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Edson Rios D’Angelo Teorias Biológicas do Envelhecimento Humano Todo organismo multicelular possui um tempo limitado de vida, que se divide três fases: Porque envelhecemos? FASE DE CRESCIMENTO E DESENVOLVIMENTO Desenvolvimento e crescimento dos órgãos especializados, o organismo cresce e adquire habilidades funcionais que o tornam apto a se reproduzir. FASE REPRODUTIVA Capacidade de reprodução do indivíduo, garantindo a sobrevivência, perpetuação e evolução da própria espécie. FASE DE SENESCÊNCIA OU ENVELHECIMENTO Caracterizada pelo declínio da capacidade funcional do organismo. O envelhecimento é causado por alterações moleculares e celulares, que resultam em perdas funcionais dos órgãos e do organismo como um todo. Esse declínio se torna perceptível ao final da fase reprodutiva, muito embora as perdas funcionais do organismo comecem a ocorrer muito antes. O envelhecimento é variável entre os indivíduos e entre os sistemas de um mesmo indivíduo. Como envelhecemos? Deletérias Reduzem a funcionalidade; Progressivas Se estabelecem gradualmente; Intrínsecas Características do próprio indivíduo. O ambiente tem forte influência sobre o aparecimento e velocidade dessas mudanças; Universais Dentro de uma mesma espécie. As alterações que ocorrem no envelhecimento devem ser... Senescência: Mudanças orgânicas relacionadas à idade; Afeta funções e vitalidade. Senilidade: Estágio final da senescência; Quando o risco de mortalidade beira os 100%. Senescência X Senilidade Como envelhecemos? Homeostase: Tendência normal do organismo de manter a estabilidade interna, ajustando processos metabólicos e fisiológicos em resposta as agressões. Doença: Perda da adaptabilidade ao estresse interno e externo (perda da homeostase) Aumento da susceptibilidade à doenças. Morte: Ocorre quando o organismo não consegue mais restabelecer o equilíbrio funcional. Homeostasia Todos os órgãos e tecidos do corpo humano executam funções que contribuem para manter estas condições relativamente constantes. Teorias Biológicas; Teorias Estocásticas Teorias Sistêmicas Teorias Sociais; Teorias Psicológicas. Teorias do Envelhecimento Humano TEORIAS ESTOCÁSTICAS Estocástico: processo que se dá ao acaso, aleatoriamente, acidentalmente. As teorias de cunho estocástico sugerem que danos moleculares, que ocorrem ao acaso, provocariam os declínios encontrados no processo de envelhecimento. Teoria de uso e desgaste; Proteínas alteradas; Mutações somáticas; Erro catastrófico; Desdiferenciação; Dano oxidativo e radicais livres; Lipofucina e acúmulo de detritos; Mudanças na pós-tradução em proteínas. Teorias Estocásticas Premissas adicionais devem ser levadas em conta: Necessário estabelecer quais células, tecidos e organismos possuem moléculas particularmente sensíveis; Necessário assumir que espécies de vida longa são mais capazes de tolerar tais danos; OBS.: Espécies de vida longa tem melhor sistema de reparo. Teorias Estocásticas De acordo com esta teoria, o envelhecimento e a morte seriam resultado da constante exposição dos tecidos à injúrias ambientais no dia-a-dia (infecções, inflamações. ferimentos, agressões, etc.), ocasionando a diminuição da capacidade do organismo em recuperar- se totalmente. Trata-se de uma teoria superada. Exemplo: Animais criados em ambientes livres de patógenos ou de ferimentos envelhecem, porém, não apresentam qualquer aumento em sua longevidade máxima. Teoria do Uso e Desgaste Estabelece que mudanças que ocorrem nas moléculas são dependentes do tempo. Alterações conformacionais; Alterações na atividade enzimática; Acúmulo de proteínas anormais; Comprometimento da eficiência das células. O acúmulo das proteínas anormais ao longo do tempo causaria danos ainda maiores às células. A capacidade de remover estas proteínas alteradas está comprometida nas células envelhecidas, contribuindo, assim, para a sua progressiva acumulação. Teoria das Proteínas Alteradas De acordo com essa teoria, o envelhecimento seria causado pelo acúmulo de mutações, com o avançar da idade, após longa exposição a radiação e outros agentes ambientais. Alteraria a função genética e reduziria a eficiência da célula até um nível incompatível com a vida. A hipótese originou-se da observação de que os danos, induzidos por radiação em cobaias, assemelham-se a algumas características da senescência (atrofia do tecido e neoplasias). Teoria das Mutações Somáticas Sugere que a ocorrência natural de erros na produção de enzimas seria o ponto de partida do envelhecimento celular. Os erros poderiam alterar o código genético, repercutindo na produção de proteínas anormais, comprometendo a renovação celular e, a longo prazo, a função de sistemas orgânicos inteiros. Teoria do Erro Catastrófico Erros cumulativos Morte celular Decréscimo da capacidade funcional Envelhecimento Células se desviariam do seu estado de diferenciação (quando as células se "especializam" para realizar determinada função) sintetizando proteínas desnecessárias (presença de proteína originárias de outros tecidos), o que reduziria a eficiência celular até a morte. Essa teoria não possui comprovação experimental, permanecendo sob investigação. Teoria da Desdiferenciação Essa teoria postula que os declínios fisiológicos característicos de mudanças relacionadas com a idade podem ser atribuídos aos danos intracelulares produzidos pelos radicais livres. Os danos provocados pelos radicais livres se acumulam com a idade, eles têm sido associados à artrite, catarata, câncer, diabetes e transtornos neurológicos como o mal de Parkinson. Porém, há necessidade de evidências mais diretas para afirmar a ação dos radicais livres como papel central no envelhecimento. Teoria do Dano Oxidativo e Radicais Livres Radicais livres: moléculas ou átomos instáveis e altamente reativos formados durante o metabolismo que reagem com membranas celulares, proteínas, gorduras, carboidratos e até o DNA, podendo danificá-los. A teoria propõe que o envelhecimento da célula é causado pelo acúmulo intracelular de produtos do metabolismo que não podem ser destruídos, exceto pelo processo de divisão celular. Nenhuma evidência sugere que a Iipofuscina em si seja danosa. Mas os produtos de metabolismo podem provocar substancias que podem ser danosas, prejudicando, pelo espaço tomado, a função da célula. Teoria da Lipofuscina e Acúmulo de Detritos Lipofuscina: detritos (pigmentos insolúveis) que se acumulam nas células geralmente como resultado da auto-oxidação induzida por radicais livres. Mudanças em macromoléculas importantes (colágeno e elastina) comprometeriam as funções de tecidos e reduziriam a eficiência celular. Repercussões importantes sobre praticamente todos os aspectos morfológicos e fisiológicos do organismo (senescência da pele, tecido cardíaco e outros tecidos). Teoria das Mudanças Pós-tradução em Proteína TEORIAS SISTÊMICAS Consideram uma abordagem genética para analisar o envelhecimento, admitindo, em diferentes graus, a modulaçãoambiental no envelhecimento e longevidade. Teorias metabólicas; Teoria da taxa de vida Teoria do dano mitocondrial Teorias genéticas; Apoptose; Fagocitose; Teorias neuroendócrinas; Teorias imunológicas. Teorias Sistêmicas Sabe-se que animais maiores apresentam longevidade maior do que animais menores, e que a taxa metabólica seria inversamente proporcional ao peso do corpo. A ligação entre esses dois fatos levou à ideia de que a longevidade e o metabolismo estariam unidos em uma relação causal. Teorias Metabólicas Em alguns organismos, alterações da taxa metabólica induzidas por temperatura e/ou dieta produziriam mudanças correspondentes na longevidade; Dados consistentes mostram que a taxa metabólica tende a declinar com a idade avançada. Essas e outras observações similares levaram à hipótese segundo a qual a longevidade pode ser mais bem entendida como função do declínio metabólico. Teorias Metabólicas Estabelece que a longevidade seria inversamente proporcional à taxa metabólica. Sugere que o corpo pode trabalhar até certo ponto, isto é, quanto mais rápido ele trabalha, mais energia ele usa e mais rápido o desgaste. Assim, a velocidade do metabolismo, ou o uso da energia, determinaria o tempo de vida. Teoria da Taxa de Vida Taxa Metabólica é a quantidade mínima de energia (calorias) necessária para manter as funções vitais do organismo em repouso. MacGay (1934): Experimento com restrição calórica em ratos. Grupo I: Desenvolveram-se, envelheceram e morreram em 3 anos Grupo II: Parada do crescimento, não envelheceram, morreram em 6 anos. A restrição calórica em 30% a 40% levou ao aumento da longevidade máxima em ratos. Teoria da Taxa de Vida Sugere que os danos cumulativos do oxigênio (oxidação) sobre a mitocôndria levariam ao declínio no desempenho fisiológico das células durante o envelhecimento. A produção de energia seria comprometida devido à lesão das estruturas da membrana mitocondrial pelo dano oxidativo. Isso explicaria as baixas taxas metabólicas observadas em células envelhecidas. Teoria do Dano Mitocondrial Mitocôndria: organela citoplasmática membranosa, cuja principal função é a geração de energia através da síntese de adenosina trifosfato (ATP). Partem do princípio que a taxa de envelhecimento corporal é determinada pela hereditariedade. É proposto que o processo de envelhecimento está programado nos genes; Eventos como a puberdade, a menarca ou a menopausa são regulados por relógios biológicos celulares. Teorias Genéticas Alguns autores têm observado que o envelhecimento é acompanhado por: Progressivo aumento do número de erros que ocorrem durante o processo de divisão celular; Erros motivam patologias cromossómicas que, por sua vez, originam uma desregulação nos genes envolvidos no processo de envelhecimento. O envelhecimento corporal resulta de uma deterioração gradual das sequências do DNA celular, o que desencadeia um processo de reprodução celular incompleto. Teorias Genéticas A apoptose, conhecida como “morte celular programada” ou de “suicídio” de certas células, é um tipo de “auto-destruição celular” geneticamente programada e que se relaciona com a manutenção da homeostase e com a regulação fisiológica do tamanho dos tecidos. A apoptose seria induzida por fatores extracelulares e a falha em reprimir ou em induzir apoptose provavelmente é responsável por diversas doenças. Contudo, o papel da apoptose no envelhecimento não-patológico ainda não foi esclarecido. Apoptose Células senescentes apresentariam proteínas de membrana que as identificariam como alvo para a destruição por outras células, tais como os macrófagos. Essa teoria Já foi comprovada experimentalmente, mas sua ação é muito restrita, como ocorre com as células vermelhas do sangue. Fagocitose Fagocitose: é o englobamento e digestão de partículas sólidas e micro-organismos por fagócitos ou células amebóides. Postulam que a falência progressiva de células do sistema endócrino com funções integradoras específicas levaria ao colapso da homeostase corporal, à senescência e à morte. Algumas investigações mostram que genes envolvidos em funções neuroendócrinas podem ser qualitativamente alterados com a idade e que a frequência dessas mutações pode ser modulada pela exposição crônica a determinados hormônios. Teorias Neuroendócrinas Células integradoras: fazem relação entre os sistemas neurológico e endócrino e desses com outros sistemas. Nesta teoria, afirma-se que o envelhecimento ocorre como resultado de uma redução na atividade do sistema imune, que é composto pelas células T (linfócitos), originadas no timo, que protegem o corpo contra as doenças. Evidências mostram que as perdas relacionadas com a idade na função imune podem ser revertidas, ao menos parcialmente, sugerindo que pelo menos algumas dessas mudanças não poderiam ser classificadas como envelhecimento. Teorias Imunológicas Ainda falta muita investigação para se chegar a um consenso sobre os conceitos básicos que possam definir o processo de envelhecimento. Muito provavelmente, nenhuma das teorias aqui expostas esteja completamente correta. Talvez todas contenham a explicação de alguma parte do mosaico, mas muitas pesquisas ainda serão necessárias para que se tenha uma explicação unificada desse fenômeno instigante que é o envelhecimento dos seres vivos. Considerações Finais Referências
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