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Transcript

Grupo 9

HOW

WHY

WHEn

bioquimica

del envejecimiento

fisiologia del envejecimiento

Fisiológicamente, el envejecimiento

conlleva reducción del agua corporal, de la

motilidad intestinal y de la masa renal, así

como la función pulmonar pierde la

capacidad de reserva. También disminuye

la frecuencia cardíaca con el ejercicio y la

sensibilidad de los barorreceptores, por lo

que pueden producirse síntomas ortostáticos

hipotensivos. Se deterioran las diversas

modalidades sensoriales: sensibilidad táctil

y profunda, visual y auditiva. Neuropsicológicamente

puede apreciarse disminución

de la memoria próxima, lentificación

general de los procesos centrales y pérdida

de velocidad en las actividades motoras.

WHAT

Existe un modelo denominado modelo

de daños acumulados que trata de explicar

el envejecimiento. Este modelo sugiere que

las células acumulan daños poco a poco y

no se pueden reparar después de muchos

años. Esto, unido a que el sistema

inmunológico de las personas mayores disminuye y el sistema de reparación de

ADN decrece con los años, es decir que

las células mutantes se acumulan en el ADN

mitocondrial y nuclear, y pueden llevar a la

síntesis de proteínas anormales, son las

evidencias que sustentan este modelo.

Sobre este modelo, aparece otro

relacionado con los radicales libres, el cual

plantea que las mutaciones y los daños que

se acumularon con los años pueden ser

debido al proceso de convertir oxígeno en

energía lo que conlleva a la formación de

radicales libres. Cuando estas moléculas se

hacen en cantidades normales, ayudan a

mantener el cuerpo saludable con la

eliminación de toxinas. Sin embargo, cuando

se producen en grandes cantidades, hacen

daño al cuerpo y puede resultar en la muerte

celular y otros daños (estrés oxidativo).

Desde el punto de vista molecular, los

radicales libres actúan como potentes

agentes oxidantes y son causa de

envejecimiento al combinarse con

moléculas esenciales, como el ADN y

proteínas, a las cuales desactivan.

Los aldehídos, también un producto

oxidativo, producen anclajes en el colágeno

y otras macromoléculas, y determinan una

pérdida de la flexibilidad de los tejidos.

Dado que el colágeno desempeña un papel

decisivo en el transporte e intercambio de

elementos entre las células, las modificaciones

de su estructura física deterioran

profundamente las funciones fisiológicas en

el organismo.

Otra consecuencia de la oxidación es

la impregnación de órganos vitales por

pigmentos del citoplasma celular. Estos

pigmentos lipídicos (lipofucsina) aumentan

con la edad e interfieren en las funciones

celulares.

En el nivel celular los cambios

atribuidos al envejecimiento pueden

considerarse consecuencia de un programa

genético, dado que el desarrollo y la

maduración biológicos parecen estar

controlados por señales procedentes de

ciertas estructuras profundas (ADN, ARN),

por lo que el fracaso celular o de las

funciones de ciertos órganos en determinado

momento se debería a una programación

prefijada.

ENVEJECIMIENTO

Y ESTRÉS OXIDATIVO

IQ

El envejecimiento y la disminución de

la longevidad parecen ser debidos en parte

a la acción de los radicales libres encargados

de diversas reacciones de oxidación

enzimática. Los radicales libres de oxígeno

son altamente reactivos y todas las células

pueden ser lesionadas por los mecanismos

siguientes:

1. Alteraciones oxidativas acumuladas en

el colágeno, la elastina y el DNA.

2. Ruptura de mucopolisacáridos mediante

la degradación oxidativa.

3. Acumulación de sustancias metabólicamente

inertes, como ceras y

pigmentos, y fibrosis de arteriolas

capilares.

Según estos mecanismos metabólicos,

la expectativa de vida depende de la

lentificación en el consumo de oxígeno.

Complejas reacciones bioquímicas han sido

descritas en el cuerpo humano, estando estas

controladas por múltiples mecanismos de

regulación. Muchas de las reacciones

bioquímicas implican transferencia y

liberación de energía, que pueden acarrear

formación de radicales libres, sin embargo

estos deben ser cuidadosamente controlados

porque dada su naturaleza altamente

reactiva representan una amenaza potencial

para los tejidos sanos.

Acciones biológicas de los radicales libres

de oxígeno

IDEAS

Las especies reactivas del oxígeno, muy

especialmente el radical hidroxilo, son

altamente reactivas, y pueden dar lugar a

reacciones secundarias útiles o nocivas con

muchas sustancias presentes en el organismo

o extraorgánicas (fagocitosis de organismos

invasores). Son los productos finales de estas

reacciones secundarias los que producirán

los mayores efectos de citotoxicidad.

Acciones sobre los glúcidos

Los monosacáridos y disacáridos

resisten la acción de los radicales libres de

oxígeno.

Acciones sobre los lípidos

La acción de los radicales libres de

oxígeno sobre los lípidos tiene lugar

fundamentalmente sobre los ácidos grasos

poliinsaturados, lo que provoca su

peroxidación que deriva en consecuencias

como: pérdida de la flexibilidad y de las

funciones secretoras, ruptura de los

gradientes iónicos transmembrana.

Acciones sobre los ácidos nucleicos

Los efectos observados en los ácidos

nucleicos por los radicales libres de oxígeno

son por causa de fenómenos de hidroxilación

de bases nitrogenadas, escisión de hebras

de ADN y formación de uniones cruzadas.

Esto ocasiona alteraciones en la duplicación

y transcripción, que explican la asociación

de la generación de radicales libres de

oxígeno con la carcinogénesis y el

envejecimiento.

Se ha propuesto además que la ruptura

que causan las EROs sobre el ácido

desoxirribonucleíco (ADN) activa a las poli

(ADP-ribosa) sintetasa, las que eliminan el

NAD+ celular, cofactor necesario para

la enzima gliceraldehído-3-fosfato

deshidrogenasa en la ruta glucolítica, de

manera que se produce la inhibición de la

glicólisis y de los componentes de la cadena

transportadora de electrones al nivel

mitocondrial; por lo tanto disminuye el ATP

intracelular.

Antioxidantes

Todos los seres vivos que utilizan el oxígeno para obtener energía, liberan radicales libres, lo cual es incompatible con la vida a menos que existan mecanismos celulares de defensa que los neutralice. A estas defensas se les denomina antioxidantes. Muchos estudios han demostrado que un aporte suplementario de antioxidantes reduce la incidencia de ciertas enfermedades

y mejora el estado de salud de los ancianos. La terapia con antioxidantes puede no solo ofrecer un tratamiento efectivo contra la progresión de las enfermedades, sino que puede reducir los efectos secundarios asociados a muchos de los tratamientos que se aplican en la actualidad contra diversas enfermedades y contribuir así con la calidad de vida de las personas. La longevidad parece aumentar en la medida en que lo hace el nivel de compuestos antioxidantes en la dieta (tocoferol, butilhidroxitolueno, 2-mercaptoetilamina, etoxiquina) y al efectuar una restricción calórica, quizás por causa de los descensos en las velocidades de degradación mitocondrial y por una disminución del metabolismo celular y del consumo de oxígeno.

Regulación del Calcio y expresión génica en el envejecimiento

Trabajos desarrollados en las últimas 2 décadas sugieren que cambios discretos en la regulación del calcio podrían modular gradualmente el envejecimiento cerebral normal, y al mismo tiempo, aumentar su vulnerabilidad a enfermedades neurodegenerativas como la EA. La señalización por calcio depende de la elevación transitoria de su concentración intracelular. Esta elevación gatilla, en forma selectiva, diferentes vías de señalización, dependiendo de la concentración del calcio y de sus características temporales y espaciales. La regulación de la homeostasis del calcio en las células cerebrales se perdería en forma temprana durante el envejecimiento, alterándose múltiples vías de señalización y afectando en forma adversa la fisiología celular y diversas funciones moleculares

Como resultado de las alteraciones en la homeostasis del calcio, y particularmente durante períodos de actividad neuronal intensa, el calcio se mantiene ya sea más elevado o por más tiempo, pudiendo activar de manera excesiva una variedad de respuestas tales como la excitabilidad de membrana, reorganización del citoesqueleto y extensión de procesos neurales, plasticidad sináptica, adhesión celular, inflamación, regulación del ciclo celular, crecimiento y muerte celular. En los últimos años, se ha visto que estas respuestas son mediadas, al menos parcialmente, a través de la regulación de la expresión génica por la cascada de señalización del calcio.

Estos cambios en la expresión génica no son una respuesta tardía a la degeneración, sino que se asocian al inicio de las alteraciones cognitivas. Varios genes que regulan el metabolismo energético mitocondrial se encuentran disminuidos, correlacionándose positivamente con alteraciones del comportamiento.

Recapitulación

El aumento de la expectativa de vida en los seres humanos ha revelado la aparición de déficit neurológicos y cambios degenerativos de lenta evolución con la edad. Estos cambios no corresponden a muerte neuronal sino a cambios degenerativos de tipo funcional. Así, se observan cambios asociados al envejecimiento que inciden en la regulación del calcio, el estrés oxidativo y la respuesta inflamatoria, los que a su vez modifican la reactividad de la glía y la función nerual. Los límites entre envejecimiento normal y patológico no están claramente diferenciados y parecen estar influenciados por innumerables factores biológicos, involucrando influencias genéticas, pero también dependientes de factores ambientales como la dieta, drogas, historial de enfermedades e injurias.

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