2014_teorias envelh

O que é uma teoria?
• É uma forma de entender e pensar algum fenômeno a
partir da observação
• Explicar um fenômeno a partir de uma observação
• Theoría (grego) - significa olhar, examinar, especular
• É uma síntese aceita de um campo de conhecimento,
consistindo-se de hipóteses necessariamente falseáveis
- mas não por isto erradas, dúbias ou tão pouco
duvidosas - que foram e são confrontadas entre si e com
os fatos científicos
Teorias
• Estão baseadas no ”Método Científico”
Para explicar o envelhecimento?
Para explicar o que leva o indivíduo a envelhecer
mais do que o outro?
• O método científico, baseado em 4 princípios, foi criado
pelo homem, para compreender os fenômenos naturais
–
–
–
–
Observação de um fenômeno
Formulação de uma hipótese ou teoria
Teste da teoria através de experimento
Confirmação dos resultados
• As teorias comprovadas podem ser elevadas ao status
de leis
www.google.figuras/mitosis
Classificação e organização das teorias
Hart e Turturro (1983)
Teorias de base celular
Teorias baseadas em órgãos e sistemas
Teorias populacionais
Hayflick (1985)
Teorias baseadas em órgãos
Teorias de base fisiológica
Teorias de base genômica
Finch (1990)
Teorias evolutivas (grupos filogenéticos)
Teorias não-evolutivas (celulares, fisiológicos e
ambientais)
Arking (1998)
Teorias intracelulares
Teorias intercelulares
As primeiras idéias ou teorias
sobre envelhecimento
Teorias sistêmicas
Teorias estocásticas
Teorias sistêmicas
Teorias estocásticas
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Teoria do desgaste
Teoria da Velocidade (ritmo) da Vida
• 1882 - August Weimann,
biólogo alemão
• “..... a morte ocorre
porque um tecido
desgastado não pode
se renovar
eternamente.....”
• Hoje, o desgaste pode
ser explicado pela
formação de radicais
livres...
• Teoria do alemão Max Rubner, que descobriu uma
relação entre taxa metabólica, tamanho corporal e
longevidade
• “....os animais nascem com uma quantidade limitada
de uma substancia....”
•
Drosófila jovem (mosca
doméstica) com uma semana
consegue bater as assas 2
milhões de vezes e sustentar um
voo por 110 min;
•
Drosófila idosa (1 mês) consegue
bater 170 mil vezes e se manter
no voo por 19 min,
•
2 semanas depois ela morre
De um modo geral, o tempo de vida é inversamente proporcional ao ritmo
de gasto de energia
Quantidade de oxigênio consumida (ou número de respirações) ou
número de batimentos cardíacos
Número de batimentos cardíacos
por minuto e número total de
batimentos durante a vida
Tempo de
vida
Camundongo
330-780 / min
1 bilhão vezes / vida
3 anos e meio
Elefante
30 / min
1 bilhão vezes / vida
80 anos
60-80 / min
3 bilhões vezes / vida
75 anos
Homem
Teoria da Exaustão Reprodutiva
– Exemplo: Salmão do Pacífico e
alguns moluscos, algumas
plantas e flores
“live fast, die young”
 Teoria da “Substância Vital”
SV
• “... os animais começam
suas vidas com uma
quantidade limitada de
alguma substância vital,
quando a substância se
exaure, os animais
morrem...”
Nascimento
Um transplante de um coração jovem em um indivíduo idoso
retardaria o envelhecimento e a morte?
• “... após um surto de
atividade reprodutiva, um
animal ou planta começa a
envelhecer e morre
rapidamente... ”
– Em várias espécies de animais de tamanhos e durações de vida
diferentes
– Animais maiores, que vivem mais tempo, gastam menos
calorias por grama de tecido por ano que espécie menores
Envelhecimento e Morte
• Acreditavam que as substância vital eram “humores”
vitais, responsáveis por todos os processos biológicos
• Processos de reparo como a cura de ferida, regeneração
de tecidos e capacidade do organismo se recuperar de
doenças
Teorias sistêmicas --- Teorias estocásticas
• Resultado da cascata de
eventos hierárquicos,
seqüenciais e
coordenados que
constituem o
desenvolvimento dos
organismos
• Processo programado do
nascimento até a morte,
envolve genética
• Dependeria do acúmulo
de agressões
ambientais que ocorrem
acidentalmente, ao
longo do tempo, de forma
aleatória
• Baseada na idéia de que
danos moleculares que
ocorrem ao acaso
provocariam a
deterioração encontrada
no envelhecimento
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Envelhecimento
Teorias do Envelhecimento
• Estocásticas
• Das interações entre o genoma e os fatores
estocásticos resulta a maior ou menor velocidade de
envelhecimento do organismo
• Se a capacidade de adaptação for reduzida ou a ação
dos fatores estocásticos for exagerada, o resultado
poderá ser um desequilíbrio e um aumento da
suscetibilidade para acumular lesões nas células
manifestando-se no envelhecimento
• Uso e Desgaste
• Mutações Somáticas
• Proteínas Alteradas e
Mudanças pós-tradução
em proteínas
• Acúmulo de resíduos
Lipofuscina
• Dano oxidativo (RL)
• Desdiferenciação
•
•
•
•
•
•
•
Sistêmicas
Genéticas
Telomerase
Imunológicas
Neuroendócrinas
Apoptose
Dano mitocondrial
(Arking,1998 e Jeckel-Neto,2002)
Teoria do uso e desgaste (wear and tear)
• “... a morte ocorre porque um tecido
desgastado não pode se renovar
eternamente... ”
– Limite das divisões celulares e da
capacidade de funcionamento das células,
acúmulo de radicais livres etc
• Acúmulo de danos à medida que o
tempo passa
– Ferimentos e infecções
• Agressões que causam danos às
células, tecidos e aos órgãos
Teorias das Mutações Somáticas
• “.... o acúmulo e mutações em células
somáticas, ao longo da vida, alteraria a
informação genética e reduziria a eficiência
da célula até um nível incompatível com a
vida...”
• O DNA é considerado o primeiro
gatilho para as mudanças do
envelhecimento
Mutações somáticas
• Mutações são mudanças na seqüência das bases,
alterando o genoma que são transmitidas para as
células filhas
• Acúmulo de mutações poderiam alterar a informação
genética, produzindo células defeituosas
• Processos incorretos de transcrição e/ou
tradução dos ácidos nucléicos reduziriam a
eficiência celular a um nível incompatível com a
vida.
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Teoria das Proteínas Alteradas e
Mudanças pós-tradução em proteínas
• “... mudanças que ocorrem em moléculas
protéicas após a tradução, provocariam
alterações conformacionais que
comprometem a sua atividade e eficiência da
célula... ”
Dobramento das Proteínas
• -hélice
• Folhas -dobradas
Crescimento da
cadeia
polipeptídica
Domínio Nterminal
dobrado
Domínio Cterminal
dobrado
Proteína dobrada
depois de deixar o
ribossomo
Proteína tau, com função de estabilizar os microtúbulos dos axônios.
• Alterações
extracelulares com
acumulação da
proteína -amilóide
• As placas neuríticas
são uma das
características
histopatológicas da
doença de Alzheimer
Teoria do Acúmulo de resíduos Lipofuscina
• Pigmento marrom que é formado por
reações complexas entre lipídios e
proteínas, no citoplasma de células
que não se dividem (neurônios,
miocardiócitos, hepatócitos)
– Essas células acumulam mais do que
eliminam
• “age pigment”, lipofuscina
• Alterações
intracelulares
verificadas no
citoplasma dos
neurônios de pessoas
com a doença de
Alzheimer
• Moléculas
neurofibrilares,
proteína tau, com
função de estabilizar
os microtúbulos dos
axônios
Teoria dos Radicais livres
• “A utilização do oxigênio,
tão essencial para a
manutenção da vida, pode
estar relacionada ao
processo do
envelhecimento, pela
toxicidade dos
subprodutos formados
nos processos de
oxidação."
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Radical livre
• São moléculas que tem um
elétron livre (desemparelhado)
na sua órbita externa
(geralmente derivada do
oxigênio)
• É uma molécula altamente
instável que procura a sua
estabilidade através do
pareamento de seus elétrons,
geral/ membrana plasmática
Radicais livres
• O2 + e- → O2- (íon superóxido)
• O2- + H+ ↔ HO2∙
• HO2∙ + O2- + H+ → H2O2 + O2• O2- + Fe+++ → Fe ++ + O2
• H2O2 + Fe ++ → Fe+++ + OH- + OH ∙
• H2O2 + O2- → O2 + OH- + OH ∙
Efeitos prejudiciais
Anti-oxidantes
• Dano na membrana celular
• Dano na mitocôndria
• Favorece as doenças crônicas
degenerativas como doenças
cardiovasculares
• Favorece o acúmulo das células
alteradas - câncer
• São substâncias que bloqueiam o efeito danoso
dos radicais livres
– Vitaminas, minerais, pigmentos naturais e outros
compostos vegetais e, ainda, enzimas
Fonte de anti-oxidantes
• Enzimas do organismo
• Alimentos vegetais, como
frutas, legumes, hortaliças e
cereais integrais
Alguns agentes anti-oxidantes
Enzimas do organismo
Está presente nos alimentos
• Superóxido Dismutase
•
Cenoura, moranga, damasco, pêssego, papaia –
Carotenos
•
Banana, damasco – Potássio
•
Frutas cítricas e vegetais – Vitamina C
•
Frutos oleaginosos e óleos vegetais – Vitamina E
•
Morango, peixe, carne, cebola, alho – Selênio
•
Levedo de cerveja, frutos do mar, ovos espinafre –
Zinco
•
Legumes, passas, melado – Cobre
•
Banana, gema de ovo, folhas verdes, grãos –
Manganês
•
Alho e cebola – Enxofre
– Superóxido Dismutase
– Catalase
– Glutationa Peroxidase
– Enzima presente em todos os organismos aeróbios e ausente
na grande maioria dos anaeróbios
– Elimina os radicais livres convertendo-os em peróxido de
hidrogênio (H2O2)
• Catalase
– Converte peróxido de hidrogênio em oxigênio molecular e água
• Peroxidase
– Converte peróxido de hidrogênio em água
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Teorias Sistêmicas
Teoria da Desdiferenciação
• “... as células se desviam
de seu estado de
diferenciação normal...”
• Mecanismos errôneos de
ativação e repressão gênica
fariam a célula sintetizar
proteínas desnecessárias,
diminuindo e eficiência celular
podendo causar câncer e até
a morte
Teorias do envelhecimento celular
• August Weisman (1891) especulou sobre o potencial
limitado da capacidade de duplicação das células
somáticas
•
•
•
•
•
•
Genéticas
Telomerase
Imunológicas
Neuroendócrinas
Apoptose
Dano mitocondrial
Teorias Genéticas
• “... a velocidade do fenômeno do envelhecimento é
condicionada por fatores genéticos... ”
• Genes que participam da senescência celular
• Alexis Carrel e Albert Ebeling (1912) alegaram ter cultivado
células de coração de galinha por 34 anos continuamente
• Hayflick e Morhead, entre 1940 e 1950, confirmaram
experimentalmente o potencial limitado da capacidade
de duplicação das células somáticas
Teorias Genéticas
• A Síndrome de Werner é uma
doença hereditária autossômica
recessiva gerada por uma mutação
no gene WRN, que codifica uma
helicase de DNA
• Mutação genética – Progéria ou
Síndrome de Hutchinson-Gilford
doença rara, sem cura
• Genes específicos responsáveis pela redução significativa
do tempo de vida, como nas Síndrome de Werner e
Síndrome da Progéria
Doença Autossômica Recessiva
• Uma doença autossômica
recessiva se refere aos
genes localizados nos
cromossomos autossomos
(não sexuais), é
caracterizada por atingir
homens e mulheres na
mesma proporção e
induzida pelo gene
recessivo originado do
cruzamento dos pais do
indivíduo
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Doença Autossômica Recessiva
• As crianças envelhecem,
perdem os cabelos,
ganham rugas e chegam a
morrer por causa de
arteriosclerose ainda na
adolescência.
Teoria da Telomerase
• “... a existência de um tempo de vida finito,
nas células eucarióticas normais, e a
capacidade das células cancerosas em
superá-lo, pode depender dos telômeros ...”
Estrutura do cromossomo
Função dos Telômeros
• Filamento de DNA (cromatina)
• Proteger o cromossomo
da degradação
• Proteger o cromossomo
da fusão com outros
cromossomos
• Prevenir a instabilidade
genômica
• Controlar a proliferação
de células normais e de
células cancerosas
• Cromossomo
– Apresenta um estrangulamento – centrômero
– Braço curto  p
– Braço longo  q
– Extremidades  Telômeros
• Localizados nas extremidades dos cromossomos, protegem e conferem
estabilidade às fitas de DNA
• Formados das seqüências de nucleotídeos (TTAGGG / CCCTAA) que
protegem as extremidades dos cromossomos e não codificam proteínas
Teoria Imunológica
• “... aborda as alterações nas respostas
imunológicas associadas com a idade ...”
– Involução do “Timo” durante os primeiros 50 anos de vida,
mas permanecendo ativo até idades mas avançadas
• Diminuição da resposta das células T
– Declínio da capacidade de produzir anticorpos
– Doenças auto-imunes – produção de anticorpos contra
proteínas normais
• Essa diminuição pode ser conseqüência do fenômeno
do envelhecimento e não causa do mesmo
Teorias Neuroendócrinas
• “... a falência progressiva de células com
funções integradoras específicas levaria ao colapso
da homeostasia corporal, à senescência e à morte ...”
– Sistema endócrino e nervoso atuam na coordenação e
regulação das funções corporais pelo eixo hipotálamo-hipófiseadrenal
• A atividade do hipotálamo depende de inúmeros genes,
que independentes de fatores estocásticos, alteram a sua
expressão com a idade
– Controlam o sistema reprodutor, o metabolismo e outros órgãos
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Teoria da Apoptose
• Apoptose é a morte celular
programada ou “suicídio
celular” na qual célula é
encaminhada quando o dano
celular não é reparado;
• A ineficiência nesse
processo tem sido implicado
com “câncer relacionado
com a idade”
Teoria do dano mitocondrial
• Danos cumulativos do oxigênio sobre a mitocôndria
levariam ao declínio no desempenho fisiológico das células
• A produção de energia seria comprometida devido à lesão
das estruturas da membrana mitocondrial pelo dano
oxidativo
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