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

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Academic year: 2021

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(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

• Estão baseadas no ”Método Científico” • 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

Teorias

Para explicar o envelhecimento?

Para explicar o que leva o indivíduo a envelhecer mais do que o outro?

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

Teorias sistêmicas Teorias estocásticas

Teorias sistêmicas Teorias estocásticas

As primeiras idéias ou teorias

sobre envelhecimento

(2)

Teoria do desgaste

• 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...

• 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 da Velocidade (ritmo) da Vida

• 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”

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

Homem 60-80 / min

3 bilhões vezes / vida

75 anos 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

Um transplante de um coração jovem em um indivíduo idoso retardaria o envelhecimento e a morte?

• “... 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 “Substância Vital”

• “... 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

Teoria da Exaustão Reprodutiva

Teorias sistêmicas --- Teorias estocásticas

• Resultado da cascata de eventos hierárquicos, seqüenciais e coordenadosque constituem o desenvolvimento dos organismos • Processo programado do

nascimento até a morte, envolve genética

• Dependeria do acúmulo

de agressões

ambientaisque 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

(3)

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

Teorias do 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 transcriçãoe/ou

traduçãodos ácidos nucléicos reduziriam a eficiência celular a um nível incompatível com a vida.

(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... ”

Proteína tau, com função de estabilizar os microtúbulos dos axônios.

Crescimento da cadeia polipeptídic a Domínio C-terminal dobrado Proteína dobrada depois de deixar o ribossomo Domínio N-terminal dobrado

Dobramento das Proteínas

• -hélice

• Folhas -dobradas

• 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 marromque 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."

(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 (H2O2)

• Catalase

– Converte peróxido de hidrogênio em oxigênio molecular e água • Peroxidase

(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

Teorias Sistêmicas

• Genéticas

• 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 Werneré 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

(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 nervosoatuam na coordenação e regulação das funções corporais pelo eixo hipotálamo-hipófise-adrenal

• A atividade do hipotálamo depende de inúmeros genes, que independentes de fatores estocásticos, alteram a sua expressão com a idade

(8)

Teoria da Apoptose

• Apoptose é a morte celular

programadaou“suicídio celular”na qual célula é encaminhada quando o dano celular não é reparado;

• A ineficiência nesse processotem 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

Referências

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