O que é uma teoria? Teorias. As primeiras idéias ou teorias sobre envelhecimento. Classificação e organização das teorias

Transcrição

1 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 Classificação e organização das teorias Hart e Turturro (1983) Hayflick (1985) Finch (1990) Arking (1998) Teorias de base celular Teorias baseadas em órgãos e sistemas Teorias populacionais Teorias baseadas em órgãos Teorias de base fisiológica Teorias de base genômica Teorias evolutivas (grupos filogenéticos) Teorias não-evolutivas (celulares, fisiológicos e ambientais) Teorias intracelulares Teorias intercelulares Teorias sistêmicas Teorias estocásticas As primeiras idéias ou teorias sobre envelhecimento Teorias sistêmicas Teorias estocásticas 1

2 Teoria do desgaste Teoria da Velocidade (ritmo) da Vida 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... 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 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... 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 live fast, die young 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 Camundongo Elefante Homem Número de batimentos cardíacos por minuto e número total de batimentos durante a vida / min 1 bilhão vezes / vida 30 / min 1 bilhão vezes / vida / min 3 bilhões vezes / vida Tempo de vida 3 anos e meio 80 anos 75 anos Um transplante de um coração jovem em um indivíduo idoso retardaria o envelhecimento e a morte? Teoria da Substância Vital... os animais começam suas vidas com uma quantidade limitada de alguma substância vital, quando a substância se exaure, os animais morrem... SV Nascimento 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 Teoria da Exaustão Reprodutiva Teorias sistêmicas --- Teorias estocásticas... após um surto de atividade reprodutiva, um animal ou planta começa a envelhecer e morre rapidamente... Exemplo: Salmão do Pacífico e alguns moluscos, algumas plantas e flores 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 2

3 Envelhecimento Teorias do Envelhecimento 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 Estocásticas 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. 3

4 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 Proteína dobrada depois de deixar o Domínio C- ribossomo terminal Domínio N- dobrado terminal dobrado Crescimento da cadeia polipeptídica 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 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 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 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." 4

5 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 O 2 + e - O 2- (íon superóxido) O 2- + H + HO 2 HO 2 + O 2- + H + H 2 O 2 + O 2 - O 2- + Fe +++ Fe ++ + O 2 H 2 O 2 + Fe ++ Fe OH - + OH H 2 O 2 + O 2- O 2 + OH - + OH Efeitos prejudiciais Dano na membrana celular Dano na mitocôndria Favorece as doenças crônicas degenerativas como doenças cardiovasculares Favorece o acúmulo das células alteradas - câncer Anti-oxidantes 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 Alimentos vegetais, como frutas, legumes, hortaliças e cereais integrais Enzimas do organismo Superóxido Dismutase Catalase Glutationa Peroxidase Alguns agentes anti-oxidantes Está presente nos alimentos 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 Enzimas do organismo Superóxido Dismutase Enzima presente em todos os organismos aeróbios e ausente na grande maioria dos anaeróbios Elimina os radicais livres convertendo-os em peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ) Catalase Converte peróxido de hidrogênio em oxigênio molecular e água Peroxidase Converte peróxido de hidrogênio em água 5

6 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 Genéticas Teorias Sistêmicas Telomerase Imunológicas Neuroendócrinas Apoptose Dano mitocondrial Teorias do envelhecimento celular August Weisman (1891) especulou sobre o potencial limitado da capacidade de duplicação das células somáticas 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 velocidade do fenômeno do envelhecimento é condicionada por fatores genéticos... Genes que participam da senescência celular Genes específicos responsáveis pela redução significativa do tempo de vida, como nas Síndrome de Werner e Síndrome da Progéria 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 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 6

7 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 Filamento de DNA (cromatina) 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 Função dos Telômeros 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 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 7

8 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 8