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Ecos del futuro

Reflexiones sobre ciencia, economía, ecología, política y comportamiento humano

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    Pedro J. Hernández



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    Esperanza de vida

    Hace tiempo que quería ordenar mis referencias sobre la esperanza de vida y escribir algo coherente. No sé si lo lograré, pero un artículo de opinión en el suplemento Futuro de El País sobre biofísica me ha animado a hacerlo. Cito

    Yéndonos a un plano menos fundamental, ¿qué investigador no contempla hoy a los seres vivos como máquinas, usando conceptos de la física e ingeniería para su descripción? Las explicaciones maquinísticas -que no mecanicistas- están tomando posiciones estratégicas en los argumentos científicos


    En el mismo suplemento, podemos leer una interesante entrevista con el biólogo del desarrollo embrionario Alfonso Martínez Arias

    Los genes que dan lugar a una mosca son los mismos, con variantes muy pequeñas, que los que originan un ratón, y también son casi los mismos que nos hacen a nosotros. Si a un embrión de mosca le inyectamos tempranamente el gen que fabrica una pata en el ratón, lo que obtenemos es una pata de mosca, no una de ratón. Por eso digo que cada célula es un chip, y son intercambiables: la diferencia no está en el hardware, sino en el software, en el programa que cada célula computa, según trabaje para un humano o para una mosca


    Eso me lleva a una primera cuestión. ¿A qué se debe la diferencia de esperanza de vida en las diferentes especies?. Un artículo de revisión parece que tiene la respuesta

    John R. Speakman 2005. Body size, energy metabolism and lifespan

    Y que explica de forma muy pedagógica la periodista científica del US TODAY April Holladay. Traduzco libremente
    Todo depende del reloj que uno considere. Si utilizamos nuestro reloj solar, mientras un elefante vive del orden de unos 70 años y un ratón unos 4. Pero si utilizamos el ritmo metabólico como reloj biólogico, ambos viven aproximadamente lo mismo, llevando a cabo su corazón del orden de mil millones de latidos durante sus vidas.
    ¿Por qué esto es así?. Uno de los modelos más populares es el de los radicales libres como subproductos del metabolismo. Estos pueden dañar el ADN. Así, un metabolismo más lento parece implicar una tasa de destrucción del ADN más lenta y por tanto una vida más larga –en tiempo solar--.
    Speakman sugiere que la situación puede ser más sutil. La cantidad de energía consumida por cada gramo de tejido en un animal pequeño como un ratón es mayor que en un animal grande como un elefante, por lo que si uno iguala el tiempo de vida con la cantidad total de energía usada, un gramo de tejido de ratón vive más que un gramo de tejido de elefante.


    De ahí, que por ejemplo las dietas hipocalóricas puedan aumentar la esperanza de vida. Pero curiosamente, si a uno le interesa el paso del tiempo externo como marcado por nuestros relojes de base solar, puede tener algún sentido seguir una de esas dietas, pero si lo que interesa es su reloj biológico, carece de sentido, puesto que si Speakman está en lo cierto, la cantidad de energía consumida va a ser la misma y por tanto el lapso vital. O mírenlo de esta otra forma. Como el dicho popular afirma, no hay que poner años a la vida sino vida a los años. Una dieta hipocalórica implica una limitación en las posibilidades vitales.

    Desde el punto de vista de la ciencia ficción, esto último me recuerda la idea de conseguir una vida eterna en un tiempo finito simplemente aumentando sin límite la tasa metábolica, siempre que ello repercutiera en aumentar el número de pensamientos u operaciones que se pueden realizar por unidad de tiempo. Los detalles de esa idea pueden encontrarse aquí.

    ¿Y qué ocurre con los seres humanos?. Según vemos en esta tabla de wikipedia, la esperanza de vida se mantuvo históricamente en torno a los treinta y tanto. Resulta curioso que esa esperanza de vida se mantenga para los grupos nativos “no civilizados” de la actualidad.

    Durante el último siglo y medio, la esperanza de vida se ha duplicado, como vemos en los datos para Francia en la siguiente figura




    La esperanza de vida media a nivel mundial es de unos 67 años, si bien existe gran disparidad entre los países más desarrollados que andan en torno a los 80 años y los países africanos menos desarrollados cuyos números se encuentran en los mismos niveles que los de los grupos nativos (ver tabla de wikipedia)

    El ser humanos más longevo del que se tiene constancia documental fue la francesa Jeanne Louise Calment (1875-1997), que mostraba especial predilección por el vino tinto, cuyas supuestas propiedades saludables comentaba en una entrada anterior.

    Se me ocurren tres preguntas interesantes en este punto. ¿Cuánto puede llegar a vivir un ser humano?. ¿Cuál es la explicación concreta del aumento de la tasa de mortalidad con la edad?. ¿Continuará aumentando la esperanza de vida en el futuro, o hemos alcanzado el límite biológico?.

    La probabilidad de morir a una determinada edad se puede modelar mediante dos factores: uno más o menos independiente de la edad –como pueden ser por ejemplo varios tipos de accidentes-- y otra dependiente de la edad que resulta muy bien modelada con una ley de tipo exponencial conocida como curva de Gompertz.

    Digamos para simplificar, que antes de aprox. 1950, la reducción principal de la mortalidad se debió a los factores más independientes de la edad, mientras que después de 1950 se está produciendo en los factores dependientes de la edad.

    Una explicación “maquinística” del éxito descriptivo de la curva de Gompertz podría ser la teoría de la fiabilidad. El paralelismo entre máquinas y organismos se refuerza al constatar la existencia de cuatro periodos diferenciados (estoy siguiendo esta referencia). Un primer periodo donde la probabilidad de fallar es relativamente alta debido a defectos de construcción –tasas más elevadas de mortalidad infantil--. Un segundo periodo de funcionamiento estándar con bajas tasa de fallos –hasta la veintena de edad en humanos--. Un periodo de envejecimiento donde la tasa de mortalidad aumenta exponencialmente con la edad, y un periodo de disminución de la tasa de mortalidad a partir de unos 100 años aproximadamente.


    Esta última observación es realmente curiosa. Lleva a que un centenario tiene mayor expectativa de vida que una persona de 80 años y apunta a la posibilidad de la inexistencia de un límite individual claro a la longevidad máxima, aunque las proyecciones apunten a edades en torno a 120 años como límite superior.


    Variación de las curvas de supervivencia en países occidentales. Se puede ver la tendencia invariable del límite superior de edad posible (en torno a 115-120 años). Adaptada de Minsky 1994


    Hay dos diferencias claras entre los organismos y las máquinas. En primer lugar, el modo de autoensamblamiento de los organismos puede ser sensible a grandes tasas iniciales de daños y la miniaturización de sus componentes básicos permite un grado alto de redundancia. En breve, mientras que la fiabilidad de mi portatil depende de la calidad de sus piezas y de las garantías del proceso de manufactura, la de un organismo depende de la gran redudancia de componentes poco fiables.

    Interesante, pero ¿qué relación puede existir con la genética y la evolución de las especies e incluso con la famosa teoría de los radicales libres y el acortamiento de los telómeros en los cromosomas?. Obviamente no soy un experto en la materia, así que tomen lo que digo con una pizca de sal y acudan a las referencias.

    En la figura a continuación podemos ver la tasa de mortalidad de moscas de la fruta y seres humanos en la misma escala.



    Las moscas de la fruta presentan mayores tasas de mortalidad en todas las edades, aunque las características básica de la curva son iguales para ambas especies. Es interesante notar que un ser humano de edad avanzada es “menos falible” que una mosca joven. Desde el punto de vista de la teoría de la fiabilidad, el diseño inicial de una mosca de la fruta es probablemente menos fiable que el del ser humano.

    Ahí es donde pueden entrar la presión del entorno y la genética. La alta mortalidad por predadores de las moscas de la fruta en su entorno salvaje impidió una presión de selección importante en mejorar la fiabilidad de su diseño, pues es preferible una reproducción rápida. En humanos se puede haber dado una presión de selección por la redundancia y la fiabilidad de los componentes. Pero como los genes están implicados en el desarrollo del individuo, esa redundancia y fiabilidad de los componentes tiene que ser trasladada al nivel genético. Y de hecho un modelo muy utilizado en biología para reproducir las curvas de mortalidad es el modelo de Penna, que no es más que la implementación de la sugerencia de Peter Medawar de la acumulación de mutaciones.

    El modelo de Penna parece dar buenos resultados, incluso explicando la existencia de la menopausia –que por mucho que se crea, no es un fenómeno exclusivamente humano--. Aquí, la referencia más pedagógica es

    Dietrich Stauffer 2003. The Complexity of Biological Ageing

    Lo que me lleva al siguiente punto de interés. Según este artículo de Nature

    A universal pattern of mortality decline in the G7 countries SHRIPAD TULJAPURKAR, NAN LI & CARL BOE 2000

    Las tasas de mortalidad siguen cayendo en los países más desarrollados sin que exista una explicación de los factores que pueden estar influyendo en que eso sea así.
    Aquel que piense en por ejemplo en la inversión per cápita en el sistema sanitario pudiese ser un factor, en países desarrollados parece haber dejado de existir tal relación.
    En este provocativo artículo

    Robin Hanson 2005. Fear of Death and Muddled Thinking – It Is So Much Worse Than You Think

    el economista Robin Hanson va aún más lejos afirmando
    "Los estudios encuentran una gran influencia aparente en la salud de la edad, el género, el ejercicio físico, el status social, el lugar de residencia, el tabaco, las horas de sueño e incluso la asistencia a la iglesia. El género, el ejercicio y el status social pueden cambiar la esperanza de vida de 10 a 15 años. [Sin embargo] cuando uno se fija en el gasto médico, se encuentra generalmente que no hay ningún efecto apreciable sobre la esperanza de vida. Cuando se comparan naciones o individuos, la gente que dispone de más medicina no muestran mejor salud en promedio que la gente que obtiene menos medicina".

    "cuando uno mira las gráficas que representan la tasa de mortalidad frente al tiempo para determinadas enfermedades, normalmente no se puede apreciar ningún cambio significativo en torno a las fechas donde se se introdujeron famosos tratamientos que curaban dichas enfermedades. La esperanza de vida se ha duplicado en el último siglo y la medicina no puede atribuirse el mérito de más de un año de aumento o así".


    Si la mejora obvia de la ciencia médica no se puede atribuir el mérito del aumento continuado de la esperanza de vida, ¿qué factores pueden explicarlo teniendo en cuenta que factores negativos como la obesidad, el sedentarismo, el establecimiento de la residencia en las ciudades en lugar de el campo deberían contribuir a disminuir la esperanza de vida y no aumentarla?. --Ver también la entrada los casados vivimos más.

    Difícil respuesta. Nadie lo sabe. Incluso se ha llegado a proponer que es el aumento del CO2 durante la era industrial –durante la cuál la esperanza de vida se ha duplicado-- podría ser el factor clave por dos razones: el aumento global de la temperatura y generación de antioxidantes en los vegetales que comemos.

    Sin embargo, se me ocurren dos hipótesis que devolvería todo el mérito a la medicina y que encaja perfectamente con los modelos anteriores –tómenla con escepticismo--.

    En los países desarrollados, la mortalidad infantil ha decrecido afortunadamente hasta niveles ridículos, lo que significa que la atención y el cuidado médico que recibimos en nuestros primeros momentos del desarrollo probablemente hayan mejorado lo que se denomina la tasa inicial de errores. Eso hace a nuestros organismos, según la teoría de la fiabilidad algo más robustos.

    Como veíamos en las curvas de mortalidad, a partir de alcanzada una determinada edad, las tasas de mortalidad empiezan a declinar. Eso podría significar que poblaciones que consiguen aumentar la esperanza de vida hasta un determinado umbral, creando con el tiempo una masa creciente de individuos en el rango de edades donde la tasa de mortalidad desciende, experimentarían el aumento en la esperanza de vida.

    Ambas circunstancias podrían darse simultáneamente. No he visto ninguna publicación que mencione esas posibilidades. Si alguien tiene alguna referencia, le estaría muy agradecido.

    2006-12-29 22:16 | Longevidad, Biologia | 5 Comentarios


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    Comentarios

    1
    De: Javier Fecha: 2007-06-27 16:44

    MUY interesante los temas y excelente redaccion.
    Llegue a tu pagina al escuchar en un programa de Animal Planet la teoria de el latido de corazon maximo en los animales ( que establecain en cercano a los 800 millones) y como este dato pronosticaba la esperanza de vida de la mayoria de las criaturas.

    Saludos



    2
    De: Iñaki Fecha: 2009-10-16 21:49

    Mil millones de latidos, para ser exactos:

    http://blogs.lainformacion.com/strambotic/2009/10/16/la-vida-humana-dura-2000-millones-de-latidos-del-corazon-latido-arriba-o-abajo/



    3
    De: Anónimo Fecha: 2010-02-06 21:28

    yo digo que estaria menor que pueiseras los paises con mas esperanza de vida....



    4
    De: Pedro J. Fecha: 2011-05-18 00:34

    No recordaba haber dejado un comentario en esta interesante entrada de Gravity and Levity



    5
    De: Pedro J. Fecha: 2012-01-12 23:01

    Calculador de la probabilidad de morir antes de una determinada edad utilizando al ley de Gompertz



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