TEMA 1Evolución biológica

y enfermedad

• Advertir que la enfermedad ha acompañado siempre a la vida, y que no puede dejar de acompañarla

• Comprender que la vulnerabilidad a las enfermedades es el producto de la evolución biológica

• Exponer por qué la evolución biológica no va eliminando las enfermedades

• Conocer los principios de la medicina evolucionista• Distinguir entre causas evolutivas y causas próximas

de enfermedad• Explicar por qué aparecen las enfermedades,

cómo se adquiere el envejecimiento, y cómo cambian espontáneamente las epidemias infecciosas

Objetivos de aprendizaje

La enfermedad es tan antigua como la vida

Lo demuestran los datos paleopatológicos

• La enfermedad y la muerte son producciones biológicas

• La evolución biológica y cultural condicionan sus parámetros

Antigüedad de la enfermedad

Es la adquisición de formas o estructuras orgánicas nuevas por aparición de nuevos genes o por cambio en su frecuencia

Es lenta y cambia lentamente las enfermedades

Evolución biológica

La evolución biológica permite explicar la predisposición a adquirir ciertas enfermedades, así como las causas últimas de los síntomas y de las patologías

En biología nada tiene sentidosi no es a la luz de la evolución

(Dobzhansky)

Evolución biológica y enfermedad

Estudia los problemas médicos a la luz de la teoría de la evolución

• Un cuerpo, prodigioso en tantos aspectos, ¿por qué tiene tantos defectos que le hacen enfermar?

• ¿Por qué la evolución no va eliminandolas enfermedades?

• ¿Por qué tenemos un ritmo de envejecimiento determinado?

Medicina evolucionista

1. Las especies han ido adaptándose al medio por selección natural. Y la mejor adaptación es la que tiene mayor éxito reproductivo

2. La selección natural beneficia a los genes, no a los individuos. Incluso a expensas de la salud y longevidad de los individuos

3. Un mismo gen puede tener varios efectos (propiedad denominada pleiotropía)

Principios de medicina evolucionista (I)

4. Los cambios genéticos sólo pueden consistir en modificaciones de rasgos previamente existentes en alguna especie

5. No existe un genoma ideal o normal

La mayoría de las enfermedades no son simples defectos que puedan ser eliminados aisladamente sin cambiar profundamente las características de la especie

Principios de medicina evolucionista (II)

Causas próximas:Explican cómo enfermamos:EL QUÉ Y EL CÓMO

Causas evolutivas: Explican por qué el diseño del cuerpo le hace susceptible a las enfermedades,y qué sentido o función tienen estas: EL PORQUÉ

Dos tipos de causas de enfermedad

1. Activación de defensas:Tos, secreción mucosa, vómito, diarrea, fiebre, inflamación, ansiedad

2. Conflictos con otros organismos:Infección, infestación, depredación, autoinmunidad

3. Nuevos entornos:Cambio de hábitat, dieta, modo de producción

4. Genes patógenos:Mutaciones deletéreas, genes primitivamente inofensivos o productores de beneficio compensatorio

5. Soluciones de compromiso (inconvenientes por ventajas):Envejecimiento, huesos frágiles, ventajas heterocigóticas, defensa infecciosa contra autoinmunidad

6. Herencia evolutiva de diseños subóptimos:Irrigación del globo ocular, cruce traqueoesofágico, bipedestación…

Causas evolutivas de enfermedad

A) El ojo humano tal como debería ser, con una estructura de la retina semejante a la del calamar. B) El ojo humano tal como es en realidad, con los nervios y los vasos sanguíneos que atraviesan el interior de la retina.

Diagrama de los pasos respiratorio y digestivo de un tunicado larval y del extinto antecesor de todos los vertebrados; sección horizontal desde la parte delantera del cuerpo.

La fase dipnea de la evolución de los aparatos respiratorio y digestivo de los vertebrados superiores; sección vertical desde un lado del plano medio. Las líneas punteadas muestran el posterior desplazamiento de la conexión con las fosas nasales a la encrucijada de la garganta, tal como se halla en los mamíferos.

Cada especie tiene su mortalidad mínima a una determinada edad

Posteriormente, la mortalidad aumenta a un ritmo que varía con cada especie

Ese aumento está producido por el envejecimiento

El envejecimiento hace imposible la vida a partir de otro momento, también característico de la especie

Ese momento es la duración máxima de la vida

• Muertes sobrevenidas antes de la duración máximason muertes prematuras (evitables)

• Muertes sobrevenidas alrededor del momento de duración máxima de la vida son muertes programadas genéticamente (inevitables)

Envejecimiento y muerte

Número de muertes por año, por cada 1.000 individuos que alcanzan cada una de las edades, en Estados Unidos, en los años 1910 y 1970.

Tiempos de los récords mundiales de maratón para hombres

de 10 a 79 años (fuente: Runner’s World, 1980).

Ventaja reproductiva si no hubiera senescencia.

Supervivencia si, eliminada la senescencia, la mortalidad se mantuviera al nivel de los 18 años

La mitad de la población viviría hasta los 693 años, y más del 13% viviría hasta los 2.000 años

El envejecimiento y la muerte programada genéticamente aparecieron con la reproducción sexualAusente en organismos unicelulares, en muchos pluricelulares de reproducción no sexual, en células germinales y cancerosas

• Para dejar sitio a nuevos individuos habría otros mecanismos

• La selección natural no pudo favorecer la mera senescencia

• Existen numerosos mecanismos que podrían detener o no producir el envejecimiento

¿Por qué envejecemos?

Genes pleiotrópicos son los que producen más de un efecto

La vejez es producida por genes que aumentan el éxito reproductivo precoz pero deterioran el organismo posteriormente.Ejemplo: Deposición de calcio, hemocromatosis, pepsinógeno, retención hídrosalina circulatoria,menor duración de la vida en los machos…

La duración individual de la vida en una especiees un compromiso multigénico que maximizala renovación genética por reproducción sexual, la adaptabilidad y la supervivencia colectiva

Teoría pleiotrópica de la senescencia