¿Por qué el cerebro envejece? La respuesta está en los genes
El cerebro envejece del mismo modo que lo hacen todas las estructuras y sistemas de nuestro cuerpo. Sin embargo, hay personas a las que parece que el paso del tiempo les afecta más que a otras; no solo en su físico, sino también a sus capacidades. ¿Por qué ocurre esto? Es mas, ¿qué podemos hacer al respecto? ¿Son algunas personas más propensas a envejecer o tenemos herramientas para retrasar los efectos del paso de años?
Al parecer, las respuestas para desentrañar el misterio del envejecimiento cerebral están en ciertos genes. Un grupo de investigadores Instituto Babraham en Cambridge (Reino Unido) y de la Universidad Sapienza en Roma (Italia) ha encontrado las respuestas profundizando en los engranajes genéticos que influyen en el complejo mecanismo del deterioro cognitivo relacionado con la edad.
Lo cierto es que ya conocemos buena parte de lo que ocurre cuando el cerebro envejece. Por ejemplo, se sabe que las neuronas se deterioran y mueren, solo para ser reemplazadas por otras nuevas. Este proceso se ve facilitado por un tipo de célula madre, las células madre neuronales (NSC). Estas son células del sistema nervioso que pueden autorregenerarse y dar lugar a células progenitoras.
Sin embargo, con el paso del tiempo, estas células se vuelven menos funcionales, lo que hace que nuestro cerebro también lo sea. Pero ¿qué causa el envejecimiento de estas células? ¿Cuáles son exactamente los cambios moleculares que son responsables de su deterioro? Estas son las preguntas para las que los investigadores han hallado respuesta.
¿Qué sucede cuando el cerebro envejece?
Antes de ver por qué el cerebro envejece, vamos a ver en qué consiste el envejecimiento cerebral. El envejecimiento cerebral es inevitable hasta cierto punto, aunque no uniforme. De hecho, afecta a todos los cerebros, pero de manera diferente. Disminuir el envejecimiento del cerebro o detenerlo por completo sería el mejor elixir para lograr la eterna juventud.
El cerebro humano contiene alrededor de 100.000 millones de neuronas interconectadas a través de trillones de sinapsis. A lo largo de nuestra vida, nuestro cerebro cambia más que cualquier otra parte de nuestro cuerpo. Desde el momento en que el cerebro comienza a desarrollarse en la tercera semana de gestación hasta la vejez, sus complejas estructuras y funciones están cambiando.
Durante los primeros años de vida, el cerebro de un niño forma más de un millón de nuevas conexiones neuronales por segundo. El tamaño del cerebro aumenta cuatro veces en el período preescolar y hacia los 6 años alcanza aproximadamente el 90 por ciento del volumen adulto.
Los lóbulos frontales, que son las áreas del cerebro responsable de las funciones ejecutivas (como la planificación, la memoria operativa y el control de los impulsos), se encuentran entre las últimas áreas del cerebro en madurar. De hecho, es posible que no estén completamente desarrollados hasta los 35 años de edad.
Pero llegados a un punto, empezamos a envejecer. A medida que envejecemos, todos los sistemas de nuestro cuerpo disminuyen gradualmente su capacidad para rendir, incluido el cerebro. Así, determinados cambios en la memoria están asociados a un envejecimiento normal.
Los cambios de memoria comunes que están asociados con el envejecimiento normal incluyen:
- Dificultad para aprender algo nuevo: memorizar nueva información puede llevar más tiempo.
- Dificultad para la multitarea: el procesamiento lento puede dificultar el procesamiento y la planificación de tareas paralelas.
- Dificultad para recordar nombres y números: la memoria estratégica que ayuda a memorizar nombres y números comienza a disminuir a los 20 años.
- Dificultad para recordar citas.
Mientras que algunos estudios muestran que un tercio de las personas mayores tienen dificultades con la memoria declarativa (recuerdos de hechos o eventos que se han almacenado y pueden recuperarse), otros estudios indican que un quinto de las personas en la década de los 70 años realiza pruebas cognitivas tan bien como las que tienen 20 años.
Los cambios generales identificados durante el envejecimiento cerebral incluirían:
- Masa cerebral. Contracción en el lóbulo frontal y el hipocampo (áreas involucradas en la función cognitiva superior y la codificación de nuevos recuerdos). Los cambios comienzan alrededor de los 60 o 70 años.
- Densidad cortical. Adelgazamiento de la superficie externa del surco debido a la disminución de las conexiones sinápticas. Menos conexiones pueden contribuir a un procesamiento cognitivo más lento.
- Materia blanca. La materia blanca consiste en fibras nerviosas mielinizadas que se agrupan en tractos y transmiten señales nerviosas entre las células cerebrales. Se cree que la mielina se reduce con la edad y, como resultado, retrasa el procesamiento y reduce la función cognitiva.
- Sistemas de neurotransmisores. Los investigadores sugieren que el cerebro genera menos mensajeros químicos con el envejecimiento, y es esta disminución de la actividad de la dopamina, la acetilcolina, la serotonina y la norepinefrina la que puede jugar un papel en la disminución de la memoria y la cognición y un aumento de la depresión.
El papel de los genes cuando el cerebro envejece
Ahora que sabemos qué es lo que pasa cuando el cerebro envejece, vamos a volver al estudio que mencionamos al principio para ver el papel de los genes en este proceso. Al parecer, según indican los investigadores, el gen Dbx2 puede explicar el envejecimiento cerebral.
Los investigadores compararon los cambios genéticos en las células madre / células progenitoras (NSPC, siglas en inglés de neural stem/progenitor cells) de ratones viejos (de 18 meses) y jóvenes (de 3 meses). Al hacerlo, identificaron más de 250 genes que cambiaron su comportamiento a lo largo del tiempo, lo que significa que es probable que estos genes causen un mal funcionamiento de las células indicadas.
Una vez que redujeron su búsqueda a 250 genes, los científicos notaron que el aumento de la actividad del gen llamado Dbx2 parecía cambiar las NSPC envejecidas. Realizaron ensayos in vivo e in vitro que revelaron que el aumento de la actividad en este gen en NSPC jóvenes hace que se comporten más como células madre viejas. El aumento de la actividad de Dbx2 impidió que las NSPC crecieran o proliferaran como lo hacen las células jóvenes.
Además, en las NSPC más antiguas, los investigadores identificaron cambios en las marcas epigenéticas que pueden explicar por qué las células madre pueden deteriorarse con el tiempo. Si pensamos en nuestro ADN como un alfabeto, las marcas epigenéticas son como acentos y signos de puntuación, ya que le dicen a nuestras células si deben leer los genes y cómo. En esta investigación, los científicos descubrieron cómo estas marcas se colocan de manera diferente en el genoma, “diciendo” a las NSPC que deben crecer más lentamente.
Con este estudio, los investigadores han demostrado que estos cambios pueden contribuir al envejecimiento del cerebro al desacelerar el proceso de renovación cerebro. Los investigadores tienen la esperanza de que estos hallazgos algún día conduzcan a la reversión del proceso de envejecimiento. Al comprender cómo afecta el envejecimiento al cerebro, al menos en ratones, los investigadores esperan identificar formas de detectar el declive de células madre neurales.