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Prof. Erika Gomes Alves Manaus - AM TEORIAS DO ENVELHECIMENTO LAUREATE INTERNATIONAL UNIVERSITIES ESCOLA DE CIÊNCIAS DA SAÚDE FISIOTERAPIA TEORIAS DO ENVELHECIMENTO Conceitos Básicos de Geriatria 2 ENVELHECIMENTO BIOLÓGICO Esse processo afeta a fisiologia do organismo e exerce um impacto na capacidade funcional do indivíduo ao torná lo mais suscetível às doenças crônicas. O conhecimento científico sobre as causas do envelhecimento é limitado. Conceitos Básicos de Geriatria 3 . ATIVIDADE EM GRUPO I LEITURA DE ARTIGO DISCUSSÃO EM GRUPO Biologia do envelhecimento: teorias, mecanismos e perspectivas TEORIAS DO ENVELHECIMENTO TEORIAS DO ENVELHECIMENTO HUMANO Teoria Genética Teoria Imunológica Teoria do Acúmulo de Danos Teoria das Mutações Teoria do Uso e Desgaste Teoria dos Radicais Livres (RLs) Dentre as inúmeras teorias que buscam apontar as causas do envelhecimento pode-se destacar 4 PECULIARIDADES DO ENVELHECIMENTO FATORES INTRÍNSECOS FATORES EXTRÍNSECOS SENESCÊNCIA SENILIDADE O envelhecimento humano está sujeito a influências intrínsecas, como a constituição genética individual responsável pela longevidade máxima e os fatores extrínsecos condizentes às exposições ambientais a que o indivíduo sofreu (tipo de dieta, sedentarismo, poluição, entre outros), os quais proporcionam uma grande heterogenidade no envelhecimento. Além disso, o envelhecimento orgânico humano pode ser caracterizado como senescência, envelhecimento normal, ou como senilidade, envelhecimento patológico. A senescência é caracterizada como um processo fisiológico com transformações que ocorrem normalmente com o passar dos anos (sem distúrbios de conduta, amnésias, entre outros), enquanto que a senilidade significa a presença de doenças crônicas ou outras alterações que podem acometer a saúde do idoso (perda da capacidade de memorizar, prestar atenção, não conseguir se orientar, etc.) (BRINK, 2001; PAPALÉO NETTO, 2002). 5 AS TEORIAS DO ENVELHECIMENTO Diferentes teorias do envelhecimento; cada qual com um conjunto de conceitos, fatos e indicadores; pontos de controvérsia; entendimento do fenômeno complexo, e multifatorial. Atualmente várias teorias são propostas para explicar a origem do fenômeno do envelhecimento, cada qual com um conjunto de conceitos, fatos e indicadores. Esta variedade de teorias provém dos vários pontos de controvérsia que surgem no momento de estabelecer os fatores envolvidas no processo do envelhecimento, bem como, do próprio entendimento desse fenômeno complexo, uma vez que muitas teorias formuladas apóiam-se somente numa alteração biológica isolada, sem considerar a noção de complexidade e integridade, condições que caracterizam o envelhecimento (CUNHA; JECKEL- NETO, 2002). 6 TEORIA GENÉTICA Resultado de alterações bioquímicas; programadas pelo genoma; Regular a expectativa de vida por meio de diferentes Genes; Duração de vida estipulada pelo seu padrão genético; Envelhecimentos precoces. A Teoria Genética defende a idéia de que o envelhecimento é resultado de alterações bioquímicas programadas pelo próprio genoma, o qual poderia regular a expectativa de vida por meio de diferentes genes, dessa forma, cada ser vivo apresentaria uma duração de vida estipulada pelo seu padrão genético, algo que tenta ser comprovado pela realização de várias pesquisas acerca da longevidade, somadas às constatações na prática clínica dos envelhecimentos precoces (progeria infantil ou síndrome de Hutchinson-Gilford e progeria do adulto ou síndrome de Werner) doenças que estariam relacionados à deficiências de enzimas controlados por genes autossômicos recessivos 7 TEORIA GENÉTICA IDADES AFETADAS 0-2 3-5 6-13 14-18 Progéria infantil: Distúrbio genético progressivo que faz com que as crianças envelheçam rapidamente. (10X ) Muito rara : Menos de 15 mil casos por ano (Brasil) A mutação genética ocorre de forma aleatória e não é hereditária. Sintomas começam a aparecer no primeiro ou segundo ano de vida. Não há cura, medicamentos podem aliviar os sintomas ou retardar a progressão. síndrome de Hutchinson-Gilford Mutações da proteína lamina A, que uma vez alterada faz com que o envelope nuclear fique instável e provoca danos progressivos ao núcleo, fazendo com que as células possam morrer prematuramente. A síndrome de Hutchinson-Gilford, ou progeria (do grego geras, “velhice”), é uma desordem genética rara que afeta um indivíduo a cada 4 a 8 milhões de recém-nascidos. Caracterizada por provocar o envelhecimento precoce das pessoas acometidas, até dez vezes mais rápido do que o esperado para a idade que possuem; na atualidade, existem mais ou menos cem casos destes, já relatados. Os primeiros sinais da doença costumam se manifestar por volta do décimo oitavo mês de vida da criança. Aos poucos, os cabelos começam a cair, a gordura subcutânea diminui, as articulações vão se enrijecendo, a pele se apresenta mais fina e enrugada, a audição é prejudicada, e problemas como osteoporose e artrose surgem. Felizmente, a inteligência, memória e capacidade de aprendizagem não são afetadas. Por fim, na maioria dos casos, o indivíduo vai a óbito por complicações vasculares, tais como arteriosclerose, derrame e ataque cardíaco. Sua expectativa de vida é em torno de quinze anos. 8 TEORIA GENÉTICA Síndrome de Werner caracteriza-se por surgimento de envelhecimento precoce, associado a um fenótipo variável, com manifestações em múltiplos órgãos; Após infância e início da adolescência normais, os pacientes apresentam retardo e parada precoce no crescimento. 42 anos 48 anos Aparência senil, alopecia precoce ou cabelos precocemente grisalhos). alterações cutâneas (hiperquerato- se, pele esclerótica ou atrófica), catarata, aterosclerose, diabetes melito, hipogonadismo e risco aumentado para o desenvolvimento de neoplasias . Na síndrome de Werner, há uma mutação no gene WRN, que é responsável por codificar a DNA Helicase. DNA e RNA, são os participantes básicos no armazenamento e na decodificação da informação genética gen composição genética de um indivíduo, mais frequentemente us. a respeito de um gene ou grupo de genes. O fenótipo são as características observáveis ou caracteres de um organismo ou população, como: morfologia, desenvolvimento, propriedades bioquímicas ou ... pele esclerótica é firme e endurecida e tais alterações costumam ser mais palpáveis do que visíveis. Doença que impede os testículos de produzirem hormônios, o Hipogonadismo Masculino Hipogonadismo é quando as glândulas não produzem hormônios sexuais suficientes 9 ENCURTAMENTO DOS TELÔMEROS Estrutura localizada no final dos cromossomos de células eucarióticas, como fator determinante no desencadeamento do envelhecimento; uma vez que é responsável pela proteção dos cromossomos e replicação do DNA cromossomal o encurtamento dos telômeros também traria como consequência perdas de informações genéticas e instabilidades genômicas no decorrer da vida. a extremidade livre de um cromossomo, formada por sequências repetidas de ADN, cuja função é garantir que cada ciclo de replicação seja completado. 10 SISTEMA IMUNE O sistema imune é constituído por dois mecanismos: o celular, representado pelos Linfócitos T (timo) responsáveis pela manutenção da estabilidade homeostática e vigilância imunológica do indivíduo; e o humoral representado pelas imunoglobulinas originárias dos Linfócitos B, e que permanecem aderidos à sua membrana ( Medula óssea) diminuição da resposta imune estaria relacionada ao envelhecimento do timo, órgão central no desenvolvimento e diferenciação de Linfócitos T ERRO CATÁSTROFE/ ACUMULO DE DANOS A principal causa do envelhecimento seria o acúmulo de moléculas defeituosas provenientes de falhas no reparo e na síntese de moléculas intracelulares com o avanço da idade Erros na transcrição doRNA e sua tradução em proteínas, gerando uma elevação na concentração de proteínas modificadas e não funcionais coordenar os processos celulares, e à produção de proteínas erro catástrofe, onde a célula sofreria uma ineficiência letal, ocasionando sua morte e por consequência, a redução da capacidade funcional, fato que caracterizaria o envelhecimento Segundo a Teoria do Acúmulo de Danos ou também denominada Erro Catástrofe, a principal causa do envelhecimento seria o acúmulo de moléculas defeituosas provenientes de falhas no reparo e na síntese de moléculas intracelulares com o avanço Revista Contexto & Saúde, Ijuí • v. 10 • n. 20 • Jan./Jun. 2011 510 da idade, o que repercutiria na perda progressiva da função do organismo. As falhas de reparo e síntese seriam oriundas de erros na transcrição do RNA e sua tradução em proteínas, gerando uma elevação na concentração de proteínas modificadas e não funcionais (TORRES, 2002). Segundo Orgel (1963 apud BORGONOVI; PAPALÉO NETTO, 1996), o motivo pelo quais essas proteínas inativas surgem é devido a erros na síntese enzimática principalmente de polimerases, responsáveis pela síntese de RNA a partir da transcrição do DNA. Dessa forma, a transcrição de uma enzima modificada pode ocasionar elevação de uma ou mais bases púricas ou pirimídicas do código genético, provocando a formação de seqüências errôneas de aminoácidos, que por sua vez leva a síntese de proteínas não funcionais. Os erros sendo acumulativos e transmissíveis atingiriam uma elevada ocorrência, provocando o efeito chamado de erro catástrofe, onde a célula sofreria uma ineficiência letal, ocasionando sua morte e por conseqüência, a redução da capacidade funcional, fato que caracterizaria o envelhecimento (CUNHA; JECKEL-NETO Ao se falar em proteínas, estamos falando nas macromoléculas orgânicas mais abundantes nas células vivas, ocorrendo em todos os tipos de células. Além de constituírem as células, elas são responsáveis pela diversidade das funções biológicas. Elas são extremamente importantes, tanto é que seu nome, proteína, vem do grego “proto”, que significa “a primeira” ou “a mais importante”. ão inúmeras proteínas, com tamanhos e funções diferentes. Elas são formadas por combinações dos 20 aminoácidos existentes, sendo parte deles sintetizados pelo próprio organismo ou outros obtidos via alimentação, chamados aminoácidos essenciais. As células, por meio do código genético, conseguem produzir uma série de proteínas utilizando os aminoácidos, que são agrupados e combinados em sequências variadas. Desta forma, os organismos conseguem sintetizar uma série de produtos: cabelo, unha, anticorpos, penas das aves, escamas, músculos, enfim, as proteínas são essências para a formação dos organismos, bem como o desenvolvimento de funções biológicas as quais, sem as proteínas, não poderiam ocorrer 12 TEORIA DAS MUTAÇÕES Sucessivas alterações que ocorrem nas células somáticas (46 cromossomos), ao transcorrer dos anos; produziriam células mutantes incapazes de cumprir suas funções biológicas; Declínio progressivo dos órgãos e tecidos, com instalação do envelhecimento. transformações do mecanismo de reparo da molécula de DNA sucessivas alterações que ocorrem nas células somáticas (46 cromossomos), ao transcorrer dos anos, produziriam células mutantes incapazes de cumprir suas funções biológicas, o que provocaria um declínio progressivo dos órgãos e tecidos, com instalação do Envelhecimento As mutações podem ter origem das transformações do mecanismo de reparo da molécula de DNA, sendo possível que sejam repassadas para as células as mutações são ocasionadas pela existência de inúmeras áreas de replicação do DNA no cromossomo, o que desencadeia um número alto de replicação de determinados segmentos do DNA e por conseqüência inúmeros rearranjos e mutações. Esse acúmulo de células heterogêneas durante os anos seria a explicação de doenças de fundo clonal como câncer e arteriosclerose. Várias informações acerca das mutações cromossômicas em células somáticas relacionadas à idade estão sendo difundidas, principalmente como respostas à radiação ou mutagênicos, porém analisando o envelhecimento como um processo uniforme, existem poucas pesquisas para a fundamentação dessa teoria 13 TEORIA DO USO E DESGASTE Ideia de que o envelhecimento seja o resultado do acúmulo de agressões ambientais do dia-a-dia E diminuição da capacidade do organismo em recuperar-se totalmente. Teoria desacreditada Vista como componente do envelhecimento e não uma teoria ferimentos, infecções, inflamações e outras formas de agressões sejam eles, ferimentos ou patógenos, se somariam ao longo dos anos no indivíduo e dessa forma, as lesões ocasionadas provocariam alterações nas células, tecidos e órgãos desencadeando o envelhecimento Atualmente essa teoria encontra-se desacreditada, apesar de defender danos que são dependentes do tempo e podem aumentar a possibilidade de morte do indivíduo, sem, no entanto, atuarem como causadores do processo do envelhecimento. Além do que, pode-se considerar a Teoria do Uso e Desgaste não como uma teoria, mas um aspecto relevante para auxiliar outras teorias no que diz respeito ao desgaste de um órgão ou área do organismo relacionando- o com a idade, sem se transformar em um fato causal do envelhecimento (CUNHA; JECKEL- NETO, 2002). Atualmente, motivos lógicos contribuem para o descrédito dessas teorias: primeiro animais criados em ambientes livres de patógenos ou de ferimentos não apenas envelhecem como também não apresentam qualquer aumento em sua longevidade máxima; muitos danos menores postulados pela teoria do uso e desgaste são mudanças dependentes do tempo, que provocam aumento na probabilidade de morte, mas não servem como mecanismos causais para o processo de envelhecimento. Por exemplo, a perda de dentes em elefantes pode levar à morte por inanição, sem que estes apresentem, contudo, mudanças significativas em estrutura e função de outros órgãos e tecidos no mesmo período. Os avanços atuais em biologias celulares e moleculares reformularam o conceito de "uso e desgaste", mostrando que ele não constitui uma teoria, mas sim o componente de outra. 14 TEORIA DOS RLS Comprometimento fisiológico desencadeado com o passar dos anos; seria em sua grande maioria oriundos da ação dos RLs sobre os constituintes orgânicos, em detrimento a uma menor atividade do sistema antioxidante. Molécula instável que ataca as moléculas adjacentes DNA – MEMBRANA PLAMÁTICA A Teoria dos RLs foi introduzida pela primeira vez em 1956 pelo médico norte-americano Denham Harman e adquirindo somente a partir da década de 80, maior importância no meio científico quando inú511 Revista Contexto & Saúde, Ijuí • v. 10 • n. 20 • Jan./Jun. 2011 meros trabalhos foram desenvolvidos em relação aos RLs e suas conseqüências ao organismo. Esta teoria propunha que o envelhecimento normal seria resultado de danos intracelulares aleatórios provocados pelos RLs, moléculas instáveis e reativas, que atacariam as diferentes biomoléculas do organismo em busca de estabilidade (OLSZEWER, 1994; TORRES, 2002). Esta teoria vem recebendo uma atenção especial de diversos estudiosos e pesquisadores do assunto, em virtude de seus efeitos sobre o metabolismo explicarem os processos de envelhecimento, assim como as doenças relacionadas (LANE, 2003). Os RLs são espécies químicas que podem ser átomos, moléculas ou fragmentos de moléculas (OLIVEIRA, 2002). São espécies químicas contendo um ou mais elétrons não pareados no orbital externo da camada de valência (a última camada de elétrons) sendo mais reativos que as espécies com elétrons pareados. Devido a sua alta reatividade os RLs, buscam, rapidamente, extrair um elétron de qualquer partícula, molécula ou átomo em sua vizinhança, a fim de recuperar a pariedade, e em decorrência, a estabilidade (ABDALLA; LIMA, 2001; DUARTE, 2003; LEITE; OLIVEIRA, 2002; SARNI,2003). Os RLs podem ser eletricamente neutros, terem carga positiva ou negativa (LEITE; SARNI, 2003). Essas espécies químicas incluem as espécies reativas do oxigênio (EROS) e as espécies reativas de nitrogênio (ERNS). As EROS são representadas por todos os radicais do oxigênio, como o ânion radical superóxido (O2 .), radical hidroxila (HO.), radical alquila (L.), alcoxila (LO.) e peroxila (LOO.). Enquanto que as ERNS são representadas pelo peroxinitrito (ONOO-), o óxido nítrico (.NO) e o radical dióxido de nitrogênio (.NO2). No entanto, o ânion peroxinitrito (ONOO-), o ácido hipocloroso (HOCl), o peróxido de hidrogênio (H2O2), o oxigênio singlet (1O2) e o ozônio (O3) não são RLs mas podem provocar reações radicalares no organismo, fato que os levam a serem considerados como espécies reativas radicais livres são produzidos pelas células e moléculas, durante o processo de combustão por oxigênio, utilizado para converter os nutrientes dos alimentos absorvidos em energia. Os radicais livres podem danificar células sadias do nosso corpo, entretanto, o nosso organismo possui enzimas protetoras que reparam 99% dos danos causados pela oxidação, ou seja, nosso organismo consegue controlar o nível desses radicais produzidos através de nosso metabolismo. Os processos metabólicos não são a única fonte de radicais livres. Fatores externos podem contribuir para o aumento da formação dessas moléculas. Entre esses fatores estão: Poluição ambiental; Raio-X e radiação ultravioleta; Cigarro; Álcool; Resíduos de pesticidas; Substâncias presentes em alimentos e bebidas (aditivos químicos, conservantes, hormônios) Estresse; Consumo de gorduras saturadas (frituras, etc); Consumo de gordura animal; É importante destacar que uma boa alimentação, rica em verduras, legumes e frutas, é a melhor maneira de prevenir os malefícios dos radicais livres. Uma parte do oxigênio que respiramos se transforma em radicais livres, portanto o próprio exercício físico é um importante gerador dessas moléculas. Deve ser lembrado que os radicais livres também têm um papel importante atuando no combate a inflamações, matando bactérias, e controlando o tônus dos músculos lisos. Os antioxidantes protegem o organismo da ação danosa dos radicais livres. Alguns antioxidantes são produzidos por nosso próprio corpo e outros - como as vitaminas C, E e o beta-caroteno (Scavengers) - são ingeridos. Oxidantes como espécies danosas Um radical livre pode ser definido como uma molécula capaz de existir independente, que contenha um elétron desemparelhado, podendo ser considerado como um fragmento de moléculas, no orbital atômico. A presença de um elétron não emparelhado produz certas propriedades comuns que são observadas pela maioria dos radicais. Muitos radicais são instáveis e altamente reativos. Eles podem doar um elétron ou aceitar um elétron de outras moléculas, portanto, comportando-se como oxidantes ou redutores. Figura 1: Alguns radicais orgânicos O primeiro radical livre orgânico identificado foi trifenilmetil radical. Esta espécie foi descoberta por Moses Gomberg em 1900 na Universidade de Michigan EUA. Moses Gomberg estava tentando sintetizar um composto de carbono chamado hexafeniletano quando, inadvertidamente, ele sintetizou trifenilmetil, uma substância misteriosa, altamente instável. Ele reconheceu que tinha encontrado um radical livre e mostrou que o carbono não é sempre tetravalente. Figura 2: Reação de Moses Gomberg do Trifenilmetil Gomberg publicou suas descobertas em 1900, mas a existência de trifenilmetil e outros radicais livres orgânicos permaneceram na disputa por quase uma década. Eles eram vistos como uma curiosidade, mesmo depois da comunidade científica reconhecer sua existência. 15 CONCLUSÃO Apesar das muitas teorias dos processos de envelhecimento, o único consenso é que todas interagem entre si de forma complexa, e contribuem no processo de envelhecimento, e que, a prevenção das doenças através de um estilo de vida saudável, aliado aos avanços da medicina, são os principais protagonistas no aumento da expectativa de vida da humanidade. É essencial lembrarmos que o melhor entendimento dos processos de envelhecimento e a criação dos recursos para a uma longevidade saudável, estão vinculados a sustentabilidade do equilíbrio do meio ambiente, para que as futuras gerações tenham garantidas as condições de existência em nosso frágil ecosistema. 16
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