Francisco José Esteban Ruiz, Universidad de Jaén

No siempre podemos elegir lo que comemos y, cuando podemos, en la elección influye toda una serie de factores culturales, ambientales, psicológicos y, cómo no, biológicos. Sí, lo que nos gusta comer también va en nuestros genes.

Así, una vez más –y esto no es nuevo–, nuestro comportamiento está determinado en parte por la naturaleza y en parte por el ambiente.

Los gemelos suelen tener los mismos gustos por la comida

Los profesionales de la salud tienden a señalar que lo que nuestras hijas e hijos prefieren comer suele depender de lo que encuentran en casa, si bien madres y padres percibimos que la elección les viene de nacimiento.

En este sentido, un estudio llevado a cabo en una población de 2 402 familias con gemelos analizó la contribución de la genética y del ambiente sobre la inclinación hacia toda una amplia variedad de alimentos. Los resultados indican que la genética domina en la elección de vegetales, frutas y proteínas, mientras que el ambiente lo hace sobre lo que picoteamos, los lácteos y los azúcares.

O sea, que a nuestros hijos les gusten los alimentos más sanos y nutritivos, esos que intentamos incluir en su dieta, depende de la genética; en cambio, lo que más engorda y es menos sano depende de que lo encuentren a mano.

Y sí, son bien conocidos los casos de gemelos a quienes a ambos les gusta –o disgusta– lo mismo. Otro estudio llevado a cabo también con este tipo de hermanos, y que incluía a más de 2 000 individuos, mostró que la elección de la comida basada en sabores y características nutritivas similares estaba determinada no sólo por el ambiente compartido, sino también por la genética.

¿Y qué ocurre cuando los gemelos se hacen mayores? Que el factor heredable se mantiene: si no les gustan las lentejas, ninguno come lentejas. Sin embargo, la influencia del ambiente compartido desaparece en favor de la experiencia personal: cada uno decide si tener a mano o no, para picotear, de lo que más engorda.

Lo que nos dicen los genes

A mediados del pasado mes de mayo se publicó un interesante estudio, llevado a cabo en nada más y nada menos que 161 625 individuos, acerca de qué variaciones en los genes se relacionan con los alimentos que nos gustan o que no.

En primer lugar, los autores establecieron tres grandes grupos de alimentos: los altamente palatables y energéticos (postres, carnes y los muy sabrosos y agradables); los de pocas calorías (vegetales, frutas y cereales); y los que vamos probando por gusto, es decir, los adquiridos (café sin endulzar, bebidas alcohólicas, quesos y vegetales de sabor fuerte).

A continuación los relacionaron entre sí. Detectaron una correlación de elección de moderada a alta entre los de pocas calorías y los adquiridos, mientras que la elección de los muy sabrosos y energéticos era independiente de cualquiera de los otros dos grupos. Este resultado sugiere que los procesos que subyacen a la elección de las comidas tan gustosas son independientes a los demás.

Después relacionaron la presencia de variaciones en los genes con el consumo de alimentos y detectaron 1 401 asociaciones entre las variantes genéticas y la elección de determinados alimentos. Por ejemplo, encontraron que la mutación rs1229984-SNP, localizada en la enzima que degrada el alcohol, se vinculaba al consumo de la mayoría de las bebidas alcohólicas, si bien el efecto disminuía si las bebidas eran más fuertes. Es decir, la mutación permite la tolerancia al alcohol pero hasta cierto punto.

Cuando se priorizaron los genes con variantes, destacaron aquellos que codifican para receptores de sabores y olores. Así, la mayor asociación se detectó para el gen OR4K17 (un receptor olfativo) y el gusto por la cebolla.

Entre los receptores de sabores, se identificaron relaciones entre los de sabores amargos y los grupos de alimentos adquiridos y de pocas calorías. Concretamente, variantes del gen TAS2R38 se vincularon a comidas saladas, bebidas alcohólicas, el rábano y la toronja o pomelo.

Además, el gen FGF21, que codifica para un modulador celular y que previamente se había asociado al consumo de dulces, se relacionó negativamente tanto con las comidas fuertes y muy grasas como con el pescado, los huevos y la mayonesa.

La puntuación poligénica del sabor

Otros estudios confirman este tipo de predisposición congénita. Un trabajo presentado recientemente en el congreso de la Sociedad Americana de Nutrición, realizado sobre 6 230 personas, ha identificado la asociación entre variantes genéticas y cada uno de los cinco sabores básicos (dulce, salado, amargo, agrio y umami), así como también con factores de riesgo cardiometabólico.

Para ello han desarrollado la llamada puntuación poligénica del sabor (PPS), que proporciona un valor sencillo a partir del efecto acumulativo de diferentes variantes génicas sobre la percepción de un sabor concreto. Una PPS alta para lo dulce indica, por ejemplo, que una persona tiene una predisposición elevada a percibir ese sabor.

Los resultados mostraron que los genes relacionados con los sabores amargo y umami están más relacionados con la calidad de la elección de los alimentos en la dieta. Así, los participantes con mayor PPS-amargo comen dos porciones menos de cereales que los que puntúan más bajo, y los de mayor PPS-umami comen menos vegetales que los que son menos proclives a experimentar ese sabor.

Por otro lado, este grupo de investigación ha detectado que los genes relacionados con la sensibilidad hacia el dulzor son más importantes para la salud cardiometabólica. Un PPS-dulce alto está relacionado con una menor concentración de triglicéridos.

Jean Anthelme Brillat-Savarin, autor del primer tratado de gastronomía, pronunció en el siglo XIX el famoso aforismo “dime lo que comes y te diré quién eres”. Hoy también podemos decir “dime lo que comes y te diré cómo son tus genes”, y viceversa.

Francisco José Esteban Ruiz, Profesor Titular de Biología Celular, Universidad de Jaén

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

Francisco José Esteban Ruiz, Universidad de Jaén

Aunque nos duela, existe una jerarquía social en la que hay oprimidos e inocentes que sufren la desdicha y el castigo sin merecerlo, mientras muchos de “los de arriba” les miran con indiferencia. Así lo refleja la galardonada película Los santos inocentes, basada en el libro del mismo título de Miguel Delibes.

Podríamos pensar que la competitividad existe porque hay unos que están arriba y otros que están abajo. Que todo se reduce, más o menos, a sobrevivir y a competir entre niveles.

Pero no. También se compite con quienes están en el mismo nivel. Es más, para que un individuo dentro de un grupo prospere no basta con que centre sus esfuerzos en los recursos disponibles. Además, debe tener en cuenta el rango social y el comportamiento de los otros miembros del grupo.

El éxito depende del rango social y de contra quién competimos

La jerarquía y la competición han sido y son estudiadas por disciplinas tales como la psicología, la sociología, las ciencias políticas, la economía y la ecología. Pero hasta ahora se sabía muy poco de los mecanismos biológicos y celulares de las interacciones competitivas.

Recientemente, un equipo investigador de Boston (EE.UU.) ha publicado un interesante artículo en la revista Nature en el que demuestra, en un grupo de ratones, la existencia de unas neuronas concretas que codifican la estructura del rango social de unos animales con respecto a otros. Además, en el trabajo se detecta cómo influye la información que procesan las células sobre las decisiones que se toman al competir.

Para el estudio se registró la actividad neuronal de los ratones mientras competían, de un modo natural, por la comida. Los resultados indican que los roedores más dominantes son los que más alimento consiguen. En cuanto al éxito competitivo, varía según el rango social del animal en relación a los demás competidores.

Por ejemplo, los ratones de un rango social medio tienen mayor éxito si compiten con ratones subordinados de su grupo, y menor éxito si lo hacen con ratones más dominantes también de su grupo. Pero este efecto disminuye si la prueba se realiza entre ratones de grupos diferentes. Eso indica que no es una cuestión de fuerza, rapidez o “superioridad” real: simplemente los ratones compiten menos si se enfrentan a adversarios que saben que están en un rango superior. Si lo ignoran, compiten con la misma ferocidad que frente a sus iguales.

Como es lógico, si se modifica la recompensa y el entorno (por ejemplo, la cantidad y la distancia hasta llegar a la comida), los animales también ajustan su comportamiento según el resultado económico y las condiciones ambientales bajo las que compiten. Es decir: se muestran más motivados si hay mayor recompensa y si las condiciones son más favorables.

Competir, tener éxito y el rango social están relacionados

Las neuronas que codifican este complejo comportamiento se localizan en la corteza cingulada anterior, un área del cerebro imprescindible para el control cognitivo y emocional. Pues bien, en esta zona hay dos tipos de neuronas con funciones distintas: unas guían el comportamiento competitivo y otras evalúan el rango social y modulan a las anteriores.

Lo sorprendente es que son las del rango social las que permiten predecir el éxito futuro de la empresa que se va a acometer, con una precisión de un 71 %. Más aún, estas neuronas se encargan de integrar la información no sólo del rango social relativo, sino también de las experiencias previas en cuanto al éxito. En función de la posición social y de los triunfos previos, nos guiará en cómo nos enfrentamos a una competición, en qué decisiones tomamos frente a nuestros rivales.

Manipulando las neuronas que controlan el esfuerzo competitivo

Si los resultados anteriores indican que hay neuronas concretas en la corteza cingulada anterior cuya actividad afecta a las decisiones que tomemos en la competición a la que nos vamos a enfrentar, ¿qué ocurrirá si las manipulamos?

Pues ocurre lo esperado: la excitación de las neuronas del rango social aumenta la posición del individuo en el ranking de dominancia en su grupo, mientras que la inhibición lo lleva a una posición más baja.

En cuanto a la competición, si se excitan estas neuronas se observa que el comportamiento competitivo es selectivo, ya que el éxito solo aumenta si los ratones compiten frente a otros que sean más dominantes. Y cuando las neuronas se manipulan inhibiendo su función, el éxito competitivo disminuye sólo cuando compiten con subordinados.

Según Miguel de Cervantes “Dos linajes sólo hay en el mundo: como decía una abuela mía, que son el tener y el no tener, aunque ella al de tener se atenía.” Y sí, abuela, el que “tiene” compite con uñas y dientes.

Francisco José Esteban Ruiz, Profesor Titular de Biología Celular, Universidad de Jaén

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

El estudio de la relación entre mente y cerebro es clave para caracterizar la consciencia, entendida como los sentimientos y las experiencias que nos hacen ser como somos, que determinan nuestra vida interna subjetiva y que nos llevan a interaccionar con lo que nos rodea.

Especialistas procedentes de campos del conocimiento como la biomedicina, la computación, la filosofía, la física, las matemáticas y la psicología presentarán e integrarán, en el I International Congress “Brain Dynamics and Consciousness”, y a través del estudio de la dinámica cerebral, las principales teorías, procedimientos de análisis y resultados obtenidos en la caracterización de la consciencia, así como su aplicación clínica en la detección de estados de consciencia en enfermedades y trastornos mentales, y en pacientes en coma.

El congreso se celebrará, en la Universidad de Jaén, del 20 al 22 de abril. Puedes encontrar más información en la web del grupo organizador de la UJA: ComplexMindLab.

Los contenidos, sin duda, pueden ser de interés para estudiantes y profesorado de diferentes grados, másteres y programas de doctorado.

No es necesaria la inscripción, la asistencia es gratuita y libre, y se emitirá un certificado de asistencia a quien lo solicite.

El programa puedes encontrarlo aquí.

Te ruego que lo difundas y que te animes a asistir.

Saludos cordiales.

Sergio Iglesias
Antonio Ibañez
Francisco J. Esteban
Grupo de Investigación “Sistemas y Organismos Complejos” (UJA)
complexmind.es

José Antonio Gavira nos entrevista en el programa “Ahora Salud”, de Radio Castilla-La Mancha, sobre la necesidad de un sueño reparador.

Basada en el artículo ¿Cuánto necesitamos dormir para un sueño reparador?

El artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

Sin entrar en el debate de si la obesidad debe o no considerarse una enfermedad, y siendo conscientes de que sus causas pueden ser múltiples, nos enfrentamos a un verdadero problema de salud pública que aumenta tanto la morbilidad (enfermar) como la mortalidad (morir debido a ello).

Independientemente de lo que nos lleve a pasarnos del peso que se considera dentro de lo normal, esos kilos de más nos afectan de un modo u otro. Existen pruebas irrefutables de que la obesidad es un importante factor de riesgo para padecer otras enfermedades como hipertensión, dislipemia (alteración de la cantidad de lípidos en sangre, como el colesterol), diabetes, enfermedades cardiacas e infartos cerebrales, piedras en la vesícula, artrosis, ovario poliquístico, síndrome de apnea del sueño y algunos tipos de cáncer. Y nos hemos quedado cortos, pues se considera que la obesidad y el sobrepeso incrementan el riesgo y favorecen el desarrollo de más de 200 enfermedades crónicas.

Además, y desafortunadamente, desde el inicio de la pandemia debida al coronavirus se hizo patente el hecho de que la obesidad empeoraba la situación. Sí, desde hace años se conoce que las personas obesas son más vulnerables a las infecciones y a las complicaciones derivadas de las mismas. En el caso concreto de la covid-19, y según un estudio de la Sociedad Española de Obesidad, el 80% de las personas con manifestaciones severas por coronavirus en España eran obesas.

La acumulación de grasa enferma al tejido

¿A qué se debe que el ser obeso aumente el riesgo de contraer otras enfermedades? La investigación en biología celular, bioquímica y genética nos ayuda a responder.

La principales células responsables del almacenamiento de grasa en nuestro cuerpo son los adipocitos, que forman parte del llamado tejido adiposo. En este tejido también hay otros tipos celulares, como los linfocitos y los macrófagos del sistema inmune, y el buen estado de salud del tejido depende de que exista un equilibrio funcional entre todos los tipos de células.

Pues bien, en la base de la obesidad se encuentra la adiposopatía, que podemos decir que es una alteración que se produce debido a que, por diferentes causas, ingerimos más calorías de las que gastamos. Esto da lugar a una alteración anatómica (deposición anormal de grasa) y funcional (inmune y hormonal) del tejido adiposo que puede causar o empeorar una enfermedad metabólica.

¿Y qué es una enfermedad metabólica? Sencillamente un daño debido a la alteración de nuestras vías metabólicas, como la del colesterol, la insulina y las hormonales, que a su vez dan lugar a enfermedades como arterioesclerosis, la hipertensión, la diabetes y un aumento de hormonas masculinas en mujeres y su disminución en hombres.

La grasa se acumula donde no debe

Cuando los adipocitos comienzan a acumular más grasa de lo normal también se produce deposición de grasa más allá de donde debería, por ejemplo, en el hígado y en el músculo. Junto a la adiposopatía, este hecho provoca una alteración en la secreción de hormonas, como la leptina, y de toda una serie de proteínas proinflamatorias, como las citoquinas.

Además, la obesidad da lugar a una deposición anormal de grasa alrededor del corazón. Un estudio reciente realizado sobre casi 7 000 participantes ha puesto de manifiesto que el aumento de la grasa pericárdica se asocia con el riesgo de fallo cardiaco.

El aumento en la secreción de citoquinas debido a la obesidad no sólo reduce la capacidad de responder a la infección respiratoria causada por el coronavirus, sino que provoca que todo empeore. Más aún, la asociación de la obesidad con una disminución de la función inmune hace que estos pacientes sean más susceptibles a todo tipo de infecciones.

En cuanto al tratamiento, en los obesos disminuye la respuesta a los antivirales y son menos eficaces las vacunas.

El novelista Charles Dickens dijo que “cuanto más engorda uno, más prudente se vuelve. Prudencia y barriga son dos cosas que crecen simultáneamente”. Visto lo visto, más vale que seamos prudentes y no hagamos crecer la barriga.

Francisco José Esteban Ruiz, Profesor Titular de Biología Celular, Universidad de Jaén

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

Francisco José Esteban Ruiz, Universidad de Jaén

A cada quien le atrae alguien por causas y motivos muy diferentes. Y, para gustos, los colores… ¡y los olores! Es de sobra conocido que el olor corporal influye a la hora de elegir pareja. Y no hay que hacer muchos experimentos para tener claro que el mal olor ayuda a descartarla.

Evolutivamente y en diferentes especies, entre las que se incluyen los humanos, la pareja es elegida para complementar de un modo óptimo nuestros propios genes, especialmente los relacionados con el sistema inmune. Con ello se pretende que nuestra descendencia sea resistente a más patógenos.

El olor corporal informa sobre nuestro sistema inmune

Y aquí viene lo curioso: aunque en nuestra especie existen cientos de formas diferentes de genes que codifican el sistema inmune, en cada persona algunas de estas variantes participan en proporcionar el aroma natural propio y particular que desprendemos y nos acompaña. Es decir, el olor corporal habla directamente sobre nuestro sistema inmune.

Allá por los años 90 del siglo pasado, científicos del Instituto Max Planck llevaron a cabo los denominados “experimentos de la camiseta sudada”. Consistían en que las chicas olían las camisetas con las que los chicos, sin haber usado perfume, desodorante o jabón aromático, habían dormido dos noches seguidas. Así descubrieron que las mujeres prefieren el olor de los hombres que tienen variantes genéticas del sistema inmune diferentes a las propias.

Y, más aún, los investigadores también demostraron que las variantes genéticas del sistema inmune influyen en los ingredientes del perfume que tanto mujeres como hombres eligen. Es decir, que seleccionamos el perfume de modo que intensifique la propia señal olfativa inmunogenética. ¡Quién lo diría!

El aroma personal y el perfume que nos identifica

Unos años después, se llevaron a cabo una serie de test en los que cada participante fue capaz de reconocer un perfume concreto: aquel al que se le habían añadido partículas de su sistema inmune que caracterizan su propio olor corporal. Y, claro está por lo comentado anteriormente, también seleccionaban ese perfume como su favorito.

Desde un punto de vista neurobiológico, las imágenes de resonancia magnética mostraron que, cuando cada participante huele las partículas inmunes propias, se le activa una región concreta del cerebro: la corteza frontal medial derecha.

Y esto es muy interesante, ya que indica que los humanos también disponemos de una estructura que nos ayuda, teniendo en cuenta el olor, a decidir qué pareja elegir. En otras especies, el órgano encargado es el denominado órgano vomeronasal; a través de él se detectan, por ejemplo, las feromonas. En humanos este órgano apenas está desarrollado y no es funcional.

El aroma de la atracción y el olor del éxito

Con este sugerente título se ha publicado hace muy poco un artículo científico en el que se analiza la influencia de los estímulos olfativos, desde las delicadas fragancias a los malos olores, sobre la percepción que tenemos de los demás.

En él se indica que existe todo un rango de olores corporales que influyen sobre lo que percibimos de otra persona: si nos resulta atractiva, cuál puede ser su edad, si está estresada o sufre de ansiedad, si está enferma e incluso rasgos de su personalidad.

Eso no es todo. Además, tanto la presencia de un aroma como la ausencia de mal olor influyen en la confianza que cada persona tiene en sí misma, lo que sin duda afecta a cómo de atractiva resulta ante las demás.

Esto nos lleva a la conocida importancia del olor en la impresión que podemos dar en una reunión o en una entrevista de trabajo. Curiosamente, los hombres puntúan peor a las personas que llevan perfume o agua de colonia, mientras que las mujeres actúan de modo contrario.

¿Qué perfume elegimos?

De modo general, se piensa que utilizamos un perfume para enmascarar el olor corporal y para agradar más. Sin embargo, se ha demostrado que es la combinación del perfume con el propio olor corporal lo que nos genera el efecto agradable y personal. Claro está, en la justa proporción que seguro que somos capaces de encontrar.

Ya lo decía la abuela Matilde: “Niña, ese perfume en ti huele mejor que en mí”.

En este sentido, percibimos como más agradable una mezcla de olor propio con el perfume favorito que el olor propio con otro perfume elegido al azar, incluso si ambas fragancias se consideran, de modo general, igual de agradables.

Eso implica que el uso de un perfume va más allá de evitar el mal olor y que elegimos aquel perfume que mejor combina con nuestro olor personal. De ahí, como dicen los expertos, el gusto tan particular que cada quien tiene para elegir el perfume.

¿Y si no usamos perfume? Quizás la explicación esté en esa interesante frase de la novela El perfume, de Patrick Süskind:

Lo que codiciaba era la fragancia de ciertas personas: aquellas, extremadamente raras, que inspiran amor.

Francisco José Esteban Ruiz, Profesor Titular de Biología Celular, Universidad de Jaén

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

Francisco José Esteban Ruiz, Universidad de Jaén

Nos encanta esa sensación matutina que nos hace decir: “Hoy me he levantado como nuevo”. Pero no es lo habitual. Entre otras cosas porque en nuestro día a día hay tantas cosas que nos preocupan que, a veces, al llegar el momento de ir a dormir, por muy cansados que estemos no somos capaces de pegar ojo.

Contamos ovejitas, hacemos ejercicios de respiración y tratamos de poner a prueba cualquier consejo que nos lleve a conciliar el sueño. Y, de este modo, despertar con ganas de comernos el mundo o, al menos, de estar lo más descansados posible para nuestros quehaceres diarios. Vamos en busca del anhelado sueño reparador. Y describirlo así, como “sueño reparador”, no es sólo una metáfora.

Si hacemos cuentas, fácilmente vemos que un tercio de nuestras vidas lo pasamos durmiendo. Por algo será cuando el cuerpo lo pide. Con sensaciones y avisos, antes o después, llega el momento en el que se activan señales para que descansemos.

Dormimos para reparar el ADN de las neuronas

El origen más íntimo de las señales que inducen al sueño está en nuestras células. Estas señales se activan de un modo preciso para reparar los daños que se producen en su interior, de un modo natural, durante la actividad cotidiana.

Los mecanismos moleculares que nos llevan al sueño han sido desenmascarados en un estudio muy reciente en modelos animales, pues el sueño es esencial en todos los organismos con un sistema nervioso. Y se ha demostrado que el fin último de dormir es reparar los daños que se acumulan en el ADN mientras que estamos despiertos. Sí, así como suena.

Cuando estamos despiertos, la presión homeostática que nos induce al sueño, es decir, el cansancio, se acumula en el cuerpo. Somos acumuladores de cansancio cuando estamos activos y nos vamos vaciando cuando dormimos. Y llegamos a un mínimo de cansancio después de una noche completa de buen sueño.

La principal causa de aumento de la presión homeostática es la acumulación de daños en el ADN de las neuronas. Durante el funcionamiento normal de todas nuestras células se producen reacciones cuyos productos pueden dañar al ADN y, por lo tanto, a los genes que nos hacer ser como somos.

Todas las células poseen mecanismos moleculares para combatir los daños, día y noche. Pero las neuronas son más susceptibles a la acumulación de daños cuando estamos despiertos, llegando hasta niveles peligrosos que no nos podemos permitir. La ciencia ha revelado que el sueño recluta a los sistemas de reparación de ADN, que lo arreglan tan eficientemente que nos levantamos como nuevos, y nunca mejor dicho. Utilizar, pues, la metáfora “un sueño reparador” adquiere todo su sentido.

PARP1 nos manda a dormir

Una de las primeras moléculas en responder y activar los mecanismos que nos inducen al sueño es la proteína PARP1. Su misión es de vital importancia: se encarga de marcar los sitios del ADN que se han dañado y de reclutar a los sistemas adecuados para que los reparen.

Un resultado interesante fue ver que, si se impide que PARP1 actúe, la sensación de sueño desaparece. Pero esta inhibición también conlleva que no se activen los sistemas de reparación de las mutaciones en el ADN, algo que ya intuirán que no es nada bueno.

¿Cuantas horas de sueño son necesarias?

Con el fin de tratar de averiguar si hay un mínimo de horas de sueño que lleven al deseado sueño reparador, en el estudio se utilizó al pez cebra, un modelo animal de uso común en los estudios sobre el cerebro y con un sueño similar al de los humanos.

Pues bien, tras analizar la relación entre las horas de sueño y la reparación del ADN se llegó a la conclusión de que seis horas de sueño por noche suelen ser suficientes para la reducción adecuada de los daños en nuestro ADN.

¿Y si nos vamos de fiesta?

Entre los muchos y muy diferentes mecanismos neuronales que regulan los ciclos de vigilia y sueño también se encuentra la motivación.

La motivación, sin duda, modula que seamos más propensos a permanecer despiertos o a quitarnos de en medio e irnos a dormir si la situación lo requiere. Cuando estamos motivados podemos mantener un buen rendimiento físico y mental, por ejemplo escribiendo un artículo interesante, leyendo un buen libro o bailando en una divertida fiesta. Y todo ello mucho más allá de nuestros horarios habituales e ignorando la presión homeostática.

En la naturaleza, el establecer relaciones con otros congéneres, las oportunidades de apareamiento y la presencia de depredadores está claro que generan respuestas motivacionales y modulan los estados de excitación. Hay animales que pueden permanecer despiertos o dormidos mucho más de lo normal, e incluso mantener despierta solo la mitad de su cerebro, y un único ojo abierto.

Algo parecido ocurre en humanos cuando dormimos en una cama que no es la nuestra durante un viaje. Es lo que se conoce como el efecto de la primera noche. Así pues, resulta más que interesante conocer lo mejor posible los procesos que modulan la excitación y su relación con permanecer despiertos o ir a dormir, ya que pueden derivar en situaciones complicadas, incluso de conflicto.

Por su significado y relación, finalicemos con el comienzo del poema “El sueño” de Jorge Luis Borges:

Si el sueño fuera (como dicen) una

tregua, un puro reposo de la mente,

¿por qué, si te despiertan bruscamente,

sientes que te han robado una fortuna?

Francisco José Esteban Ruiz, Profesor Titular de Biología Celular, Universidad de Jaén

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

Que seamos personas introvertidas, extrovertidas o que nos mostremos flexibles y actuemos según el contexto (ambivertidas) no suele tener mayor relevancia en la población en general. La mayoría pertenece al grupo ambivertido, que podría ser considerado el más saludable por la capacidad de adaptación y la efectividad social. No obstante, y aunque hay personas introvertidas y extrovertidas muy majas, seguro que conocemos casos en los que su comportamiento, manifestado en extremo, nos hace pensar que rozan lo patológico.

Tanto la introversión como la extroversión, en combinación con otros factores, pueden llevar desde edades muy tempranas a unos trastornos de la personalidad referidos como de internalización, por todo aquello que experimentamos internamente (tristeza, preocupación o ansiedad), y de externalización, al ser manifestados externamente (conflictividad, abuso o violación de las normas). Seguro que ya intuyen que en la dimensión psicopatológica de la internalización se incluyen la depresión y el ser hipocondriacos y, en la de externalización, psicosis, paranoia e histeria, por nombrar algunos.

En busca de una base genética de la externalización

Hace unas semanas se publicó, en la prestigiosa revista Nature Neuroscience, un artículo científico de lo más interesante. En él se muestra que, tras analizar los datos de un millón y medio de personas, se detectan más de 500 regiones en el genoma que pueden asociarse a comportamientos de externalización. En este caso concreto, las alteraciones están principalmente relacionadas con el comportamiento antisocial y las adicciones.

El trabajo, desde el punto de vista científico, se basa en el uso de una metodología de análisis genómico denominada GWAS (Genome-Wide Association Study, estudio de asociación de genoma completo). Con ella se identifican los cambios puntuales que se pueden encontrar en la secuencia del ADN que constituye el genoma de diferentes individuos.

Si consideramos al ADN como una cadena casi interminable (y en cualquier orden) de las letras A, C, G y T, hablamos de un SNP (single nucleotide polymorphism, polimorfismo de base única) cuando una de estas cuatro letras cambia por otra en alguna posición dada del genoma.

En un análisis GWAS podemos medir millones de SNPs (en plural) y relacionar el cambio detectado con alguna característica de interés del sujeto de estudio. Por lo general, un único cambio difícilmente suele asociarse a una característica concreta.

Por eso, para analizar los datos obtenidos del GWAS, los autores del estudio utilizan un método estadístico y computacional (denominado modelización de ecuaciones estructurales genómicas) con el que agrupan las características de externalización de los individuos y, además, estiman cómo de correlacionadas están con los SNPs. Y, como tamaño de la muestra, nada más y nada menos que un millón y medio de personas, el mayor estudio GWAS hasta ahora realizado.

El grupo de investigación detectó que en las regiones afectadas se encontraban genes que se expresan en el cerebro y que están implicados en el desarrollo del sistema nervioso. Más aún, llevó a cabo un análisis de relación entre los datos genéticos y las historias clínicas de los sujetos de estudio. Con todo ello crearon la que han denominado puntuación poligénica.

Esta puntuación indica que las personas con un mayor número de variantes genéticas asociadas a los comportamientos de externalización son más propensas a sufrir diferentes enfermedades. Entre ellas destacan la cirrosis y la infección por el virus del sida, así como una mayor tendencia a los intentos de suicidio, a encontrarse sin empleo y a las condenas penales.

Lo que no nos dice la puntuación poligénica

No cabe duda de que el avance en el conocimiento científico influye de un modo determinante en nuestras vidas, y qué decir desde el punto de vista biomédico. En relación con este estudio, conocer los posibles factores que contribuyen a los problemas conductuales de externalización sin duda puede llevar a diagnósticos y tratamientos más adecuados, como en otras muchas enfermedades con base genética.

Pero no olvidemos que encontrar una asociación no implica que la relación sea la causa. Tal y como comentamos en un artículo anterior en The Conversation, se tiende a confundir correlación con causalidad. En ese sentido, los autores del trabajo que nos ocupa, siendo conscientes de la controversia que el uso e interpretación de la puntuación poligénica puede generar, en el propio artículo indican un enlace a partir del cual encontrar información sobre la interpretación.

Cabe destacar el apartado acerca de lo que no es la puntuación poligénica: no es una herramienta “adivina”, no está libre de procesos ambientales y sociales y no es una medida de potencial innato o heredable del individuo. Las diferencias genéticas se asocian de un modo probabilístico y está claro que influyen otros mecanismos y factores como los ambientales, los históricos, los políticos y los económicos.

Cualesquiera otras posibles implicaciones e interpretaciones que pudieran surgir, por ejemplo las relacionadas con la eugenesia, la estigmatización de grupos y el racismo médico y clínico, por citar algunas, no tienen sentido alguno, como indican los autores, ya que es un estudio de asociación estadística que no establece que la causa se deba a una base genética clara y definida.

La interpretación de resultados científicos con calado social puede llevar a hacer dogma de ellos. Seamos prudentes que, como dijo el reputado médico William Osler, “cuanto mayor es la ignorancia, mayor es el dogmatismo”.

Francisco José Esteban Ruiz, Profesor Titular de Biología Celular, Universidad de Jaén

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

Joan Josep Cerdà Pino, Universitat de les Illes Balears; Antonio Cerrato Casado, Universitat de les Illes Balears; Carles Bona Casas, Universitat de les Illes Balears y Joan Masso, Universitat de les Illes Balears

 

Por sorprendente que pueda parecer, todos nosotros, incluidos los más gélidos y duros, tenemos dentro un romántico sempiterno que día y noche nos acaricia y protege incansablemente hasta el más pequeño e íntimo de nuestros rincones, un desconocido para la mayoría pero sin el cual no podríamos vivir: el glicocálix endotelial.

Detrás de estas dos palabras se encuentra un órgano cuya existencia fue confirmada en mamíferos poco antes de que el hombre llegara a la Luna. Este órgano, en un adulto humano, pesa tanto como su cerebro: aproximadamente 1,4 kilogramos. Si se desplegara por completo, cubriría tres canchas de baloncesto.

Lo que lo diferencia de otros órganos es que no se encuentra en ningún lugar específico del cuerpo. Por el contrario, está en todas partes, en contacto directo con la sangre. Es similar a una capa suave de terciopelo que cubre internamente todas las arterias y venas del cuerpo. Desde las más grandes hasta los microcapilares (vasos sanguíneos) más diminutos.

El grueso de este abrigo de terciopelo que todos llevamos dentro oscila entre una milésima y una diez milésima parte de un milímetro (entre 0,1 y 1,0 micrómetros).

Un órgano aparentemente inexistente sin el que no podríamos vivir

Pero no se dejen engañar por su tamaño. Aunque pueda parecer una nimiedad como para considerarlo un órgano vital, el glicocálix endotelial cumple diversas misiones de importancia crucial.

En primer lugar, hace de barrera selectiva dejando pasar solo ciertas moléculas desde la sangre hacia el resto del cuerpo y nos protege contra la pérdida de fluidos (edemas). También sirve de capa lubricante para transportar los glóbulos rojos. En el caso de los microcapilares es especialmente importante, ya que su apertura puede ser menor que el tamaño del propio glóbulo rojo.

Además, previene la erosión de las paredes de las venas y las arterias y evita, en gran medida, que otras partículas que fluyen por la sangre se adhieran, provocando coágulos y obstrucciones. Por otra parte, mediante la captura de ciertas moléculas, controla la aparición de trombosis, inflamaciones y estrés oxidativo.

Otra función esencial del glicocálix es enviar información al exterior de las células que forman parte de las paredes de los vasos sanguíneos (endotelios), para que modifiquen su forma, tamaño y otras propiedades. Esto lo consigue a través de las fuerzas que ejerce la sangre sobre él. Así el transporte de la sangre es el óptimo en todo momento y circunstancia. Además, el glicocálix también interviene en la regulación del crecimiento y la migración de estas células endoteliales a lo largo del cuerpo.

Enfermedades ligadas a la ausencia del glicocálix

El papel vital del glicocálix se pone de manifiesto cuando este recubrimiento desaparece en parte o totalmente. Cuando esto sucede, la aterosclerosis (acumulación de grasas, colesterol y otras sustancias dentro de las arterias y sobre sus paredes) se inicia rápidamente y las placas de ateroma bloquean con rapidez el paso de la sangre.

También se ha relacionado su pérdida con los ictus cerebrales, la hipertensión, la preeclampsia y las infecciones bacterianas más graves. Algunas bacterias producen toxinas que deterioran el glicocálix como estrategia para poder campar a sus anchas por todos y cada uno de los rincones del cuerpo humano.

Investigaciones hechas en 2019 han constatado que, en el caso de contraer la malaria, si el glicocálix se deteriora, las probabilidades del paciente de sobrevivir disminuyen de manera drástica.

Por otro lado, el glicocálix juega un papel muy importante en el crecimiento y la migración de las células tumorales (metástasis), según estudios recientes.

Asimismo, indicios muy sólidos apuntan que muchas de las complicaciones que van apareciendo en el tiempo con la diabetes provienen del hecho de que la enfermedad deteriora significativamente el glicocálix de los microcapilares. Algunos ejemplos de ello son las lesiones oculares que pueden acabar en ceguera, lesiones en riñones, lesiones en los nervios y pequeños vasos que pueden conducir al pie diabético y a la gangrena.

Desconocido y vital a partes iguales

Así, el glicocálix se ha convertido en una diana terapéutica a tener en cuenta en investigaciones dirigidas a curar o aliviar las complicaciones de ciertas enfermedades que fustigan a la humanidad.

Pero, a pesar del interés generado, el gran problema es que, cincuenta y cinco años después del descubrimiento de glicocálix en los mamíferos, sigue siendo un gran desconocido en muchos aspectos.

El menosprecio inicial a su importancia, su fragilidad, su pequeño tamaño y el hecho de que observarlo en acción es muy difícil en estudios en vivo son factores que han contribuido a que hoy en día existan lagunas de conocimiento muy importantes sobre su funcionamiento. Tampoco conocemos los mecanismos asociados a su enfermedad y cómo provoca disrupciones en el resto del cuerpo.

Estas deficiencias hacen que los avances médicos que se producen sean más el resultado del lento proceso de aprendizaje por ensayo y error que una investigación estimulada por una comprensión fundamental de este órgano tan complejo. Sin duda, conocer mejor cómo funciona el complejo glicocálix contribuiría a acelerar de manera sustancial los avances médicos.

Observación del glicocálix por simulación computacional

En la Universidad de Baleares (UIB), en nuestro grupo de investigación de Física Computacional Avanzada nos hemos propuesto mejorar el conocimiento que se tiene sobre el glicocálix y las enfermedades asociadas.

Dada la dificultad de estudiar y extraer conclusiones de estudios en vivo, hemos decidido dirigir el problema mediante simulaciones numéricas. Estas permitirían modelar con gran detalle cómo se comporta el glicocálix cuando está sometido al paso de un fluido similar a la sangre.

Para conseguir este detallado modelo hecho por simulación computacional del glicocálix, lo primero que hay que hacer es idear y construir nuevos algoritmos. El objetivo es poder simular en un tiempo razonable estos sistemas tan grandes y complicados, con todo el detalle necesario para obtener resultados fidedignos y cuantitativos.

Esta ha sido la primera tarea llevada a cabo en nuestro proyecto ‘GLICOSIM’: hemos conseguido las herramientas computacionales necesarias, que en breve estarán también a disposición de otros grupos interesados, y con la ayuda de estas estamos investigando con detalle dos fenómenos básicos pero escasamente entendidos.

El primero es cómo el glicocálix modifica las propiedades de los fluidos y glóbulos rojos que circulan por el interior de los microcapilares. El segundo, el rol del glicocálix en el inicio de la formación de depósitos obstructivos en los microcapilares.

Son solo algunos pasos hacia el entendimiento total del glicocálix, pero que sin duda nos acercarán a todos de manera firme hacia el objetivo final.

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Este artículo resultó ganador del II Concurso de Divulgación Científica de la Universitat de les Illes Balears.

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Joan Josep Cerdà Pino, Profesor en el Departamento de Física de la UIB, Universitat de les Illes Balears; Antonio Cerrato Casado, Prof. Ayudante Doctor de Física, Universitat de les Illes Balears; Carles Bona Casas, Profesor Contratado Doctor en Mecánica de Fluidos, Universitat de les Illes Balears y Joan Masso, Profesor de Física Teórica y Director del grupo ACP (Física Computacional Avanzada), Universitat de les Illes Balears

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

Francisco José Esteban Ruiz, Universidad de Jaén

De vez en cuando recibidos la noticia del cumpleaños de una persona centenaria y, cuando menos, esbozamos una tierna sonrisa al observar el buen estado físico y mental que suele mostrar. Pero, además, nos ponemos a cavilar sobre la posibilidad de llegar a esa edad.

Cómo es lógico, a los españoles nos alegra saber que la esperanza de vida en nuestro país es de 83 años. Una de las mayores del mundo, y sólo por detrás de Andorra y Japón. Cumplir un siglo, y sobrepasar esa edad, ya es otra cosa. Pero ocurrir ocurre, y principalmente se debe a los hábitos de vida, aunque también se ven implicados ciertos factores genéticos.

Hay estudios de heredabilidad que estiman que llegar más allá de los cien años depende en una tercera parte de nuestros genes. Los dos tercios restantes se deben a cómo vivimos, lo cual en parte también influye en la actividad de nuestro genoma a través de las denominadas variaciones epigenéticas.

La clave para vivir 105 años puede estar en nuestros genes

La ciencia no deja de sorprendernos, y esta vez lo hace a través de un trabajo recién publicado en el que se muestra qué hay de diferente, a nivel del código genético, en personas con 105 años o más cuando se comparan con individuos sanos de 68 años de edad.

Pues bien, mediante técnicas de secuenciación del genoma en alta resolución, se han detectado cinco mutaciones genéticas en el ADN del grupo centenario. Se trata de mutaciones que principalmente afectan a dos genes (STK17A y COA1) implicados en cómo las células reparan el ADN dañado y en los procesos de oxidación y respiración celular. Ya se sabía que entre los mecanismos asociados a la longevidad están la capacidad de reparación del ADN y los procesos de estrés oxidativo. Pero en este estudio se presentan qué mutaciones en concreto están relacionadas con la longevidad.

La edad biológica y la edad cronológica

Todos conocemos a personas que, con la misma edad, tienen un aspecto más envejecido o más jóven, según el caso. Y es que no es lo mismo la edad biológica que la edad cronológica.

La edad biológica se podría definir como el mejor estimador posible que permite predecir el estado de salud y la esperanza de vida de una persona. La edad cronológica es, simplemente, el tiempo que transcurre desde el nacimiento.

Hoy por hoy no existe una única molécula o parámetro fisiológico que, como biomarcador, pueda identificar de modo inequívoco la edad biológica. El envejecimiento ocurre como un efecto acumulativo complejo en el que se ven alterados múltiples y diferentes procesos moleculares, fisiológicos y cognitivos. Además, todos esos procesos tienen lugar a distintos niveles; es decir, se ven alteradas nuestras células, los tejidos, los órganos y los sistemas, y no todos del mismo modo ni al mismo tiempo.

Así pues, llegar a estimar la edad biológica requiere un abordaje también complejo que permita integrar y extraer conclusiones de la multitud de datos que hoy día se pueden obtener de los análisis de todos los procesos que se ven afectados.

Probablemente, el procedimiento más popular y fundamentado para detectar la edad biológica es el denominado “reloj de envejecimiento por metilación del ADN” o “reloj epigenético”, a partir del cual hay resultados que muestran que se puede predecir el desarrollo de enfermedades relacionadas con la edad tales como la diabetes, las alteraciones cardiacas y algunos tipos de cáncer agresivos.

Dieta y el estilo de vida para reducir en tres años la edad biológica

También es bien conocido que los hábitos de vida y el ejercicio están relacionados con vivir más y mejor.

Un estudio reciente propone que, con llevar a acabo un programa de tratamiento de sólo ocho semanas, se puede reducir en unos tres años la edad biológica. La intervención se llevó a cabo en un grupo de 43 personas con edades comprendidas entre los 50 y los 72 años, y se centró en la dieta, el sueño, el ejercicio, la relajación y suplementos como probióticos y fitonutrientes.

A través del reloj epigenético, las prácticas de alimentación y el estilo vida se reflejan en los patrones de metilación observados en el ADN. Lo que significa que estos hábitos influyen sobre la edad biológica. No obstante, sería necesario llevar a cabo estudios de mayor escala y duración para confirmar los resultados que se indican.

Envejecer con salud es posible

Las personas centenarias y supercentenarias pueden presentar y mantener capacidades cognitivas y físicas extraordinarias. Aunque depende del país, el porcentaje de personas centenarias sin demencia parece estar entre el 20% y el 55%.

Ejemplos son el de la señora de 118 años que en, un test neuropsicológico, puntuó incluso ligeramente mejor a lo largo de los 6 meses que duró la prueba. O el de la mujer de 113 años cuya puntuación en otro tipo de test era el equivalente al de adultos sanos de 60 a 75 años de edad. Cuando esta última falleció, a los 115 años, no se detectó ningún tipo de patología cerebrovascular ni ateroesclerosis significativa, y sólo una ligera cantidad de agregados que se suelen relacionar con demencias, aun no padeciendo demencia en vida.

Como se indica, un envejecimiento saludable y sin demencia es posible, incluso con la presencia de lesiones detectadas tras el fallecimiento. Por lo tanto, es necesario que se establezcan e implementen medidas e intervenciones adecuadas para estas personas tan longevas, de modo que se promueva al máximo su bienestar cognitivo, físico, social, cultural y emocional.

Dijo Santiago Ramón y Cajal que “la vejez es una enfermedad crónica, necesariamente mortal, que todos debiéramos evitar y que, sin embargo, todos deseamos”. Al menos, que envejezcamos con salud.

Francisco José Esteban Ruiz, Profesor Titular de Biología Celular, Universidad de Jaén

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.