Teoría del soma desechable

Teoría del soma desechable , a veces teoría del soma desechable[ Término desconocido ] [1] ( Teoría del soma desechable ) es un modelo evolutivo - fisiológico que intenta explicar el origen evolutivo del proceso de envejecimiento .  La teoría fue propuesta en 1977 por Thomas Kirkwood , entonces en el Instituto Nacional Británico de Estándares y Control Biológicos, en su artículo de revisión [2] . Esta teoría pregunta cómo el organismo debe administrar sus recursos (en la primera versión de la teoría se trataba solo de energía) entre el mantenimiento y la reparación del soma y otras funciones necesarias para la supervivencia. La necesidad de compromiso en el uso de estos recursos surge en relación con los recursos limitados y la necesidad de elegir la mejor manera de usarlos.

Esta teoría se propuso en un intento de crear un marco evolutivo para comprender la existencia y la variación en el proceso de envejecimiento, que es universal para todos los organismos vivos [2] [3] . Sugiere que las personas deberían invertir en el sustento y la reparación de su soma de acuerdo con sus expectativas de vida futura y oportunidades reproductivas . Sin embargo, las expectativas de un individuo sobre las perspectivas futuras de soporte vital y la probabilidad de reproducción no son constantes. Para diferentes especies, ya veces incluso para diferentes individuos dentro de una especie, es necesario mantener el soma de uno durante diferentes períodos de tiempo. La teoría del bagre desechable estipula que las especies y poblaciones que, en promedio, tienen pocas amenazas externas y bajas tasas de reproducción deberían invertir mucho más en proteger a sus bagres que las especies y poblaciones que esperan una vida corta y una reproducción rápida. Cuando los organismos se colocan en entornos protegidos y se liberan de la selección natural , las diferencias en la reparación y el mantenimiento del soma aparecen como diferencias entre especies y poblaciones en las tasas de envejecimiento y la duración máxima de la vida .

La teoría se apoya en la observación de poblaciones de animales salvajes en la naturaleza, lo que demuestra que el número y la actividad de los depredadores influyen en la estrategia de supervivencia de la población. Por ejemplo, los estudios de las poblaciones de guppys han mostrado la evolución de la esperanza de vida, que se manifiesta muy rápidamente en respuesta a los cambios en la mortalidad [4] . Las poblaciones de guppies que crecen en condiciones de mayor mortalidad son más pequeñas, crecen más rápido, se reproducen a una edad más temprana y asignan más recursos de reproducción que los guppies que viven en condiciones de baja mortalidad externa [5] . Además, se ha sugerido que una de las razones por las que las aves y los murciélagos viven más que los animales terrestres de tamaño similar es que, al poder volar, se han liberado de gran parte de la presión de depredación evolutiva que experimentan los animales terrestres [6] . . Otro estudio que confirmó algunos de los fundamentos de la teoría se realizó en dos poblaciones de zarigüeyas de Virginia . Una población de zarigüeyas que se encuentra en la isla de Sapelo, Georgia , no tiene depredadores terrestres naturales, mientras que otra que se encuentra en el continente del estado es presa de pumas , zorros y gatos monteses . Como resultado, se encontró que la población de la isla da a luz a menos crías que el grupo continental y generalmente sobrevive hasta la segunda temporada de reproducción, recibiendo una segunda oportunidad de reproducción. Los miembros de este grupo son más pequeños en tamaño, tienen una esperanza de vida media un 25 % más larga y una esperanza de vida máxima un 50 % más larga que el grupo continental [7] [8] .

Es importante señalar que, dado que la teoría del soma desechable solo considera los aspectos evolutivos del envejecimiento, la relación entre consumo, reproducción y envejecimiento se considera en términos del resultado final, en lugar de mecanismos específicos. Si un animal individual tiene la capacidad de reproducirse, no puede esperar la inmortalidad biológica, ya que necesita mantener su soma solo a un nivel tal que el individuo promedio dentro de la población pueda sobrevivir el tiempo necesario para producir el número requerido de descendencia. Sin embargo, la falta de oportunidades para la reproducción puede tener un efecto positivo sobre el envejecimiento y la esperanza de vida [9] [10] . Esto no significa que haya una conexión entre la premonición del soporte vital, la reproducción, el soporte del soma y la longevidad, la teoría del soma desechable solo prevé una compensación entre el soporte del soma y la reproducción mediada por el proceso de asignación de recursos. La teoría sugiere dos razones para el cambio de los organismos. En primer lugar, un aumento en la expectativa de mortalidad adulta debería conducir a una disminución en el sostén del soma. Si un organismo no espera vivir mucho tiempo, tiene menos necesidad de protegerse. En segundo lugar, un aumento en la anticipación de la tasa de reproducción debe conducir a una disminución en el apoyo al soma, ya que los individuos prevén la falta de recursos necesarios para la reproducción.

La teoría del soma desechable no postula ningún mecanismo específico de mantenimiento del soma y, por lo tanto, es compatible con la mayoría de los modelos mecanicistas del envejecimiento, como la acumulación de mutaciones somáticas, proteínas alteradas, teoría mitocondrial, teoría de radicales libres, etc. [11] . Además, las especies que tienen los niveles más bajos de mortalidad por causas externas y bajas tasas de reproducción también tienen la mejor protección contra el estrés oxidativo como resultado de mutaciones y daños en las proteínas [12] [13] . Por ejemplo, la reparación del ADN es mucho peor en roedores que en primates [14] , y las células somáticas de ratón son significativamente más sensibles al estrés oxidativo inducido químicamente que las células de mamíferos de larga vida [15] . Las células epiteliales de los riñones de aves relativamente duraderas también son más resistentes al daño químico y por radiación que las células correspondientes de los ratones [16] .

En general, la teoría del soma desechable proporciona un marco evolutivo útil para comprender el proceso de envejecimiento. Una gran cantidad de evidencia indirecta respalda esta teoría, pero aún faltan estudios experimentales detallados. .

Crítica

La teoría del soma "prescindible" intenta correlacionar los patrones de mortalidad con consideraciones evolutivas provenientes de la optimización de los equilibrios fisiológicos y ecológicos, así como las leyes de la genética de poblaciones . Las conclusiones sobre la posibilidad de una amplia variedad de patrones y un aumento exponencial de la mortalidad son solo una de las posibles opciones particulares para la teoría evolutiva del inicio del envejecimiento. La opción de aumentar la mortalidad con el aumento de la edad, como cualquier aumento de la mortalidad con la edad, contiene consideraciones evolutivas, pero estas opciones no pueden deducirse de la aparente incompatibilidad de estos temas, ya que la teoría reconoce que el envejecimiento y la esperanza de vida evolucionan independientemente uno del otro . 17] .

Notas

  1. V. N. Anisimov. Mecanismos moleculares y fisiológicos del envejecimiento Archivado el 29 de enero de 2008 en Wayback Machine . . - San Petersburgo: Nauka, 2003.
  2. 1 2 Kirkwood, TBL Evolución del envejecimiento   // Naturaleza . - 1977. - vol. 270 . - P. 301-304 .
  3. Kirkwood, TBL y Rose, MR Evolution of Senescence: Late Survival Sacrificed for Reproduction  // Philosophical Transactions of the Royal Society of London  :  revista. - 1991. - vol. B332 . - P. 15-24 .
  4. La evolución de la senescencia en poblaciones naturales de guppies ( Poecilia reticulata ) : un enfoque comparativo   // Gerontología experimental: revista. - 2001. - vol. 36 . - Pág. 791-812 .
  5. Rexnick, D., Butler, MJ y Rodd, H. Life-History Evolution in Guppies. VIII. La ecología comparativa de entornos de alta y baja depredación  //  The American Naturalist : diario. - Prensa de la Universidad de Chicago , 2001. - vol. 157 . - P. 126-140 .
  6. Austad, SN y Fisher, KE Mammalian Envejecimiento, metabolismo y ecología: evidencia de murciélagos y marsupiales  //  Journal of Gerontology  : revista. - 1991. - vol. 46 . - P. 47-53 .
  7. Austad, SN Senescencia retardada en una población insular de zarigüeyas de Virginia (  Didelphis virginiana )  // Journal of Zoology  : journal. -Wiley - Blackwell , 1993. -Vol. 229 . - Pág. 695-708 .
  8. Austad, SN Por qué envejecemos  (sin especificar) . — Nueva York: John Wiley and Sons , 1997.
  9. Hamilton, JB y Mestler, GB Mortalidad y supervivencia: comparación de eunucos con hombres y mujeres intactos en una población con retraso mental  //  Journal of Gerontology  : journal. - 1969. - Vol. 24 . - pág. 395-411 .
  10. Westendorp, RGJ y Kirkwood, TBL Human Longevity at the Cost of Reproductive Success  //  Nature: revista. - 1998. - vol. 396 . - Pág. 743-746 .
  11. Harman, D. Envejecimiento: una teoría basada en la química de radicales libres y radiación  //  Journal of Gerontology  : revista. - 1956. - vol. 11 _ - P. 298-300 .
  12. Ku, HH y Sohal, RS Comparación de la generación de prooxidantes mitocondriales y las defensas antioxidantes entre ratas y palomas: posible base de la variación en la longevidad y el potencial metabólico  //  Mecanismos de envejecimiento y desarrollo: revista. - 1993. - vol. 72 . - Pág. 67-76 .
  13. Barja, G.; Cadenas, S.; Rojas, C.; López-Torres, M.; y Pérez-Campo, R. Una disminución de la producción de radicales libres cerca de objetivos críticos como causa de la máxima longevidad en animales  //  Bioquímica y fisiología comparativas: revista. - 1994. - vol. 108B . - Pág. 501-512 .
  14. Cortopassi, GA y Wang, E. Hay un acuerdo sustancial entre las estimaciones entre especies de la actividad de reparación del ADN  //  Mecanismos de envejecimiento y desarrollo: revista. - 1996. - vol. 91 . - pág. 211-218 .
  15. Kapahi, P.; Boulton, ME; y Kirkwood, Correlaciones positivas de TBL entre la esperanza de vida de los mamíferos y la resistencia celular al estrés   // Biología y medicina de radicales libres : diario. - 1999. - vol. 26 . - Pág. 495-500 .
  16. Ogburn, EC; Austad, SN; Holmes, DJ; Kikivich, JV; Gollahon, K.; Rabinovitch, PS; y Martin, Células epiteliales renales cultivadas GM de aves y ratones: resistencia mejorada de las células aviares al estrés oxidativo y al daño del ADN  //  Revista de Gerontología  : revista. - 1998. - vol. 53 . - P.B287-B292 .
  17. A. G. Golubev. Evolución de la esperanza de vida y el envejecimiento  // "Biosphere": Revista científica y aplicada interdisciplinar. - 2011. - V. 3 , N º 3 . - S. 336-368 . — ISSN 2077-1460 . Archivado desde el original el 26 de diciembre de 2021.

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