sábado, 21 de enero de 2012

Alzheimer: entre la física, la química y la biología


La mente del hombre es capaz de todo, porque en ella está contenido todo.
-Joseph Conrad
Una mujer de 51 años de edad presentaba pérdida de memoria, desorientación, afasia, apraxia, agnosia, entre otros síntomas relacionados con patologías de carácter psiquiátrico. El médico declaró que el primer síntoma que presentó fueron celos hacia su marido, seguido de alteraciones a la memoria y un cuadro de paranoia. Una autopsia del cerebro evidenció la existencia de atrofia generalizada, así como estructuras extrañas en las neuronas formadas por conglomerados de cierta sustancia. Así, el médico alemán Alois Alzheimer dio a conocer en noviembre de 1906 su tema: “una enfermedad característica de la corteza cerebral.”

Una de las patologías más interesantes de los últimos años ha sido la enfermedad del Alzheimer pues, a pesar de que ya ha sido descrita, comprender su origen ha ocasionado una revolución bastante compleja en el ámbito científico, siendo el blanco de varias teorías desde la década de los años sesenta. La hipótesis del error en el plegamiento ha sido la más relevante, pues se ha logrado comprobar la estrecha relación de conglomerados con la disfunción celular.

La relevancia que ha tenido la física en la biología molecular ha sido monumental, bien por la epidemia del impropio gusto de desnudar la gracia natural o por la implicación que conlleva develar las incógnitas del diagnóstico y el descubrimiento de nuevas drogas. La acumulación de información es el juego que revela la importante función práctica que mueve a los grupos de investigación –al mero modo de chiflados– a formarse un bando intelectual con el fin de vencer en la partida más embustera de la naturaleza.

Se dice que el cerebro humano se encuentra en esporádicos combates dentro de una fase de inestables treguas y, en el trascurso de estas, encontramos componentes que predisponen la conducta, sin ser esta una invitación al fatalismo. Aunque la anatomía no es determinista, no es irrelevante tener en cuenta que hay evidencia de que enfermedades mentales se han interpretado como un conflicto de partes que promueven una relación interna entre estructura y función.

La complejidad de la vida en la Tierra ha contado la historia en consecuencia de un fluir de energía que ha obligado a los sistemas químicos a adoptar ordenamientos jerárquicos. La vida aprendió a captar energía de un electrón excitado por la radiación solar, haciéndola decaer por sus intrincadas redes metabólicas, provocando con ello una secuencia de catástrofes consistente en la aparición de nuevas estructuras y nuevos procesos.

Normalmente una proteína pasa por tantos estados como le sea posible para explorar todas las configuraciones tridimensionales hasta encontrar su estabilidad en un tiempo no mayor a la edad del universo. En el ámbito científico existe la llamada paradoja de Levinthal, la cual explica las imposibilidades que se llevan acabo para que un plegamiento ocurra, cosa que embustera e inexplicablemente sucede en la naturaleza en tiempos no mayores de algunas decenas de segundos. La paradoja sugiere la necesidad de que los mecanismos de plegamiento deben poseer un elemento de “presión evolutiva” que dirija el proceso en una dirección particular y evite una búsqueda aleatoria dentro de todo el espacio de posibles conformaciones y que, además, este mecanismo no esté exento del error.

La termodinámica ha permitido comprender los balances energéticos de los distintos procesos que ocurren en la Tierra y la maquinaria fundamental de la naturaleza, pero este campo no es suficiente para comprender el ordenamiento jerárquico, es decir, la biología pelea su propia batalla para explicar el intercambio que conlleva al orden y la estabilidad pues, como vemos, una característica notable de la organización jerárquica biológica es que este nuevo nivel tiene siempre propiedades emergentes que no son simplemente la suma de las anteriores y cuya descripción requiere de nuevas leyes dinámicas y nuevos lenguajes:
El plegamiento de las proteínas constituye uno de los retos más importantes y de mayor envergadura que afronta en la actualidad la física, la química y la biología, no solo desde el punto de vista de la generación de ciencias básicas y tecnológicas que apenas alcanzamos a vislumbrar. La colaboración verdaderamente interdisciplinaria será quizás el vehículo que proporcione la respuesta a tan interesante cuestión en los años venideros.*


Referencias

Anfindes, C. B.; Haber, E; Sela, M.; White F. W. 1961. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 47, 1309-1314.

Dobson, C. M. 1999. Trends in Biochemical Sciences. 24, 329 332.

Ferguson, N.; Johnson, C.M; Macias, M.; Oshenkinal, H.; Fersht, A. 2001. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 98, 1300-13007.

Heylighen, F. 1993. The Red Queen Principle. Principia Cybernetic.

Hitchtrasser, R.M. 2003. Protein Filding and Misofolding. European Molecular Biology Organization Symposium, Italy.

Levinthal, C.J. 1968. Journal de Chimie Physique et de Physico-Chimie Biologique. 65, 4445.

Mann DAM. 1985. The pathological association between Down syndrome and Alzheimer’s disease. Mechanisms of Ageing and Development. 43:99-136.

Olivares,L; García, C. 2004. "Plegamiento de las proteínas". Revista de la Sociedad Química de México. 48, 95-105.

Peréz-Tur J. 2000. "La genética y la enfermedad de Alzheimer". Revista de Neurología. 30(2): 161-9.

*Olivares-Quiroz, Luis; García-Colín Scherer, Leopoldo. "Plegamiento de las proteínas". Revista de la Sociedad Química de México. 2004, 48, 95-105.

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