La teoría evolutiva en el campo de la salud pública | 21 AGO 17

¿Qué puede aportar la teoría de la evolución a la medicina?

Las poblaciones están expuestas a las consecuencias metabólicas de la pobreza, la alta fecundidad, las enfermedades infecciosas y los cambios en la alimentación y los hábitos de vida. Un mismo genotipo puede expresarse en diversos fenotipos configurados por el ambiente
Autor/a: Wells JCK, Nesse RM, Sear R, Lancet 2017; 390: 500–09
INDICE:  1. Página 1 | 2.  Referencias bibliográficas
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Resumen

  • La medicina evolutiva está abriendo nuevos caminos en la comprensión de por qué las personas enferman. Sus principios fundamentales provienen de la teoría de la historia de vida, que analiza la distribución de cantidades finitas de energía entre cuatro funciones que compiten entre sí: el mantenimiento, el crecimiento, la reproducción y la defensa.
     
  • El principio central de la teoría evolutiva es que los organismos son elegidos para distribuir la energía y el tiempo a fin de aumentar al máximo el éxito reproductivo en lugar de la salud o la longevidad. Las interacciones ecológicas que influyen sobre el riesgo de mortalidad, la disponibilidad de nutrientes y la carga de agentes patógenos moldean las estrategias de distribución de energía a lo largo de la vida.
     
  • Las intervenciones de salud pública podrían mejorar su eficacia incorporando este enfoque evolutivo. Dentro del mismo, los modelos matemáticos pueden explorar los probables beneficios y limitaciones de las intervenciones de simulación en la computadora antes de su implementación en las poblaciones.

INTRODUCCIÓN

El objetivo de la salud pública es prevenir las enfermedades, promover la salud y prolongar la vida de la población a través de los esfuerzos organizados de la sociedad.1 Se supone que mejorar las condiciones de vida favorecerá la salud, pero desde una perspectiva evolutiva esta suposición es simplista. La selección natural no formó a los organismos para gozar de la máxima salud, sino para aumentar al máximo sus logros reproductivos. Por consiguiente, las intervenciones en la salud pública quizás no siempre logran exactamente lo que querían.

Consideremos el ejemplo de una zona rural de Etiopía donde se desarrolló un proyecto de instalación de agua para disminuir el gasto diario de energía de las mujeres, que acarreaban el agua hasta 30 km en vasijas de barro.2 Se podría pensar que al reducir este estrés y mantener su energía, el estado nutritivo materno mejoraría, transmitiendo los beneficios para la salud a la siguiente generación. Pero el resultado fue otro: un análisis evolutivo precursor2 llegó a la conclusión de que la energía ahorrada por la instalación de agua corriente en la aldea aumentó la fecundidad de las mujeres y esto se asoció con empeoramiento de la desnutrición infantil. Se sugirió que el resultado hubiera sido mejor de haberse incluido también la planificación familiar en la intervención.

Este ejemplo destaca los posibles beneficios de una perspectiva evolutiva en la salud pública. La fisiología y la conducta humanas han sido escogidas para transmitir los genes a las generaciones futuras. La salud a veces se pone en riesgo para favorecer la supervivencia inmediata o la reproducción, especialmente en condiciones de carencia y un medio ambiente hostil. La salud pública se favoreció considerablemente al incorporar la perspectiva del curso de vida, que integra los efectos del estrés físico, biológico y social en las distintas etapas de la vida.3–6 Los enfoques evolutivos podrían ampliar estos beneficios al generar nuevos conocimientos sobre las consecuencias sanitarias de los esfuerzos para cambiar las conductas o el medio ambiente.

En 1973, Dobzhansky 7 observó que “nada en la biología tiene sentido salvo a la luz de la evolución”. A lo largo del siglo XX, los enfoques evolutivos se extendieron a través de casi todos los sectores de la investigación biológica y los encargados de las políticas públicas los emplean cada vez más para la agricultura y la pesca.8,9 En cambio, en la medicina, la perspectiva evolutiva surgió solo recientemente.10

La aplicación de la teoría evolutiva podría revolucionar la medicina. En el siglo XIX, la biología predarwiniana era principalmente descriptiva. La medicina continúa así: en descripción y explicaciones mecanísticas, pero recién está comenzando a explicar la variabilidad en la susceptibilidad a las enfermedades en individuos y poblaciones. La teoría evolutiva genera hipótesis demostrables acerca de cómo los organismos deben responder a los estímulos ambientales, hipótesis ampliamente avaladas en diversas especies, incluida la humana.13–15

Hasta ahora, el objetivo principal de la medicina evolutiva ha sido ir más allá de saber cómo se enferma la gente, al considerar por qué el cuerpo es susceptible a las enfermedades. Este enfoque ayuda a comprender por qué la gente consulta, pero quizás no contribuya a prevenir las enfermedades. Los autores de este artículo argumentan que los enfoques evolutivos podrían mejorar los resultados más directamente en la esfera de la salud pública.

Estos enfoques podrían aumentar el conocimiento del efecto del cambio ecológico sobre la salud. Tradicionalmente los esfuerzos de la salud pública se dirigían a los factores de riesgo relacionados con  los agentes que originan enfermedades. Para prevenir la transmisión de las enfermedades se mejoraron las condiciones higiénicas, la nutrición y las condiciones de vida, a fin de promover la resiliencia.

Aunque virus y bacterias siguen estando entre las principales causas de enfermedades, la carga global de la mala salud se está desplazando hacia las enfermedades no transmisibles (ENT). En estas, las claves de la susceptibilidad y la prevención son la constitución y la conducta de las personas. 17 Aunque se identificaron algunos factores de riesgo evidentes, como el tabaquismo, las grasas trans, los carcinógenos, muchos se ocultan dentro de los hábitos de vida normales o la gama normal de variabilidad fisiológica (por ej, las características del crecimiento y la maduración).

A su vez, nuestros hábitos de vida están moldeados por fenómenos sociales más amplios, que conectan la salud con factores culturales y políticos.18 Al arrojar más luz sobre cómo responden la fisiología y la conducta a estos estreses, los enfoques evolutivos podrán mejorar los esfuerzos de la sociedad para prevenir las ENT, de la misma manera en que actualmente contribuyen a disminuir la carga de enfermedades infecciosas.19


► EVOLUCIÓN, HERENCIA Y GENÉTICA

Las teorías de la selección natural de Darwin y de Wallace proporcionaron nuevos conocimientos sobre cómo los ambientes ancestrales moldean la variabilidad biológica contemporánea.22 La teoría planteaba que las características de las especies varían, que esta variabilidad tiene un componente hereditario y que los organismos que producen más descendencia transmiten sus características con mayor frecuencia a las generaciones posteriores.

Con el tiempo, un linaje adquiere los genes y fenotipos de aquellos que se reproducen más exitosamente.23 En la época de Darwin, los conocimientos científicos de los mecanismos hereditarios eran rudimentarios. La genética moderna surgió a partir del redescubrimiento del trabajo de Mendel a fines del siglo XIX y sentó las bases de la síntesis evolutiva moderna.26

Se sabe que las variantes genéticas influyen sobre el riesgo de enfermedades, 27 despertando el interés acerca de la medicina personalizada basada sobre los genes. En lo referente al tratamiento, las diferencias de los grupos étnicos en la frecuencia de los genes que influyen sobre el metabolismo de los fármacos llamaron la atención.28

La mayoría de los médicos que estudian los agentes patógenos en combinación con sus huéspedes humanos saben del surgimiento evolutivo de nuevas enfermedades infecciosas, como las causadas por el VIH, los hantavirus, el síndrome respiratorio agudo grave (SARS por las siglas en inglés) y el virus del Ébola,29 con la posibilidad de que vacunas imperfectas vuelvan a los virus más virulentos,30 y con las amenazas planteadas por el surgimiento de cepas bacterianas resistentes a los antibióticos.31

La variabilidad genética también es importante para la salud pública, especialmente para comprender la variabilidad de la población en fisiología. Por ejemplo, donde el paludismo es prevalente, se seleccionaron las variantes protectoras de la hemoglobina, aunque estas podrían generar también problemas de salud, como la gran prevalencia de hemoglobinopatías derivadas de genes autosómicos recesivos en poblaciones expuestas al paludismo.32

Alrededor del 85% de la variación genética humana se produce dentro, más que entre las poblaciones.34 Estudios genealógicos y de gemelos indican que las ENT se agrupan dentro de las familias,35, 36 y un objetivo clave del Proyecto del Genoma Humano fue identificar los alelos que contribuyen a esto.37

Con frecuencia se sugiere que la selección se detuvo en los seres humanos, pero es más realista suponer que se aceleró de acuerdo con el gran crecimiento poblacional de los últimos 10.000 años, que aumentó la cantidad de nuevas mutaciones.39

Los genes contribuyen a la variabilidad individual en la susceptibilidad a las enfermedades y los análisis genéticos pueden ayudar a identificar las vías biológicas para el tratamiento farmacológico.40 No obstante, la importancia de los genotipos en la salud pública está limitada por nuestra incapacidad para tenerlos como blanco directo de intervenciones. Pero hay  otro componente de la variabilidad biológica que es muy susceptible a la intervención: la plasticidad.


► EVOLUCIÓN Y PLASTICIDAD

La teoría de la historia de vida proporciona el marco para entender cómo los organismos toman decisiones fisiológicas y conductuales, aunque estas últimas no siempre son conscientes

La plasticidad se refiere a la gama de fenotipos que el ambiente puede obtener de un solo genotipo. La plasticidad tiene varias dimensiones diferentes, entre ellas la conducta, la fisiología y el desarrollo y respuestas que van desde lo momentáneo hasta lo transgeneracional. El principal aporte evolutivo a la plasticidad es la historia de vida, que pronostica cómo los organismos en desarrollo responden a los ambientes para aumentar al máximo sus posibilidades de supervivencia y reproducción.42

La teoría de la historia de vida proporciona el marco para entender cómo los organismos toman decisiones fisiológicas y conductuales, aunque estas últimas no siempre son conscientes. Los patrones de crecimiento, maduración, reproducción y metabolismo dan cuenta de la considerable variación en el riesgo de ENT y diversos tumores malignos, pero la misma normalidad de esos rasgos impidió el conocimiento más profundo de cómo contribuyen a las causas de la mala salud, y cómo podrían ser alcanzados por los programas de salud pública.

Las asociaciones de estos rasgos con la evolución de la salud también puede ser muy diferente según que las poblaciones sean de recursos altos, bajos o medios. La historia de vida puede ayudar a explicar esta complejidad y ofrece un marco de trabajo holístico que puede integrar los diferentes componentes de la salud.

Teoría de la historia de vida

La teoría de la historia de vida se creó para pronosticar la evolución coordinada de los rasgos que contribuyen directamente a la salud: edad y tamaño en la madurez, número y tamaño de los hijos, número de embarazos y envejecimiento y duración de la vida. La teoría considera la evolución de esos rasgos como el producto de las interacciones entre las limitaciones y las compensaciones intrínsecas —las características heredadas o adquiridas durante el desarrollo—y los factores ambientales extrínsecos que afectan el riesgo de mortalidad y la disponibilidad de recursos. Después considera cómo los factores extrínsecos moldean la combinación de rasgos intrínsecos para aumentar al máximo el estado físico.42 ,43

La teoría de la historia de vida modela la evolución fenotípica en general. Todo en  biología tiene una explicación mecanística que responde a la pregunta “¿Cómo funciona esto?” y una explicación evolutiva que responde a las preguntas “¿Cómo llegó esto aquí y qué mantiene su estado?” Aunque estas preguntas se pueden considerar a largo plazo para comprender por qué una especie tiene características especiales, también se pueden considerar dentro del curso de vida, para comprender por qué cada organismo responde a los factores ambientales de manera particular.

Las respuestas plásticas a los estímulos ambientales incluyen las adaptaciones fisiológicas implementadas por vías de realimentación homeostática que pueden reaccionar en segundos o minutos, las aclimataciones, que pueden reaccionar en días o semanas a través de cambios en los puntos de ajuste de las vías de retroalimentación y, por último la plasticidad evolutiva, en la que las reacciones duran toda la vida.44, 45

La importancia médica de la plasticidad es sobre todo aparente en los orígenes evolutivos de la salud y la enfermedad adultas.4, 46 Las variaciones en las experiencias de vida tempranas tienen muchas consecuencias, por ejemplo la desnutrición intrauterina aumenta el riesgo de ENT más adelante,4, 46 el parto por cesárea aumenta el riesgo de asma y obesidad,47,48 y el exceso de antibióticos antes de los dos años aumenta el riesgo de obesidad y alergia.49,50

Debido a que los médicos y los especialistas en salud pública se ocupan de los fenotipos, una teoría que pronostica los estados fenotípicos y cómo cabe esperar que cambien durante el curso de la vida puede ser muy positiva. Comprender la historia de vida (en curso) de cada paciente podría orientar decisiones personalizadas sobre la prevención, el diagnóstico y el tratamiento de las enfermedades.

Compromiso y normas de reacción

Existe un espectro de fenotipos producidos por un único genotipo a lo largo de una gama de condiciones ambientales

Dos conceptos clave en la teoría de la historia de vida son los compromisos y las normas de reacción. Se produce un compromiso cada vez que un cambio en un rasgo que mejora el estado físico se conecta a un cambio en otro rasgo que empeora ese estado. Las funciones principales que participan en los compromisos son el mantenimiento, el crecimiento, la reproducción y la defensa, en las que se puede invertir energía. Estas funciones cambian según la disponibilidad de recursos y el riesgo de mortalidad extrínseco, del cual los componentes clave son las enfermedades infecciosas, la pobreza o la indigencia y la violencia o la guerra.

En general, los organismos con gran riesgo de mortalidad invierten en el crecimiento y la reproducción rápidos a expensas del mantenimiento y la defensa, donde los organismos con bajo riesgo de mortalidad invierten más. Es así que las historias de vida de especies que ocupan ambientes contrastantes divergen, creando un continuum desde especies pequeñas, de vida rápida y corta hasta especies grandes, de vida lenta y larga.

Este continuum también caracteriza la variación individual dentro de las especies, incluidos los seres humanos. La selección natural moldeó a las personas para responder a señales de riesgo de mortalidad extrínseca y disponibilidad de recursos con cambios fenotípicos que aumentan al máximo el buen estado físico. Las respuestas específicas son la variación en edad y tamaño en la madurez, el intervalo entre los embarazos y la inversión en los hijos.

 

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