Agencia de Proteccion Ambiental), realizara o verificara estudios de seguridad sobre cada nuevo compuesto químico antes de aprobarlos para su uso, substancias como el BPA ya estaban en el mercado. A pesar de esto, si surgieran nuevos indicios sobre la peligrosidad del BPA u otros químicos, podrán realizarse nuevas pruebas. El problema es que la FDA sostiene que el BPA es seguro. No sólo eso, para la industria química, el BPA no sólo es seguro, sino también muy difícil de reemplazar por todas sus propiedades: ligero, irrompible, barato, así como otras características difíciles de igualar.

Para complicar más aún el tema, el BPA no es el único compuesto químico que mimetiza la acción de los estrógenos. Por ejemplo ciertos compuestos presentes en los jabones antibacteriales, también interfieren con la señalización hormonal. La forma en que podrían interactuar el BPA y el resto de los químicos estrogenomiméticos no es conocida.

Japón y Canadá toman medidas contra la utilización del BPA

La preocupación por el BPA es mundial y algunos países han tomado medidas hace ya tiempo. En Japón la industria comenzó a utilizar resinas naturales en reemplazo del BPA, sobre todo desde que desde 1997 cientiíicos japoneses demostraron que el BPA era liberado de las mamaderas de policarbonato. Un estudio subsecuente en 1999 demostró que los niveles de BPA en orina habían disminuido notablemente.

Canadá ha tomado la medida de retirar del mercado las mamaderas de policarbonato, como podemos leer en este artículo del diario La Nación:


http://buscador.lanacion.com.ar/Nota.asp?nota_id=1006109&high=bpa



Mientras tanto en nuestro país, al igual que en E.E.U.U. es probable que pase algún tiempo antes que estas medidas preventivas sean adoptadas.

¿Qué medidas de seguridad podemos tomar para proteger a nuestra familia?

No utilizar frascos o envases realizados en policarbonato, generalmente son transparentes o coloreados y estan marcados con el numero 7, en la base. También limitar o suprimir los alimentos enlatados: conservas, alimentos, sopas y formulas infantiles. Pueden ser reemplazados por productos similares en otro tipo de envases.

Si no pueden ser reemplazados, nunca deben utilizarse en el microondas, ni almacenar líquidos o comidas calientes, ni lavados con agua caliente a mano ni en lavavajillas.

Ustedes eligen si usar mamaderas de policarbonato, o las viejas mamaderas de vidrio. Pero recuerden que el Bisfenol A esta presente en esas mamaderas plásticas, y que es un compuesto potencialmente muy peligroso para la salud y el desarrollo de los bebés.