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CAPITULO 2 ENVELHECIMENTO CELULAR
Ivana Cruz, UFSM -2010 CAPITULO 2 ENVELHECIMENTO CELULAR
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ORGANIZAÇÃO DOS SERES VIVOS MULTICELULARES
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O envelhecimento é uma etapa
do desenvolvimento
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O envelhecimento altera a composição corporal
20% Água extra-celular % 42% Água intra-celular % 6% 5% 17% 12% Tecidos Ossos 15% Gordura % 25 anos anos Goldman,1970
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O envelhecimento induz
alterações anatômicas nos órgãos
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O envelhecimento induz
alterações fisiológicas
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Como estas alterações corporais ocorrem ao longo do envelhecimento?
Alterações graduais, cumulativas e disfuncionais que ocorrem através da cascata organizacional do organismo
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O envelhecimento e: O padrão de auto-organização dos seres vivos
As macromoléculas que compõe o organismo: Proteínas Carboidratos Lipídios Ácidos Nucleícos (DNA) E a estrutura celular: Membrana plasmática Citosol e Citoesqueleto Organelas E o metabolismo energético celular: Produção de energia e calor Metabolismo oxidativo E o metabolismo ciclo celular
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Padrão de Organização dos Seres Vivos
Auto-criação (autopoiése) Reprodução Manutenção da constância do ambiente interno (homeostase)
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MACRO-MOLÉCULAS FUNDAMENTAIS DOS SERES VIVOS
Molécula fundamental na estrutura celular do ser vivo Proteínas Unidade fudamental: Aminoácidos Alimentos Cadeia de aminoácidos
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Auto-criação Diferenciação/regeneração/cicatrização
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Reprodução
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Homeostase
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Envelhecimento biológico: movimento contrário a auto-organização
Auto-criação: - Diminui a taxa de divisão celular - Diminui as taxas de regeneração e cicatrização Reprodução: - Diminui as taxas reprodutivas Homem: processo gradual Mulher: processo abrupto (menopausa) Homeostase: - Tende a alterar a constância do meio interno levando a um declínio fisiológico acentuado na maior parte dos órgãos
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MACRO-MOLÉCULAS FUNDAMENTAIS DOS SERES VIVOS
Alimentos Carboidratos Produção de energia: glicose Armazenamento de energia: Glicose- Sangue Glicogênio – Músculos Fígado Fonte carboidratos (glicose): -Dieta Produzida pelo organismo Glicose UNIDADE
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MACRO-MOLÉCULAS FUNDAMENTAIS DOS SERES VIVOS
Lipídios Principais moléculas Ácidos graxos Triglicerídeos Colesterol Participam: - Membrana Plasmática - A partir do colesterol são sintetizados todos os hormônios esteróides do corpo como o estrogênio, testosterona, vitamina D, etc. Moléculas mais heterogêneas
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MACRO-MOLÉCULAS FUNDAMENTAIS DOS SERES VIVOS
Peso corporal: 70-75% Água 20-25% Proteínas Moléculas fundamentais na: - Estrutura corporal - No metabolismo: - Enzimas - Receptores proteícos Proteínas
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MACRO-MOLÉCULAS FUNDAMENTAIS DOS SERES VIVOS
20 AMINOÁCIDOS AMINOÁCIDOS ESSENCIAIS: não sintetizamos arginina, fenilalanina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, serina, treonina, triptofano, histidina e valina AMINOÁCIDOS NÃO-ESSENCIAIS alanina, asparagina, cisteína, glicina, glutamina, prolina, tirosina, ácido aspártico, ácido glutâmico Proteínas
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MACRO-MOLÉCULAS FUNDAMENTAIS DOS SERES VIVOS
Ácidos Nucleícos: DNA & RNAs
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CÉLULAS E METABOLISMO: Uma revisão/atualização
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Membrana Celular
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Membrana Celular: funções
- Delimitação (isolamento físico) da célula em relação ao ambiente que a rodeia; Regulação das trocas químicas ou físicas entre o interior da célula e o ambiente externos; Comunicação entre as células e o seu meio ambiente; Suporte estrutural para que as células formem os tecidos corporais existindo proteínas transmembrana que se ligam na parte interna (citoplasma) atravessam a bicamada lipídica e se ligam a outras proteínas presentes no ambiente extracelular. Delimitação de ambientes específicos intracelulares que possuem funções diferenciadas. Estes “ambientes físicos” delimitados por membranas são genericamente conhecidos como organelas.
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Membrana Celular
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Membrana celular: estrutura
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Membrana celular: proteínas
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Membrana celular: proteínas
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Membrana celular: proteínas
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Membrana celular: proteínas
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Membrana celular: proteínas
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Membrana celular: proteínas
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Membrana celular: proteínas
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Membrana celular: proteínas
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Membrana: comunicação célula-célula
Existem dois tipos de sinais: químicos ou elétricos Existem três processos de comunicação: (1) transferência citoplasmática de sinais químicos/elétricos via junções comunicantes (2) comunicação local de substâncias que se difundem através do líquido extracelular (3) comunicação a longa distância: hormônios Fonte: Silverthorn, 2002
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Membrana: comunicação célula-célula
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Membrana: comunicação célula-célula
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Membrana: comunicação célula-célula
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Membrana: comunicação célula-célula
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Membrana: comunicação célula-célula
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CITOSOL E ORGANELAS
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PRINCIPAIS FUNÇÕES DO CITOESQUELETO
CITOSOL E ORGANELAS PRINCIPAIS FUNÇÕES DO CITOESQUELETO Determina a forma das células Estabiliza a posição das organelas dentro do citoplasma Auxilia no transporte de moléculas para dentro e para fora da célula Auxilia na manutenção da célula em um local do tecido Permite o movimento de algumas células através do corpo
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CITOSOL E ORGANELAS
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CITOSOL E ORGANELAS
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CITOSOL E ORGANELAS
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CITOSOL E ORGANELAS
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CITOSOL E ORGANELAS
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CITOSOL E ORGANELAS
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MATRIZ EXTRACELULAR Material sintetizado que e secretado pelas células
de um tecido Serve como sustentação do tecido e atua na manutenção da homeostase corporal A quantidade de matriz extracelular As moléculas que compõe a matriz extracelular Altamente variáveis e dependente do tipo de tecido
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corporal e a manutenção da homeostase se todas as células
Núcleo Como ocorre o desenvolvimento corporal e a manutenção da homeostase se todas as células contém o mesmo DNA?
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DOGMA GENE-PROTEÍNA Célula DNA 5’ATTCGTTAGAGACCATTGGAT3’
3’TAAGCAATCTCTGGTAAGCTA5’ 5’ATTCGTTAGAGACCATTGGAT3’ Núcleo DNA RNA Proteínas Célula
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ESTRUTURA DO GENE EUCARIÓTICO
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Modulação da Expressão
ESTRUTURA DO GENE EUCARIÓTICO Região Promotora Estradiol Modulação da Expressão do gene Testosterona Inibição/ Estimulação
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Modulação da Expressão
REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA Região Promotora Modulação da Expressão do gene Inibição/ Estimulação Resveratrol DIETA BENEFÍCIO A SAÚDE
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Regulação Gênica Muitos processos biológicos ocorrem em todas
as células portanto a síntese de muitas proteínas é igual Algumas PROTEÍNAS são abundantes em tipos Especializados de células apesar dos seus Genes estarem em TODAS AS CÉLULAS
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Regulação Gênica Estudos sugerem que uma célula eucariótica
Expressa aproximadamente mil genes dos 30 mil genes que possui.
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Modificações pós-síntese
Regulação Gênica A expressão de um gene é CONTROLADA DNA Rna heterogêneo mRNA Proteína Modificações pós-síntese Controle transcricional Controle splicing (processamento) Controle traducional Controle pós-síntese
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Modificações pós-síntese
Regulação Gênica A expressão de um gene é CONTROLADA DNA Rna heterogêneo mRNA Proteína Modificações pós-síntese Controle transcricional Controle splicing (processamento) Controle traducional Controle pós-síntese
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Regulação Gênica A regulação da expressão dos genes pode ser
ALTERADA em resposta a uma influência ambiental como por exemplo: - Desnutrição - Desidratação - Temperatura extremas - Hormônios exógenos Ou genética: - Mutações genéticas - Teratógenos (compostos fatores que induzem a mal-formações genéticas
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Regulação Gênica
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Metabolismo Energético da Célula e Controle de Radicais Livres
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Metabolismo Energético e Radicais Livres
Glicose + Oxigênio Transportadas para a Mitocôndria Ciclos Bioquímicos Energia + Calor ~ 5% Superóxido O-2 Sistema Antioxidante Enzimático Superoxido_____H2O2 __CAT __ Água GPX Não-enzimático Dieta (Frutas/Verduras)
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Ação do Envelhecimento: Estresse Oxidativo
Glicose + Oxigênio Transportadas para a Mitocôndria Ciclos Bioquímicos Energia + Calor ~ 5% Superóxido O-2 Sistema Antioxidante Enzimático Superoxido_____H2O2 __CAT __ Água GPX Não-enzimático Dieta (Frutas/Verduras)
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Ação do Envelhecimento: Estresse Oxidativo
RADICAIS LIVRES Superóxido H202 H2O2 + Metais = OH Moléculas Altamente Reativas Agem: Proteínas Carboidratos-Lipidios Acidos Nucleicos Membranas celulares Produção de produtos metabólicos Associados a muitos processos do Envelhecimento e a + de 200 doenças crônicas
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Os radicais livres são sempre inimigos?
Não! Utilizados em rotas metabólicas para produção de moléculas importantes do organismo. Ex. Produção do óxido nitrico Moléculas fundamentais para o sistema imune inato que combate microorganismos
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Quem é o inimigo? O DESBALANÇO ENTRE A GERAÇÃO DOS RADICAIS LIVRES
E O SEU CONTROLE PELOS SISTEMAS ANTIOXIDANTES Aumento de radicais livres – Morbidade Mortalidade Diminuição acentuada de radicais livres- Morbidade
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Macromoléculas e Envelhecimento
-Alteração da taxa de síntese das proteínas -Alteração da taxa de síntese/degradação das proteínas -Alteração na degradação e limpeza dos detritos proteícos -Alteração nas estruturas das macromoléculas: - Carbonilação de proteínas - Peroxidação de lipídios -Diminuição na maquinaria de reparo do DNA aumento -A taxa de mutações no DNA o que irá alterar a expressão dos genes. -Alteração na estrutura do cromossomo o que também pode -Alterar a expressão dos genes
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Macromoléculas e Envelhecimento
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Macromoléculas e Envelhecimento
Ambiente Externo Digestão Aminoácidos Proteínas Sintetizadas Degradadas Turnover Libera aminoácidos Re-utilizados Lisossomos Resíduos Proteícos Exocitose Eliminados Sistema Urinário Organismo Células Ambiente Externo
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Macromoléculas e Envelhecimento
Ambiente Externo Digestão Aminoácidos Proteínas Sintetizadas Degradadas Turnover Libera aminoácidos Re-utilizados Lisossomos ACÚMULO Resíduos Proteícos Exocitose Eliminados Sistema Urinário OXIDAÇÃO Organismo Células Ambiente Externo
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Macromoléculas e Envelhecimento
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