TEMA 1 Evolución biológica y enfermedad

Objetivos de aprendizaje 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

La enfermedad es tan antigua como la vida Antigüedad de la enfermedad 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

Evolución biológica 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

En biología nada tiene sentido si no es a la luz de la evolución Evolución biológica y enfermedad 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 sentido si no es a la luz de la evolución (Dobzhansky)

Estudia los problemas médicos a la luz de la teoría de la evolución Medicina evolucionista 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 eliminando las enfermedades? ¿Por qué tenemos un ritmo de envejecimiento determinado?

Principios de medicina evolucionista (I) Las especies han ido adaptándose al medio por selección natural. Y la mejor adaptación es la que tiene mayor éxito reproductivo La selección natural beneficia a los genes, no a los individuos. Incluso a expensas de la salud y longevidad de los individuos Un mismo gen puede tener varios efectos (propiedad denominada pleiotropía)

No existe un genoma ideal o normal Principios de medicina evolucionista (II) Los cambios genéticos sólo pueden consistir en modificaciones de rasgos previamente existentes en alguna especie 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

Explican cómo enfermamos: EL QUÉ Y EL CÓMO Dos tipos de causas de enfermedad 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

Causas evolutivas de enfermedad Activación de defensas: Tos, secreción mucosa, vómito, diarrea, fiebre, inflamación, ansiedad Conflictos con otros organismos: Infección, infestación, depredación, autoinmunidad Nuevos entornos: Cambio de hábitat, dieta, modo de producción Genes patógenos: Mutaciones deletéreas, genes primitivamente inofensivos o productores de beneficio compensatorio Soluciones de compromiso (inconvenientes por ventajas): Envejecimiento, huesos frágiles, ventajas heterocigóticas, defensa infecciosa contra autoinmunidad Herencia evolutiva de diseños subóptimos: Irrigación del globo ocular, cruce traqueoesofágico, bipedestación…

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.

Envejecimiento y muerte 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 máxima son muertes prematuras (evitables) Muertes sobrevenidas alrededor del momento de duración máxima de la vida son muertes programadas genéticamente (inevitables)

Número de muertes por año, por cada 1 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

Para dejar sitio a nuevos individuos habría otros mecanismos ¿Por qué envejecemos? El envejecimiento y la muerte programada genéticamente aparecieron con la reproducción sexual Ausente 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

Genes pleiotrópicos son los que producen más de un efecto Teoría pleiotrópica de la senescencia 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 especie es un compromiso multigénico que maximiza la renovación genética por reproducción sexual, la adaptabilidad y la supervivencia colectiva