Salud, Enfermedad y Biotecnología: Una Perspectiva Moderna

Salud y Enfermedad

Concepto de Enfermedad

La enfermedad es la alteración del estado de salud, transitoria o permanentemente, del bienestar de la persona a tres niveles: físico, psíquico y social.

Las enfermedades no sólo repercuten a nivel físico (malestar, dolor o fiebre, por ejemplo), sino que el nivel psíquico es igual de importante.

Uno de los parámetros que se utilizan para evaluar el bienestar de una sociedad es la esperanza de vida. Se trata de una estimación estadística del promedio de años que vivirían un grupo de personas nacidas en un año determinado si no variaran las condiciones sanitarias y sociales en la zona que se estudia.

Así, en 1920 la esperanza de vida de un hombre en España era de unos 40 años. En 1930, 45 años. En 1960, 60 años. En 1990, 75 años y en 2010, casi 80 años. Una mujer tiene una esperanza de vida de unos cinco años superior a la del varón.

Este aumento progresivo de la esperanza de vida se debe a los avances médicos, farmacológicos y tecnológicos que se han ido consiguiendo en nuestra sociedad.

Sin embargo, a pesar de que la esperanza de vida ha ido en aumento no lo ha hecho del mismo modo la calidad de vida. La calidad de vida es el grado de bienestar, felicidad y satisfacción que permiten a la persona gozar plenamente de su tiempo de vida.

La predisposición a contraer enfermedades depende de dos aspectos que modelan a la persona: su herencia genética y el estilo de vida.

Enfermedades genéticas y congénitas pueden ser: el síndrome de Down, la hemofilia, algún tipo de diabetes, anomalías en el latido cardíaco, la intolerancia al gluten (proteína del trigo), etc. De estas enfermedades el individuo no puede librarse. No obstante, los avances en terapia genética permiten paliar e incluso curar algunos de estos males.

El estilo de vida es también otro factor a tener en cuenta: no seguir una dieta adecuada, fumar y no hacer ejercicio predispone a un adulto, por ejemplo, a sufrir problemas cardiovasculares.

Enfermedades que más nos afectan

1. Enfermedades cardiovasculares: 32,49%
2. Enfermedades tumorales (cáncer): 27,37%
3. Enfermedades respiratorias (sinusitis, amigdalitis, bronquitis, enfisema…): 10,63%
4. Enfermedades del sistema digestivo (caries, úlceras, cirrosis, enfermedad de Crohn…): 5,21%

Fuentes de la Enfermedad

Las causas de contraer una enfermedad son de tres tipos:

Agresiones ambientales de tipo físico

Aquí se incluyen factores que pueden desencadenar una enfermedad debido a los avances tecnológicos de nuestros días, inexistentes hace pocas decenas de años. Caben destacar:

Ruidos: Las ciudades son mundos ruidosos. Se entiende por ruido todo sonido no deseado que pueda producir una alteración en la persona, como trastornos del sueño, pérdida auditiva y, en general, malestar y estrés.

Radiaciones ionizantes: Se deben a la radiactividad proveniente del cosmos y también la que ha generado el ser humano. Superado un determinado umbral, las radiaciones nucleares (comúnmente llamadas “radiactividad”) son muy peligrosas, ya que pueden alterar fácilmente el ADN celular y desencadenar un cáncer en poco tiempo.

Agresiones ambientales de tipo químico

Aquí hemos de incluir la contaminación química ambiental y sus consecuencias.

Contaminación del aire (baja atmósfera): Las actividades humanas, en especial la industria, la calefacción y el tráfico, han modificado la composición del aire, en particular introduciendo gases nocivos y partículas que afectan a la salud.

Contaminación del agua: La actividad humana y la industria degradan el agua de ríos, mantos acuíferos subterráneos y manantiales. Estos contaminantes pueden ser:

• Orgánicos: Debidos a aguas fecales y actividad ganadera, el uso de pesticidas y la proliferación en las aguas de residuos grasos y plásticos. Son tóxicos y provocan la proliferación de microorganismos.
• Inorgánicos: Nitratos y fosfatos usados en abonos, vertidos ácidos industriales y metales pesados.
• Biológicos: La proliferación de todas estas sustancias tóxicas en las aguas hace proliferar, a su vez, todo tipo de microorganismos que, además, por efecto de sucesivas mutaciones, resultan cada vez más difíciles de erradicar las infecciones que provocan al ser ingeridos accidentalmente (verduras mal lavadas, manantiales en mal estado, incluso aguas cloradas).

Contaminación de los alimentos: Los contaminantes habituales en los alimentos suelen ser restos de plaguicidas y herbicidas provenientes de los cultivos, así como presencia de antibióticos y hormonas en las carnes. Estos agentes se pueden acumular en el organismo hasta provocar una enfermedad.

Las enfermedades infecciosas son aquellas que son causadas por microorganismos patógenos: bacterias, virus, protozoos y hongos.

Genética y Biotecnología

Leyes de Mendel

Se llaman alelos a pares de genes que afectan a un mismo carácter.

Las leyes de Mendel son las siguientes:

• Primera: Ley de segregación: “Los genes (unidades de información genética) son independientes entre sí y pasan sin alteración de una generación a otra”.

  Esto se debe, como ya se ha indicado, a que los genes pueden considerarse fragmentos moleculares de la gran cadena de ADN. Los genes (moléculas, a fin de cuentas) no sufren reacciones químicas que los descompongan cuando la célula se divide o en un cruce sexual. Por tanto, en su modo natural de procesarse no se alteran ni se destruyen: pasan íntegros de padres a hijos. Otra cosa es que un gen en concreto sea exhibido o no por el individuo que lo hereda: eso dependerá de su dominancia o recesividad.

• Segunda: Ley de la herencia independiente: “Cada par de alelos se hereda con independencia de otra pareja de genes”.

  Esto permite heredar los caracteres de forma independiente, de modo que un individuo hereda el conjunto de toda su carga genética por separado. Por ejemplo, los genes que marcan la estatura de una persona, su color de pelo, su tono de piel o el color de sus ojos se transmiten y se heredan de forma independiente.

• Tercera: Ley de ordenación lineal de los genes: “Los genes se disponen en los cromosomas de las células del organismo en un orden lineal, ya que sólo así son posibles el ligamiento de unos genes con otros y su entrecruzamiento en el cruce sexual”.

  La grandeza de Mendel es que, sin saber en su tiempo qué era el ADN, comenzaba a vislumbrar la forma de una cadena de genes que debían estar unidos unos a otros para formar un todo y, además, debían poder mezclarse unos con otros de una manera que conllevara cierto orden en el cruce sexual; es decir, empezaba a hablar, sin darse cuenta, de una “molécula en cadena” donde se almacenaba toda la información genética del individuo.

Se habla de tres tipos de caracteres en un individuo:

• Caracteres específicos: Son aquellos que hacen que los hijos se parezcan a los padres; es decir, son típicos de una especie.
• Caracteres propios: Son caracteres poco importantes, pero que diferencian a unos individuos de otros, dentro de la misma especie. Estos son los más importantes en genética.
• Caracteres nuevos: Son aquellos que aparecen por primera vez en un individuo debido a un cambio en su dotación genética. Este cambio se llama mutación.

Química del ADN

El ácido desoxirribonucleico, frecuentemente abreviado como ADN, es una macromolécula que forma parte de todas y cada una de las células vivas de cualquier organismo.

En el ADN, cada vagón es un nucleótido y cada nucleótido, a su vez, está formado por: un azúcar (la desoxirribosa), una “base nitrogenada” (que puede ser adenina (A), timina (T), citosina (C) o guanina (G)) y un grupo fosfato que actúa como enganche de cada vagón con el siguiente. La secuencia del ADN se especifica nombrando sólo la secuencia de sus bases nitrogenadas.

Los genes se copian duplicando la molécula de ADN. Podemos imaginar al ADN como una cremallera: al abrirse se divide en dos, cada cadena servirá de molde para generar una cadena “hija” idéntica a la cadena inicial gracias a la complementaridad A-T y G-C. Cuando una célula de un organismo pluricelular se divide, primeramente abre su doble hélice, lo cual permite una copia idéntica para la célula inicial y la que resulta de la división: ambas poseen idéntica dotación genética. A esta división se le llama “mitosis”.

Síntesis de proteínas. Los genes, es decir, la cadena de ADN, contienen la información genética. Pero además va a ser el archivador de información que sirve a la célula para obtener las proteínas características del individuo en concreto y de su especie.

Aminoácidos. Las células de los seres vivos están construidas básicamente por proteínas que realizan la mayoría de las funciones biológicas a través de reacciones químicas. Las proteínas están formadas por la unión de unas moléculas elementales.

Pues bien, hay una relación directa entre la secuencia de bases nitrogenadas del ADN y el correspondiente aminoácido que la célula fabrica. A esta relación se la llama “código genético”. Este código genético es universal: todos los seres vivos, desde los protozoos, las plantas, aves y mamíferos hasta el hombre, sintetizan sus proteínas con el mismo código de transcripción: secuencia ADN → secuencia aminoácidos → proteína. Esto constituye una prueba más de la evolución.

Como el ADN de cada ser vivo, y por tanto de cada persona, es específico, las proteínas que el organismo fabrica también lo son. De ahí, por ejemplo, el problema del rechazo en los trasplantes de órganos, ya que el sistema inmunitario del paciente que recibe el trasplante reconoce como diferente el ordenamiento del ADN y las proteínas del órgano trasplantado.

El genoma humano

El genoma de un organismo es el conjunto de toda la información genética del mismo. En 2003 se publicó la secuencia de nucleótidos del genoma humano. Tenemos 23.000 genes reunidos en unos 2.850 millones de pares de base de la doble hélice.

Esto se debe a que no toda la cadena de un gen se utiliza para codificar aminoácidos. A estos fragmentos de gen no codificadores se les llama intrones. El resto de fragmentos, que sí tienen una utilidad directa para sintetizar proteínas, se llaman exones.

Al resto de ADN que no pertenece a ningún gen y que tampoco tiene un fin codificador se le llama ADN basura.

Nacimiento de la ingeniería genética y la biotecnología

La ingeniería genética es la ciencia que se ocupa de manipular el ADN de los seres vivos a voluntad. Se usa también el término clonación molecular. Clonar significa hacer copias de cualquier cosa y se usa tanto para referirnos a una secuencia de ADN de una bacteria como a la generación de copias de animales completos, como el caso más popular de la oveja Dolly en 1996.

Los científicos utilizan, para modificar el ADN de un ser vivo, proteínas capaces de cortar y unir fragmentos de ADN. Los llamados enzimas de restricción cortan el ADN como una especie de tijeras moleculares. El enzima ADN-ligasa permite unir fragmentos que han sido cortados por otros enzimas. Usan también pequeños trozos de ADN de una bacteria o un virus (plásmidos) y utilizan metodologías concretas para cada proceso que desean llevar a cabo.

Los alimentos transgénicos

Hasta ahora, el ser humano ha utilizado procedimientos de cruce natural para obtener mejores semillas y cruces entre razas de perros o caballos para adaptarlos mejor a la concreta utilidad que de ellos se quería hacer. Esto ya es de por sí una selección artificial, pero usando procedimientos naturales.

Pero ahora, la biotecnología nos permite generar variantes de interés mediante mejora genética, introduciendo en la especie, de modo artificial, un gen que no es propio de ella (transgen).

Las consecuencias son de tres tipos:

• Consecuencias genéticas y de posible toxicidad:

  En primer lugar, debemos decir qué se modifica exactamente en unas semillas. Sabemos que una plantación puede ser atacada por organismos muy diferentes, fundamentalmente plagas de insectos, pájaros y roedores, o hierbas u hongos que se alojen en la planta provocándole una enfermedad. Esto conlleva siempre una ardua tarea de labor agrícola y siempre una posible consecuencia perjudicial para el consumo humano.

• Consecuencias económicas y legales (copyright):

  Una plantación transgénica es más rentable económicamente: elimina todo el trabajo que el agricultor tendría que llevar a cabo para echar los consiguientes plaguicidas y herbicidas. Es lógico que los agricultores prefieran semillas transgénicas: la propia planta se encarga de defenderse de los ataques de insectos u hongos. No hace falta añadirle ningún aditivo exterior que la proteja.

  Lo que sucede es que esas semillas que el agricultor compra tienen derecho de patente, pertenecen legalmente al laboratorio que las ha modificado genéticamente, son de su propiedad; esto es, tienen “copyright”. Son una marca comercial de semillas que, en caso de ser copiadas por otro laboratorio, conllevaría denuncias y la consiguiente indemnización.

• Consecuencias en el ecosistema:

  Hasta ahora, especies como los pájaros y los insectos podían vivir, hasta cierto punto, de plantaciones de trigo y demás especies agrícolas a pesar de que estuvieran tratadas con plaguicidas y herbicidas externos: su efectividad no es del 100 %. Sin embargo, si la plantación es transgénica esto resulta más difícil. Con lo cual, esas especies se ven afectadas y tienden a extinguirse en la zona, con el consiguiente daño al ecosistema, en un proceso en cadena.

  Además, y esto es lo más grave, el transgénico, al ser un organismo modificado genéticamente para resistir ataques parásitos, es mucho más fuerte que la planta original, que es natural.

Todas estas consecuencias han hecho de los alimentos transgénicos un tema de confrontación y de fuerte debate entre quienes abogan por los vegetales naturales y su preservación y quienes asumen que estos finalmente acabarán desapareciendo debido a su menor rentabilidad económica.

Biotecnología en el genoma humano. Células madre y clonación

Las células madre son células no diferenciadas que pueden llegar a ser células de cualquier tejido vivo: cardíacas, de la piel, del hígado o de cualquier otro tejido. Existen diferentes tipos de células madre:

• Células madre embrionarias: Provienen de embriones obtenidos por fecundación in vitro.
• Células madre provenientes del cordón umbilical de un recién nacido: Su uso no entraña problemas éticos y comienza a ser una práctica habitual en Europa y EE. UU.
• Células madre inducidas: Se obtienen de una célula adulta, generalmente de la piel, que es reprogramada genéticamente modificando su ADN de modo que se convierte en una célula madre tipo embrionario, obteniendo así células de cualquier tejido que haya sufrido daños.

Otra de las ramas de la ingeniería genética recientemente desarrollada es la terapia genética, encaminada a lograr curas en personas que tienen algún problema genético, generalmente hereditario, que trae consigo una enfermedad difícilmente tratable con la medicina tradicional.

Se extraen células del tejido dañado debido al problema genético y se utilizan transgenes benignos (trozos de ADN) que, insertados en estas células, hacen que su funcionamiento sea el correcto. Una vez obtenidas estas células sanas, se inyectan de nuevo en el tejido del enfermo para que se desarrollen y amortigüen o incluso hagan desaparecer la enfermedad.