Ciencia básica fundamental | 30 AGO 19

Teoría de la Evolución: ¿qué puede aportar a la clínica?

Los descubrimientos de Darwin se siguen aplicando por completo desde hace mucho tiempo, pero una fractura profunda en el paisaje intelectual ha impedido que la medicina haga pleno uso de la biología de la evolución
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Autor: Randolph M. Nesse Pragmatic Evolultion (pp 107.114)
INDICE:  1. Texto principal | 2. Referencias bibliográficas
Texto principal
Introducción

Los descubrimientos de Darwin se siguen aplicando por completo desde hace mucho tiempo, pero una fractura profunda en el paisaje intelectual ha impedido que la medicina haga pleno uso de la biología de la evolución.

Esto está cambiando rápidamente, dice Nesse, y afirma que los científicos ahora están reconociendo que las enfermedades necesitan explicaciones evolutivas, así como explicaciones basadas no solo en los mecanismos del cuerpo.

La disciplina que trata de entender por qué la selección natural ha dejado al cuerpo vulnerable a las enfermedades se llama medicina darwiniana. También se la denomina medicina evolutiva y aplica todos los aspectos de la biología evolutiva a cada problema en medicina y salud pública.

Las principales publicaciones han ilustrado la oportunidad en áreas que van desde la epidemiología de las enfermedades infecciosas hasta la genética, la anatomía y la fisiología. Estas publicaciones son muy consultadas excepto por los médicos.

Los médicos e investigadores que entienden estos orígenes y que tienen un profundo conocimiento de la biología evolutiva pueden prevenir y tratar mejor enfermedades

La mayoría de ellos nunca ha hecho un curso de biología evolutiva antes de la escuela de medicina, y la medicina evolutiva no es parte del plan de estudios habitual de esas facultades. Esto es un detrimento significativo para la salud humana. Es como si en currículo médico se dejara de lado a la embriología.

Al igual que la embriología, muchas de las contribuciones de la biología evolutiva no son el tipo de cuestión que se aplica en la práctica médica diaria. En cambio, la evolución proporciona una base esencial para entender por qué el cuerpo es como es y por qué falla de manera que se generan enfermedades. Los médicos e investigadores que entienden estos orígenes y que tienen un profundo conocimiento de la biología evolutiva pueden prevenir y tratar mejor enfermedades.

Principales problemas

> Muchas aplicaciones

Explicar el retraso de la aplicación plena de la biología y la medicina evolutiva es una pregunta para los historiadores. Algunos ya están trabajando intensamente en el mapeo de las aplicaciones en la medicina evolutiva, desde el tiempo de Darwin hasta el presente.

A finales del siglo XIX y principios del siglo XX, la mayoría de las aplicaciones fueron el "darwinismo médico" que se centró en el bienestar de la especie. En conexión con la eugenesia, esto llevó al desastre moral y social.

Los enfoques modernos de la medicina darwiniana son completamente diferentes. Se aplican los principios evolutivos para mejorar la prevención y el tratamiento de las enfermedades de los individuos.

Muchas aplicaciones evolutivas están relacionadas directamente con el conocimiento bien establecido del cuerpo. Por ejemplo, la genética de las poblaciones está basada en la biología evolutiva, y desde hace mucho tiempo se ha reconocido que la resistencia a los antibióticos es un ejemplo desafortunado de la selección natural. El estudio de las relaciones filogenéticas entre los antepasados humanos y las cepas de patógenos, también se basa en métodos bien establecidos desarrollados por biólogos evolucionistas.

Los médicos y especialistas en salud pública generalmente aprenden algo sobre estas técnicas, pero rara vez tienen la oportunidad de aprender los detalles. A veces, los principios avanzados son esenciales para tomar la decisión correcta.

Por ejemplo, algunos médicos bien intencionados, con mentalidad evolutiva, han coordinado de manera concertada las políticas hospitalarias, para cambiar su antibiótico de primera elección cada varios meses, con el fin de prevenir la resistencia a los antibióticos. Dice el autor, esta es una forma bastante buena de maximizar la velocidad del desarrollo de resistencia a múltiples antibióticos. No hay sustituto para comprender por completo la evolución, con fundamentos matemáticos.

> Enfermedad infecciosa

Si bien cada médico es consciente de la resistencia a los antibióticos, en las revistas médicas el concepto rara vez se describe como "evolución". En cambio, evitan la palabra "evolución", utilizando eufemismos como "surgir" o "propagarse".

En las revistas de biología, es al revés; la evolución se llama evolución sin andar por las ramas. El autor expresa: “no estoy seguro de por qué las revistas médicas evitan la palabra evolución, pero no parece ser un mero accidente; refleja con precisión el abismo entre la investigación médica y otras investigaciones sobre las enfermedades infecciosas.”

Las ideas falsas sobre la infección siguen siendo frecuentes. Por ejemplo, durante mucho tiempo se creyó que la asociación extendida de un patógeno con un huésped condujo a una convivencia benigna. Un pensamiento evolutivo más riguroso revela que este es el caso solo cuando la baja virulencia ayuda a maximizar la propagación del patógeno, como por ejemplo un virus que causa resfríos leves; el virus se propaga mejor cuando las personas se aproximan y tocan a otras y estornudan.

En cuanto a los microorganismos diseminados por vectores, como los mosquitos o las manos de un profesional médico, la propagación tiende a ser más rápida si el patógeno hace más rápido más copias de sí mismo, independientemente de lo que esto le haga al huésped. Así, la malaria y el cólera son a menudo fatales.

Este principio tiene una gran trascendencia en salud pública. Los procedimientos sanitarios que evitan que el cólera se propague a los pacientes más enfermos tenderán a seleccionar las cepas de cólera más leves. El uso de mosquiteros tenderá a disminuir la virulencia de la malaria en la población local.

“En una perspectiva muy amplia, la explicación evolutiva de nuestra vulnerabilidad a las enfermedades infecciosas se debe a que los patógenos evolucionan mucho más rápido que nosotros”, dice el autor. Debería despertar asombro que los grandes organismos multicelulares de reproducción lenta sean posibles. Es un testimonio de la efectividad de las defensas inmunológicas conformadas por la selección natural.

Esta explicación evolutiva de la vulnerabilidad de los seres humanos a la infección, la coevolución entre un huésped y un patógeno de evolución más rápida, es solo uno de los 6 tipos de razones de la vulnerabilidad a la enfermedad.

Razones evolutivas de la vulnerabilidad a las enfermedades

1. Los patógenos evolucionan más rápido que los huéspedes, y la coevolución de mecanismos defensivos crea defensas protectoras que pueden dañar al huésped.

2. El desajuste entre el cuerpo humano y el ambiente moderno.

3. Las compensaciones que brindan beneficios netos a pesar de los costos sustanciales

4. Restricciones sobre lo que puede formar la selección natural

5. La selección no dio forma a la salud y la longevidad, sino al éxito reproductivo máximo

6. Las respuestas protectoras pueden parecer enfermedades, pero en realidad son defensas útiles.

Cada enfermedad necesita una explicación evolutiva basada en alguna combinación de estas razones. Se debe tener en cuenta que se puede aplicar más de una explicación. Por ejemplo, la tendencia a la aterosclerosis de los seres humanos proviene de un desajuste con el ambiente moderno, pero también de las concesiones mutuas que generan una fuerte respuesta inflamatoria, valiosa para el endotelio a pesar de su costo.

Compensaciones

Algunos científicos tienen la idea errónea de que hacer preguntas sobre por qué el cuerpo es como es implica una visión "adaptativa" de la mayoría de los aspectos de un cuerpo tan perfecto. el caso es todo lo contrario, expresa el autor.

Ningún aspecto del cuerpo puede ser perfecto, porque la mejoría de una cosa empeorará la otra.

  • La disminución de la respuesta inmune disminuirá el riesgo de trastornos autoinmunes, pero aumentará el riesgo de infección.
     
  • Tener huesos más gruesos dará lugar a menos propensión a las fracturas, pero a costa de un cuerpo más pesado y lento.

Esta manera de pensar en compensaciones es una base para la ecología del comportamiento y más para la fisiología, pero hay tendencias en medicina para ver los rasgos particulares como todo bueno o todo malo.

La bilirrubina ofrece un buen ejemplo. Es un producto de descomposición de la hemoglobina. Cuando el hígado no funciona correctamente, se acumula en la sangre, vuelve la piel amarilla y, en concentraciones elevadas provoca convulsiones y muerte. Es comprensible que se piense que es una toxina. Sin embargo, la pregunta evolutiva es por qué el cuerpo fabrica bilirrubina.

Su precursor metabólico, la biliverdina, es más soluble en agua y por lo tanto más fácil de excretar. Sin embargo, las vías metabólicas del cuerpo usan energía para transformar la biliverdina en bilirrubina. Luego, la bilirrubina debe regresar al hígado donde se conjuga con glucurónidos para poder excretarse. Si la bilirrubina fuera solo una toxina, esto no tendría sentido.

Sin embargo, resulta que la bilirrubina es un excelente antioxidante, por lo tanto elimina los radicales de oxígeno con cada ciclo bilirrubina-biliverdina. Las técnicas modernas para eliminar el gen que produce la enzima que hace posible este ciclo muestran que sin él, las células mueren rápidamente. Para un organismo de vida larga, la bilirrubina puede ser crucial para proteger a las células del daño oxidativo.

Los niveles de bilirrubina son especialmente elevados inmediatamente después del nacimiento. La hemoglobina fetal se descompone a medida que es reemplazada por la forma adulta de hemoglobina. Los bebés ligeramente amarillos se han puesto bajo la luz para acelerar la conjugación y así, la excreción de bilirrubina. Esto tiene sentido porque los excesos de bilirrubina pueden causar serios daños.

Sin embargo, los pediatras están reconociendo que adelantarse a los mecanismos naturales del cuerpo en casos de rutina puede ser imprudente, por lo que han aumentado un poco los niveles de bilirrubina que requiere un bebe para ser puesto bajo tetrapia lumìnica.

> Restricciones

La tercera razón por la que la selección natural no ha podido hacer que los cuerpos mejoren son las restricciones: hay muchas cosas que la selección natural no puede hacer.

Algunas son obvias. La replicación del código de ADN no puede ser perfecta, por lo que ocurren mutaciones. Sin embargo, un principio general hace que la evolución sea muy diferente del proceso de diseño realizado por ingenieros.

Los ingenieros pueden comenzar de nuevo, pueden tirar el plano viejo y mover el tanque de nafta de un automóvil a una ubicación completamente diferente, o agregar un motor adicional a un avión. Por el contrario, la selección natural solo puede hacer pequeños cambios, porque cada versión tiene que funcionar.

Los ojos de los seres humanos serían mejores si no tuvieran un punto ciego, y si no hubiera vasos ni nervios entre la luz y la retina. Sin embargo, todos los vertebrados están atrapados en este sistema subóptimo. Los tipos de mutaciones importantes que podrían cambiarlo provocarían ceguera o baja visión, por lo que tales variaciones genéticas se perderían rápidamente.

Sigue siendo posible que los ojos puedan evolucionar nuevamente en los vertebrados; ya han evolucionado varias veces, independientemente, en varios organismos. Sin embargo, dado que los ojos de los seres humanos actuales funcionan bastante bien, no habría mucha presión de selección para conformar un sistema visual fundamentalmente nuevo.

Panorama futuro

> Los cuerpos no están formados para la salud.

En general, los individuos son saludables. Si sucumben a la enfermedad y mueren jóvenes, es menos probable que sus genes se transmitan a las generaciones futuras.

Sin embargo, si un rasgo resulta en un mayor éxito reproductivo, tenderá a extenderse, incluso si la vida útil se acorta.

El objetivo principal de la selección natural no es formar cuerpos para la salud y la longevidad, sino para el éxito reproductivo.

Este punto se aclara si se visita un hogar de ancianos. Por encima de los 85 años el número de mujeres duplica al de los hombres, porque las tasas de mortalidad de los hombres es más elevada durante toda su vida. Las cifras son sorprendentemente elevadas: por cada 100 mujeres que mueren a los 20 años en la mayoría de los países desarrollados, son 300 los hombres que mueren. Muchas de las causas son por comportamiento arriesgado, lo cual no significa que en todos sea así.

La compensación entre reparar los tejidos y competir por recursos y pareja da ventajas a los genes de los hombres que invierten relativamente más en su capacidad competitiva que en la de reparación de tejidos. Por supuesto, no es que deciden hacer una mayor inversión en competencia, simplemente sus cuerpos han sido moldeados por la selección natural en formas que dan ventajas a sus genes y algunas desventajas serias que acortan la vida.

> Defensas

La mayoría de los problemas que las personas llevan a sus médicos no son el resultado directo de una enfermedad, sino que de las respuestas protectoras generadas en respuesta a algo que no está bien.

El dolor, la fiebre, la tos y la ansiedad son respuestas útiles moldeadas por la selección natural junto con mecanismos de regulación que a veces se expresan cuando son necesarios.

En general, parece que estos mecanismos reguladores expresan respuestas protectoras con demasiada facilidad. De lo contrario, los médicos deberían ocasionar muchos más problemas por el uso de medicamentos para bloquear el dolor, la tos, la fiebre y la ansiedad normales.

Un enfoque simplista sugiere que simplemente se debe respetar la sabiduría del cuerpo y así minimizar el uso de tales medicamentos. Esto es ingenuo, dice el autor. Los médicos necesitan aprender cómo la selección natural da forma a los mecanismos que regulan tales defensas para poder tomar buenas decisiones para cada paciente.

Las bases para esas decisiones se encuentran en la teoría de la detección de señales, que ofrece formas de calcular exactamente cuándo vale la pena expresar una respuesta. Si la respuesta es barata, como un solo ataque de pánico o un ataque de tos o fiebre, y el peligro es extremadamente costoso (por ej., alguna posibilidad de muerte o de lesiones graves), lo óptimo es expresar la defensa, siempre que haya una pequeña posibilidad de que el peligro esté presente. Esto se denomina "principio del detector de humo".

Las aplicaciones clínicas son muchísimas. Por ejemplo, muestra por qué la gran mayoría de los ataques de ansiedad son innecesarios, aunque completamente normales. No se debe suponer que hay algo mal en el cerebro de cada paciente que experimenta un ataque de pánico; uno debería analizar cuidadosamente las circunstancias y hacer una evaluación de si el mecanismo de regulación está alterado o no.

El cuerpo no es una maquina

Las aplicaciones evolutivas establecidas brindan enormes beneficios a la medicina, como la genética de poblaciones y los métodos para rastrear filogenias. Otros beneficios provienen de preguntar sistemáticamente por qué la selección natural ha dejado el cuerpo vulnerable a la enfermedad.

Por otra parte, una perspectiva evolutiva ofrece una visión más biológica del cuerpo y sus enfermedades, lo que se puede resumir mejor al reconocer que el cuerpo no es una máquina conformada por ingenieros, sino algo muy diferente.

El cuerpo no tiene un proyecto original, un plano, solo genes que interactúan con el entorno para construir cuerpos que maximicen el éxito reproductivo.

No hay un comienzo con un diseño nuevo, solo hay pequeños cambios que se constituyen uno encima del otro, en un proceso continuo de bricolaje que resulta en sistemas que son más complejos de lo que se desearía.

Algunos de ellos, expresa el autor, “pueden ser más complejos de lo que nosotros podemos comprender con nuestras estrategias cognitivas habituales de dividir las cosas en categorías ordenadas, con flechas causales unidireccionales entre ellas.”

Especialmente en genética y neurociencia, hay datos nuevos que revelan que “las cosas no son solo más complejas de lo que habíamos imaginado, sino que pueden ser indescriptiblemente complejas.” “Por supuesto, pueden describirse, pero no en términos satisfactorios para las mentes humanas.”

Aquellos que no entienden cómo funciona la selección natural tienden a ver tal complejidad como evidencia de alguna otra explicación no evolutiva para los organismos A menudo usan la frase "complejidad irreductible".

En opinión del autor, esto es profundamente irónico porque la complejidad extraordinaria es exactamente lo que se espera de sistemas corporales conformados por miles de millones de años de selección natural. No hay nada irreductible al respecto. Sin embargo, si no se entiende cómo funciona la selección natural, puede parecer bastante misteriosa.

Conclusiones

Se están realizando muchos intentos de proporcionar a los médicos conocimientos sobre la biología evolutiva, que son comparables al conocimiento que se les proporciona de otras ciencias básicas.

La brecha sigue siendo asombrosa y está claro que no se puede remediar en la escuela de medicina.

Se puede acceder a libros como Why We Get Sick: The New Science of Darwinian Medicine (Nesse y Williams, 1994) o Good Reasons for Bad Feelings: Insights from the Frontier of Evolutionary Psychiatry (Nesse 2018) y libros de texto como Principles of Evolutionary Medicine (Gluckman et al., 2009) para educar a una generación de médicos e investigadores médicos más joven.

Ellos están comenzando cursos a nivel de pregrado y pronto estarán tomando decisiones sobre la currícula de las escuelas de medicina. No obstante, los esfuerzos para acelerar este proceso también acelerarán las mejoras en la salud humana.


Autor: el Dr M. Randolph Nesse (1948) es un médico y biólogo evolutivo estadounidense. Es reconocido por sus investigaciones sobre la psicología evolucionista y de la medicina evolutiva, así como los orígenes evolutivos de las emociones y cómo la selección natural da forma a la capacidad para el humor. Nesse es profesor de psicología en la Universidad de Míchigan en Ann Arbor y profesor de psiquiatría en la Escuela de Medicina de la Universidad de Míchigan. También es el Director del Programa de Evolución y Adaptación Humana en la Universidad de Míchigan.

               


Resumen y comentario objetivo: Dra. Marta Pappopnetti

 

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