Biogerontologia - Biogerontology
Biogerontologia é o subcampo da gerontologia que se preocupa com o processo de envelhecimento biológico , suas origens evolutivas e meios potenciais de intervenção no processo. O termo "biogerontologia" foi cunhado por S. Rattan e passou a ser usado regularmente com o início da BIOGERONTOLOGIA jorunal em 2000. Envolve pesquisa interdisciplinar sobre as causas, efeitos e mecanismos do envelhecimento biológico. O biogerontologista Leonard Hayflick disse que a média natural de vida de um ser humano é de cerca de 92 anos e, se os humanos não inventarem novas abordagens para tratar o envelhecimento, eles ficarão presos a essa expectativa de vida. James Vaupel previu que a expectativa de vida nos países industrializados chegará a 100 para crianças nascidas após o ano 2000. Muitos biogerontologistas pesquisados previram uma expectativa de vida de mais de três séculos para pessoas nascidas após o ano 2100. Outros cientistas, de forma mais controversa, sugerem a possibilidade de expectativa de vida ilimitada para aqueles que vivem atualmente. Por exemplo, Aubrey de Gray oferece o "prazo provisório" que, com financiamento adequado de pesquisas para desenvolver intervenções no envelhecimento, como estratégias para senescência insignificante projetada , "temos uma chance de 50/50 de desenvolver tecnologia dentro de cerca de 25 a 30 anos a partir de agora isso, com base em suposições razoáveis sobre a taxa de melhorias subsequentes nessa tecnologia, nos permitirá impedir que as pessoas morram de envelhecimento em qualquer idade ". A ideia dessa abordagem é usar a tecnologia atualmente disponível para estender a expectativa de vida de humanos vivos o suficiente para que o progresso tecnológico futuro resolva quaisquer problemas remanescentes relacionados ao envelhecimento. Este conceito tem sido conhecido como velocidade de escape da longevidade .
A gerontologia biomédica , também conhecida como gerontologia experimental e extensão da vida, é uma subdisciplina da biogerontologia que visa retardar, prevenir e até reverter o envelhecimento em humanos e animais.
Abordagens para o envelhecimento
Os biogerontologistas variam no grau em que enfocam o estudo do processo de envelhecimento como um meio de mitigar as doenças do envelhecimento ou como um método para estender a expectativa de vida. Um campo interdisciplinar relativamente novo chamado gerociência concentra-se na prevenção de doenças do envelhecimento e no prolongamento do período de saúde durante o qual um indivíduo vive sem doenças graves. A abordagem dos biogerontologistas é que o envelhecimento é uma doença per se e deve ser tratado diretamente, com o objetivo final de ter a probabilidade de um indivíduo morrer independente de sua idade (se os fatores externos forem mantidos constantes). Isso contrasta com a opinião de que a expectativa de vida máxima não pode, ou não deve, ser alterada.
A biogerontologia não deve ser confundida com a geriatria , que é um campo da medicina que estuda o tratamento de doenças existentes em pessoas que envelhecem, e não o próprio tratamento do envelhecimento.
Existem inúmeras teorias sobre o envelhecimento, e nenhuma delas foi totalmente aceita. Em seus extremos, o amplo espectro de teorias do envelhecimento pode ser categorizado em teorias programadas - que implicam que o envelhecimento segue um cronograma biológico, e teorias de erro - que sugerem que o envelhecimento ocorre devido a danos cumulativos experimentados pelos organismos.
Teorias estocásticas
As teorias estocásticas do envelhecimento são teorias que sugerem que o envelhecimento é causado por pequenas mudanças no corpo ao longo do tempo e pela falha do corpo em restaurar o sistema e reparar os danos ao corpo. Células e tecidos são feridos devido ao acúmulo de danos ao longo do tempo, resultando na diminuição do funcionamento dos órgãos. A noção de dano acumulado foi introduzida pela primeira vez em 1882 pelo biólogo Dr. August Weismann como a teoria do "desgaste".
Teorias de desgaste
As teorias de desgaste do envelhecimento começaram a ser introduzidas ainda no século XIX. Eles sugerem que, à medida que um indivíduo envelhece, partes do corpo, como células e órgãos, se desgastam com o uso contínuo. O desgaste do corpo pode ser atribuído a causas internas ou externas que eventualmente levam a um acúmulo de insultos que ultrapassa a capacidade de reparo. Devido a esses insultos internos e externos, as células perdem sua capacidade de se regenerar, o que acaba levando à exaustão mecânica e química. Alguns insultos incluem produtos químicos no ar, na comida ou na fumaça. Outros insultos podem ser coisas como vírus, traumas, radicais livres, ligações cruzadas e temperatura corporal elevada.
Acumulação
As teorias de acumulação do envelhecimento sugerem que o envelhecimento é o declínio corporal que resulta de um acúmulo de elementos, sejam introduzidos no corpo pelo meio ambiente ou resultantes do metabolismo celular .
Teoria de acumulação de mutação
A teoria de acumulação de mutação foi proposta pela primeira vez por Peter Medawar em 1952 como uma explicação evolutiva para o envelhecimento biológico e o declínio associado na aptidão que o acompanha. A teoria explica que, no caso em que mutações prejudiciais são expressas apenas mais tarde na vida, quando a reprodução cessou e a sobrevivência futura é cada vez mais improvável, então essas mutações são passíveis de serem passadas para as gerações futuras sem saber. Nessa situação, a força da seleção natural será fraca e, portanto, insuficiente para eliminar consistentemente essas mutações. Medawar postulou que, com o tempo, essas mutações se acumulariam devido à deriva genética e levariam à evolução do que agora é conhecido como envelhecimento.
Teoria dos radicais livres
Os radicais livres são moléculas reativas produzidas por processos celulares e ambientais e podem danificar os elementos da célula, como a membrana celular e o DNA, e causar danos irreversíveis. A teoria dos radicais livres do envelhecimento propõe que esse dano degrada cumulativamente a função biológica das células e impacta o processo de envelhecimento. A ideia de que os radicais livres são agentes tóxicos foi proposta pela primeira vez por Rebeca Gerschman e colegas em 1945, mas ganhou destaque em 1956, quando Denham Harman propôs a teoria dos radicais livres do envelhecimento e até demonstrou que as reações dos radicais livres contribuem para a degradação dos organismos biológicos. sistemas. Danos oxidativos de muitos tipos se acumulam com a idade, como o estresse oxidativo dos radicais livres de oxigênio, porque a teoria dos radicais livres do envelhecimento afirma que o envelhecimento resulta dos danos gerados por espécies reativas de oxigênio (ROS). ROS são moléculas pequenas, altamente reativas e contendo oxigênio que podem danificar um complexo de componentes celulares, como gordura, proteínas ou do DNA; eles são gerados naturalmente em pequenas quantidades durante as reações metabólicas do corpo. Essas condições se tornam mais comuns à medida que os humanos envelhecem e incluem doenças relacionadas ao envelhecimento, como demência, câncer e doenças cardíacas. A quantidade de radicais livres na célula pode ser reduzida com a ajuda de antioxidantes . Mas há um problema de que alguns radicais livres são usados pelo organismo como moléculas de sinal, e a redução geral muito ativa dos radicais livres causa ao organismo mais danos do que benefícios. Algum tempo atrás, a idéia de retardar o envelhecimento usando antioxidantes era muito popular, mas agora altas doses de antioxidantes são consideradas prejudiciais. Atualmente, alguns cientistas tentam inventar abordagens de supressão local de radicais livres apenas em determinados locais das células. A eficiência dessa abordagem ainda não está clara, a pesquisa está em andamento.
Teorias de danos ao DNA
Danos no DNA têm sido uma das principais causas de doenças relacionadas ao envelhecimento. A estabilidade do genoma é definida pelo mecanismo das células de reparo, tolerância a danos e vias de checkpoint que neutralizam os danos ao DNA. Uma hipótese proposta pelo físico Gioacchino Failla em 1958 é que o acúmulo de danos ao DNA causa o envelhecimento. A hipótese foi desenvolvida logo pelo físico Leó Szilárd . Essa teoria mudou ao longo dos anos, à medida que novas pesquisas descobriram novos tipos de danos e mutações no DNA, e várias teorias sobre o envelhecimento afirmam que os danos ao DNA com ou sem mutações causam o envelhecimento.
O dano ao DNA é distintamente diferente da mutação , embora ambos sejam tipos de erro no DNA . O dano ao DNA é uma estrutura química anormal no DNA, enquanto uma mutação é uma mudança na sequência de pares de bases padrão. A teoria de que o dano ao DNA é a principal causa do envelhecimento é baseada, em parte, em evidências em humanos e camundongos de que deficiências hereditárias nos genes de reparo do DNA costumam causar envelhecimento acelerado. Também há evidências substanciais de que os danos ao DNA se acumulam com a idade em tecidos de mamíferos, como os do cérebro, músculos, fígado e rins (consulte a teoria do envelhecimento e danos ao DNA (que ocorrem naturalmente) ). Uma expectativa da teoria (que o dano ao DNA é a principal causa do envelhecimento) é que, entre as espécies com diferentes períodos máximos de vida, a capacidade de reparar danos ao DNA deve estar correlacionada com o tempo de vida. O primeiro teste experimental dessa ideia foi feito por Hart e Setlow, que mediram a capacidade de células de sete espécies diferentes de mamíferos para realizar o reparo do DNA. Eles descobriram que a capacidade de reparo por excisão de nucleotídeos aumentou sistematicamente com a longevidade da espécie. Esta correlação foi impressionante e estimulou uma série de 11 experimentos adicionais em diferentes laboratórios ao longo dos anos sucessivos sobre a relação entre o reparo por excisão de nucleotídeos e a expectativa de vida em espécies de mamíferos (revisado por Bernstein e Bernstein). Em geral, os resultados desses estudos indicaram uma boa correlação entre a capacidade de reparo por excisão de nucleotídeos e a expectativa de vida. Um suporte adicional para a teoria de que o dano ao DNA é a principal causa do envelhecimento vem do estudo de Poly ADP ribose polimerases (PARPs). PARPs são enzimas que são ativadas por quebras de fita de DNA e desempenham um papel no reparo de excisão de base de DNA. Burkle et al. revisou a evidência de que PARPs, e especialmente PARP-1, estão envolvidos na manutenção da longevidade dos mamíferos. A expectativa de vida de 13 espécies de mamíferos se correlacionou com a capacidade de poli (ADP ribosil) ação medida em células mononucleares. Além disso, as linhas de células linfoblastóides de linfócitos de sangue periférico de humanos com mais de 100 anos tinham uma capacidade de poli (ADP-ribosil) ação significativamente maior do que as linhas de células de controle de indivíduos mais jovens.
Teoria de cross-linking
A teoria das ligações cruzadas propõe que os produtos finais da glicação avançada (ligações estáveis formadas pela ligação da glicose às proteínas) e outras ligações cruzadas aberrantes que se acumulam nos tecidos envelhecidos são a causa do envelhecimento. A reticulação de proteínas desativa suas funções biológicas. O endurecimento do tecido conjuntivo , as doenças renais e o aumento do coração estão relacionados à reticulação de proteínas. A reticulação do DNA pode induzir erros de replicação , o que leva a células deformadas e aumenta o risco de câncer .
Genético
As teorias genéticas do envelhecimento propõem que o envelhecimento é programado nos genes de cada indivíduo. De acordo com essa teoria, os genes ditam a longevidade celular. A morte celular programada, ou apoptose , é determinada por um "relógio biológico" via informação genética no núcleo da célula. Os genes responsáveis pela apoptose fornecem uma explicação para a morte celular, mas são menos aplicáveis à morte de um organismo inteiro. Um aumento na apoptose celular pode estar relacionado ao envelhecimento, mas não é uma 'causa de morte'. Fatores ambientais e mutações genéticas podem influenciar a expressão gênica e acelerar o envelhecimento.
Mais recentemente, a epigenética foi explorada como um fator contribuinte. O relógio epigenético , que mede de forma relativamente objetiva a idade biológica das células, é uma ferramenta útil para testar diferentes abordagens anti-envelhecimento. O relógio epigenético mais famoso é o relógio de Horvath, mas agora já surgiram análogos mais precisos.
Desequilíbrio geral
As teorias de desequilíbrio geral do envelhecimento sugerem que os sistemas do corpo, como os sistemas endócrino , nervoso e imunológico , diminuem gradualmente e, por fim, deixam de funcionar. A taxa de falha varia sistema a sistema.
Teoria imunológica
A teoria imunológica do envelhecimento sugere que o sistema imunológico enfraquece à medida que o organismo envelhece. Isso torna o organismo incapaz de combater infecções e menos capaz de destruir células velhas e neoplásicas . Isso leva ao envelhecimento e, eventualmente, à morte. Essa teoria do envelhecimento foi desenvolvida por Roy Walford em 1969. Segundo Walford, os procedimentos imunológicos incorretos são a causa do processo de envelhecimento.
Veja também
Referências
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