Early bird development modulatorsThe role of steroids and oxidative stress on ageing

Resumen

Entendemos por estrategias vitales al conjunto de características o cambios, bien sean morfológicos, fisiológicos o comportamentales, que se suceden a lo largo de la vida de los organismos y que se encuentran estrechamente ligados a los dos rasgos principales que definen la eficacia biológica. Estos rasgos no son otros que la variación en la fecundidad o reproducción y la supervivencia. La existencia de diversos factores propios de cada especie, que actúan como compromisos (“trade-offs”) afectando directamente a la reproducción y la supervivencia, son un concepto clave en nuestro área de estudio y es por ello que una gran cantidad de trabajos desarrollados en los últimos años se han centrado en tratar de explicar su evolución. Por todo esto resulta clave conocer en profundidad el funcionamiento de los mecanismos subyacentes a estos compromisos, así como detallar los costes y limitaciones que pueden suponer para los organismos; con el fin de entender las distintas estrategias que pueden observarse en la naturaleza. Los telómeros son repeticiones de secuencias de ADN no codificante que se localizan en los extremos de los cromosomas de las células eucariotas. Estas estructuras se encargan de proteger los cromosomas de los procesos degenerativos, minimizando la fusión entre cromosomas cercanos e impidiendo la perdida de genes esenciales para el correcto funcionamiento y la supervivencia de la célula. Por ello los telómeros se encuentran íntimamente relacionados con las condiciones de vida y la senescencia de los individuos. En las células somáticas de vertebrados, los telómeros se acortan en cada una de las divisiones mitóticas, y esta tasa de acortamiento se ha vinculado con la senescencia a nivel celular y a nivel de organismo.En este sentido, la longitud telómerica ha sido señalada como uno de los marcadores con mayor interésen la comprensión y estudio de las distintas estrategias vitales. Los posibles motivos de este interés radicarían en las distintas características que presentan los telómeros, entre las que podríamos destacar su gran variación interindividual, su tasa de desgaste a medida que avanza la edad del individuo o susensibilidad y estrecha relación con el estrés oxidativo. El estrés oxidativo se define como el desequilibrio entre la producción de moléculas pro-oxidantes o especies reactivas del oxígeno (moléculas de pequeño tamaño subproducto del metabolismo normal del oxígeno que pueden ocasionar daños significativos en las distintas estructuras celulares) y la capacidad de defensa antioxidante que presenta el organismo. Sabiendo que el estrés oxidativo es un mecanismo íntimamente relacionado con la evolución de las estrategias vitales, se plantea imprescindible el discernir la verdadera relación causal entre dicho mecanismo celular y el tamaño de los telómeros. La manifestación o expresión de cada uno de estos caracteres se verá determinado por las limitaciones y compromisos inherentes a cada individuo. Entendiendo por limitaciones al enfrentamientodediversos impedimentos que condicionan y limitan un determinado carácter, mientras que se habla de compromisos cuando existe una incompatibilidad de expresión entre dos o más rasgos distintos. En esta tesis nos hemos centrado en estudiar la importancia que tienen los telómeros como marcadores de envejecimiento y su relación con el estrés oxidativo en las primeras etapas de desarrollo, dentro de un marco ecológico-evolutivo de costes/beneficios. Para ello y utilizando como modelo de estudio al estornino negro (Sturnus unicolor), se llevaron a cabo una batería de estudios, basados en distintas manipulaciones experimentales. Durante el periodo de crecimiento de estas aves se las sometió a distintos tratamientos con el objeto de analizar el balance entre costes y beneficios durante el periodo de desarrollo temprano. Dichos tratamientos consistieron en: (1) manipulación del tamaño de puesta, donde encontramos un efecto claro de nuestro tratamiento sobre la longitud telomérica, los niveles de estrés oxidativo y los niveles de corticosteroides. De modo que los pollos que crecieron en nidadas más grandes presentaron de promedio un menor peso, unos telómeros más cortos y unos valores más elevados de estrés fisiológico (corticosterona). Siendo este último resultado más evidente en hembras que en machos; (2) manipulación de la concentración de andrógenos en yema tras la administración de testosterona (T) y androstenodiona (A4), resultando unos efectos casi significativos del tratamiento sobre la capacidad antioxidante del plasma; (3) manipulación de los niveles de testosterona en pollos mediante el uso de implantes, tratamiento que indujo un incremento de los niveles basales de estrés fisiológico únicamente en hembras; y por último (4) inducción de desafío oxidativo en pollos mediante el uso de un herbicida de uso comercial (Diquat), que nos permitió encontrar efectos negativos en las distintas variables morfométricas medidas, así como en la capacidad antioxidante del plasma y la respuesta inmune de los polluelos. En la mayoría de los casos, los individuos que se desarrollaron en las segundas puestas presentaron mayores efectos de los distintos tratamientos que aquellos que crecieron en primeras puestas. En resumen, nuestros resultados remarcan la dificultad que existe a la hora de encontrar efectos in vivo que permitan apoyar la teoría de que el estrés oxidativo es el principal agente promotor de las variaciones en el tamaño de los telómeros de los individuos, a pesar de que estudios previos sí que han encontrado algunos efectos en tal sentido. En esta hipótesis del envejecimiento se le asigna al estrés oxidativo un papel vital como detonante y acelerador de la senescencia tanto a nivel celular como a nivel de organismo. El desequilibrio oxidativo vendría a su vez condicionado por la amplia gama de factores ambientales que rodean al periodo de desarrollo de todo individuo y que intervienen en el acortamiento del “tiempo de vida” esperado, a través de la reducción del tamaño de los telómeros. Pero la existencia de distintos tipos de factores y estrés (fisiológico y oxidativo), junto a la gran variedad de marcadores para cada uno de ellos, que a su vez se relacionan a distintos niveles fisiológicos y bioquímicos con los telómeros, suponen un conjunto de obstáculos que comprometen el hallazgo de tales efectos. Por todo esto, se hacen imprescindibles nuevos trabajos para dilucidar hasta qué punto es el estrés oxidativo el principal inductor de la dinámicas teloméricas, detallando si todos los tipos o que tipos de estrés son candidatos a explicar y relacionarse de forma óptima con la longitud de los telómeros.