Seminário 03 Parte I: Mecanismos do Envelhecimento

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A apresentação faz parte do curso: Estrutura, fisiologia e bioquímica da pele aplicadas à ciência cosmética. A presente apresentação tem como objetivo apresentar os mecanismos do envelhecimento. Introduz os conceitos básicos necessários para a compreensão do mecanismo do envelhecimento cutâneo.

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Seminário 03 Parte I: Mecanismos do Envelhecimento

  1. 1. Estrutura, fisiologia e bioquímica da pele aplicadas à ciência cosmética. Alexandre Ferreira Mecanismos do Envelhecimento - Parte I -
  2. 2. Vida x Envelhecimento • Sistema – Autopoiético – Homeostático Lipídeos Ácidos Nucléicos Vitaminas Íons inorgânicos Proteínas Aminoácidos Carboidratos
  3. 3. O que é??
  4. 4. Aspectos Evolutivos Hoje 4,4Bi.aa Oceanos 3,5Bi.aa Primeiras Células 4,6Bi.aa Formação da Terra 2,0Bi.aa Respiração Aeróbia 570Mi.aa Organismos Pluricelulares 1,4Bi.aa Células Eucarióticas 2,3Bi.aa Fotossíntese
  5. 5. Quando se torna Importante 10milanos Hoje 2milanos 200 mil anos 10 20 30 40 50 60 70 80 1milanos 800anos 100anos
  6. 6. Envelhecimento • Processo gradual • Disfunção na atividade celular • Perda de capacidade de tecidos e órgãos • Comprometimento do organismo • Doenças • Morte
  7. 7. Vários Níveis Células Tecidos Organismo Órgãos
  8. 8. Ciclo Celular G1 M G2 S G0 • Células Proliferativas • Células não proliferativas • Células Senescentes
  9. 9. Longaduração Tipos de Células Não Proliferativa Proliferativa Curtaduração
  10. 10. Envelhecimento Celular • Células Não Proliferativas – Acúmulo de material precipitado (lipofuscina) – Alteração da estrutura e fisiologia celular • Células proliferativas – Bloqueio na progressão do ciclo celular – ↓ capacidade de mitose
  11. 11. Células proliferativas X XX XX X X X X X X X XX XX X X X X
  12. 12. Células Não proliferativas - Alterações morfológicas - Alterações fisiológicas Tempo
  13. 13. Tecidual • Alterações na composição celular (heterogênea) • Alterações na matriz extracelular • Células tronco
  14. 14. Organismo • Disfunção dos órgãos • Alteração da resposta hormonal • Doenças crônicas
  15. 15. Controle Atividade Celular
  16. 16. Disfunção celular • Devido a danos na maquinaria celular • Desregulação da atividade celular • Dois caminhos:
  17. 17. Estrutura do DNA
  18. 18. Transcrição DNA moldePromotor
  19. 19. Região Promotora Região Promotora Ligação ao DNA Específica Sequencias Nucleotídeos
  20. 20. Princípio Básico do Envelhecimento Células Tecidos Organismo Órgãos
  21. 21. MITOCÔNDRIAS RL Integração das Teorias TELÔMEROS SISTEMA IMUNOLÓGICO ALTERAÇÕES HORMONAIS ALTERAÇÃO DA EXPRESSÃO GENES NUCLEARES UV
  22. 22. Tratamentos • Preventivos – Agem inibindo – Antes do envelhecimento – Inibir aparecimento dos sinais • Restauradores – Agem reparando danos – Após envelhecimento – Regredir sinais
  23. 23. Ação dos Radicais Livres • Radicais Livres (RL) maiores responsáveis pelo envelhecimento • Espécies químicas que apresentam elétrons desemparelhados que são altamente reativas • Provocam alterações químicas em moléculas biológicas levando a perda de sua função • Gerados naturalmente ou por ação de agentes externo
  24. 24. C C C H H H R R H2O O H C C C H H R R C C C H H R R O O O2 Dano Oxidativo
  25. 25. Dano Oxidativo ao DNA
  26. 26. Guanina 8-Oxoguanina Dano Oxidativo
  27. 27. Antioxidantes RL Estresse Oxidativo • Aumento de RL que causa a oxidação de moléculas do organismo
  28. 28. Espécies Reativas de Oxigênio • Radicais Livres de Oxigênio: – Ânion Superóxido (·O2 -) – Radical Hidroxila (HO·) – Radical Hidroperoxila (HOO·) – Radical Peroxila (ROO·) • Espécies Reativas de Oxigênio: – Peróxido de Hidrogênio - H2O2, – Oxigênio Singlete - 1O2
  29. 29. Fontes de RL • Radiações - raios g, raios x, UV e IR • Inflamações e macrófagos • Poluentes • Fumaça de cigarro • Metais de transição (Reação de Fenton) • Peroxidação de lipídeos • Argininia nitro óxido sintetase, peróxido nitritos • Transportadores de elétrons
  30. 30. Fontes de RL • Mitocôndria maior fonte no organismo • Centraliza o metabolismo aeróbico da célula – Ciclo de Krebs – Fosforilação oxidativa • Cerca de 1 a 5% do oxigênio consumido no metabolismo aeróbico é convertido em RL
  31. 31. O Metabolismo Aeróbico Ciclo de Krebs Fosforilação Oxidativa
  32. 32. Metabolismo Aeróbico e- e- e- e- H2OO2 ·O2 - H2O2H + H +HO· Fe2+ Superóxido dismutase Moléculas orgânicas Reação de Fenton Fe3+ + OH-
  33. 33. Expressão Gênica ALTERAÇÃOCÉLULAS,TECIDOSEÓRGÃOS Senescência Celular Câncer  ApoptoseNecrose MORTE CELULAR  Aldeídos RL DANODANO DANO LIPÍDEO DNA PROTEÍNA Antioxidantes Estimulo ao Reparo do DNA Alteração
  34. 34. Anti-oxidantes • Mecanismo: – Combate a formação de RL – Compostos com propriedades anti-oxidantes • Uso: – Combater o envelhecimento intrínseco e Foto- envelhecimento – Suplementação por via sistêmica ou tópica • Situação: – carece de provas experimentais
  35. 35. Antioxidantes • Proteínas e Enzimas – Superóxido dismutase, catalase, glutationa peroxidase, peroxirredoxina, tiorredoxina peroxidase • Vitaminas – Vitamina C e E, Carotenóides • Metabólitos – Melanina, Ácido Urocânico, Glutationa, Tiorredoxina, NADH, Bilirubina, Ácido Úrico
  36. 36. Mecanismos anti-oxidantes • Compostos que doam hidrogênio • Compostos que sequestram oxigênio singlete • Enzimas • Quelantes de metais
  37. 37. Indutores de Reparo do DNA • Mecanismo: – Reparar o DNA danificado pelo UV – Induzir mecanismos de reparo do DNA • Uso: – Combate o Foto-envelhecimento e o Câncer de Pele – Antes ou depois da exposição solar • Situação: – mostrada eficiência em testes in vitro
  38. 38. Indutores de Reparo do DNA • T4 endonuclease V – enzima de bactéria entregue ás células depois de encapsuladas em lipossomos – aumenta o reparo do DNA – aumenta o bronzeamento induzido por UV – diminui a incidência de câncer • Fragmentos sintéticos de DNA contendo dímeros de timina – induz melanogêneses – induz o mecanismo natural de reparo de DNA
  39. 39. Célula Desregulação Catabólica Complexo de Golgi LISOSSOMO • Organelas Autofagia• Células • Partículas Fagocitose • Macromoléculas Endocitose Macromoléculas Lipofuscina Enzimas Hidrolíticas Monômeros RL DANO ↑[ ] Fe2+
  40. 40. Células Longa Duração Cardiomiócitos Neurônios Lipofuscina
  41. 41. RL DANO Expressão Gênica DANO ALTERAÇÃOCÉLULAS,TECIDOSEÓRGÃOS DANO Aldeídos LIPÍDEO PROTEÍNA Lipofuscina ↑Fe2+ Antioxidantes Quelantes Catabolismo Restrição Calórica + Estimuladores de Catabolismo + DNA
  42. 42. Síntese proteica
  43. 43. Síntese Proteica
  44. 44. Dobramento Dobramento Associação Primária QuartenáriaTerciária Agregados Lipofuscina FUNCIONAL Chaperonas
  45. 45. Dobramento Maioria
  46. 46. Dobramento Automático
  47. 47. Chaperonas • Maioria, mas nem todas, são Hsps Distribuição intracelular
  48. 48. Proteínas extracelulares
  49. 49. Hsp47 x Colágeno • Hsp47 (Coligina / proteína J6) • Família das Serpinas (serine protease inhibitors) • Papel no dobramento do Colágeno • Estrutura quartenária: Trímeros
  50. 50. Estrutura Estrutura quartenária: Trímeros
  51. 51. Funções Hsp47 ↓ • Formação da tripla hélice • Inibição de agregação • Correção de regiões desdobradas + ESTRESSE
  52. 52. Heat Shock Proteins • Proteínas intracelulares induzidas por (sintetizadas como resposta ao) choque térmico – Induzida por vários tipos de estresse • Estresse osmótico • Estresse oxidativo • Radiações • São chaperonas
  53. 53. Chaperonas • Proteínas que exercem função no dobramento correto de proteínas
  54. 54. Ação ATP DEGRADAÇÃO
  55. 55. Dobramento Agregados Lipofuscina Calor Estresse RL DANOS HSP ↑ Hormesis +
  56. 56. KnowWhy treinamentos especializados Alexandre HP Ferreira, Ph.D. www.linkedin.com/company/knowwhy alexhpf@yahoo.com.br Campinas - SP www.facebook.com/KnowWhy.br twitter.com/knowwhy_br br.linkedin.com/in/alexandrehpferreira/

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