seminário 03 parte ii: mecanismos do envelhecimento

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Estrutura, fisiologia e bioquímica da pele aplicadas à ciência cosmética. Alexandre Ferreira Mecanismos do Envelhecimento - Parte II -

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Estrutura, fisiologia e bioquímica da pele aplicadas à ciência cosmética.

Alexandre Ferreira

Mecanismos do Envelhecimento

- Parte II -

Maquinaria Celular

• Conjunto de moléculas e suas interações que constituem uma célula e controlam e exercem a sua atividade fisiológica.

• Funcionamento de muitas proteínas se assemelham a máquinas

Processos celulares

Plasticidade

Redundância

HOMEOSTASE

Diversidade

Complexidade

Pensamento Linear

A B

D C

+

+

+

F D

+

H A

Resposta

Biológica

Funcionamento Celular

J KE

GI

LM

P O

NA B

D C

+

+

+

H Resposta

BiológicaF

Interatoma

Ação Mitocondrial

Membrana externa

Membrana interna

Crista

Matriz

1 µm

Ribossomos

Mitocôndria

• Organela responsável por grande parte da produção de RL em organismos aeróbicos

• Possui DNA próprio

• Codifica parte das proteínas da cadeia respiratória

• Mecanismo de reparo menos eficiente

• Sua atividade respiratória diminui com a idade

• Defeitos na cadeia respiratória aumenta a produção de RL

Mitocôndria

RL

90% da suas moléculas

biológicas controlado pelo

DNA núclear

Dinâmica mitocondrial

Dinâmica mitocondrial

Fusão

+

Fissão

Autofagia

Bio-gênesis

EixoLisossomo-Mitocondrial

RL

DA

NO

Expressão Gênica

DA

NO

ALTER

ÃO

CÉLU

LA

S T

EC

ID

OS

E Ó

RG

ÃO

S

DA

NO

Aldeídos

LIPÍDEOPROTEÍNA

Catabolismo

Lipofuscina

↓ATP

Apoptose

MORTE CELULAR

DNA

Ação dos Telômeros

• Considerado o relógio molecular para o envelhecimento

• Está envolvido na entrada da célula na senescência celular

• Importante também para sinalizar danos oxidativos ou por UV ao DNA celular

Cromossomo Eucariótico

• Cromossomo – molécula linear única de DNA dupla fita + proteínas

• Formado por milhões de nucleotídeos

• Homo sapiens – 46 cromossomos

• Concentram toda a informação genética nuclear

• Extremidade da molécula sujeita á degradação e processos de recombinação

• Extremidades devem ser protegidas

Cromossomo Eucariótico

DNAProteínas

O que são Telômeros

O que são Telômeros

T T A G G G T T A G G G T T A G G G T T A G G G T T A G

A A T C C C A A T C C C

Repete-se centenas de vezes

Molécula de DNA de um Cromossomo

O que são Telômeros

Molécula de DNA de um Cromossomo

Telômeros formam alças

(TTAGGG)n

(CCCTAA)n

DNA não telomérico

Diminuem a cada replicação

1a

. R

ep

lica

çã

o

2a

. R

ep

lica

çã

o

Alteração de

expressão de

genes

G0

Sinal para senescência celular

SENSOR

Tipo de sinalização

p53

Apoptose

Diferenciação adaptativa

Senescência proliferativa

Sensível à lesões

( T T A G G G )n

UV RL

DA

NO

RL

DA

NO

LIPÍDEO

UV

UVB

UVB/UVA

CromóforoSenescência

Celular

Câncer

Expressão Gênica

ALTER

ÃO

CÉLU

LA

S T

EC

ID

OS

E Ó

RG

ÃO

S

TelômeroRep

licação

Apoptose

MORTE CELULAR

Radiação

Comprimento de onda (m)

Energia do fóton (J)

10-14 10-12 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 1 102 104 106 108

10-12 10-14 10-16 10-18 10-20 10-22 10-24 10-26 10-28 10-30 10-32 10-34

Raio

s G

am

a

Raio

s X

Ultra

Vio

leta

Vis

ível

Infr

a V

erm

elh

o

Mic

roondas

Ondas

de

Rádio

e

Tele

vis

ão

Divisão do Espectro de UV

UV-B UV-A

200 300 400100

UV-C

REMOVIDO PELO O2REMOVIDO

PELO O3

Visível

(nm)

• UVA: 320 – 400 nm

• UVB: 280 – 320 nm

• UVC: 100 – 280 nm

Luz Solar• Compreende ampla faixa de l

Ação da Luz Solar

• Quanto < l > a energia > Danos

• UV Solar > Ação biológica

– UVC (100-280nm) – 0%

– UVB (280-315nm) – 5% (a partir de 290nm)

– UVA (315-400nm) – 95%

UVC UVB UVA

Penetração do UV na pele

• Energia:

UVC>UVB>UVA

• Penetração:

UVA>UVB>UVC

Cromóforos

• Moléculas biológicas capazes de absorver energia do fóton

• Radiações exercem efeito sobre cromóforos

• Interação resulta em alterações químicas ou físicas (DANO)

• AAs Aromáticos

• NADH

• NADPH

• Ác. Urocânico

• Riboflavina

• Melanina

• DNA

UV IR

• Hematoporfirina

− Hemoglobina

− Miogrobina

− Citocromo C Oxidase

Cromóforo

Mecanismos de Ação

UV

Cromóforo

excitado

Liberação de

energia

Luz

Calor

Elétrons

RL

Cromóforo

Mecanismos Básicos de Ação

Fotoproduto

UV

Dímero Pirimidina

DA

NO

Expressão Gênica

DA

NO

ALTER

ÃO

CÉLU

LA

S T

EC

ID

OS

E Ó

RG

ÃO

S

DA

NO

Aldeídos

LIPÍDEOPROTEÍNA

Catabolismo

Lipofuscina

UV

UVB

UVB/UVA

CromóforoFotoproteção

DNA

RL

Expressão Gênica

SenescênciaCelular

Câncer

Protetores Solares

• Mecanismo:

– Bloquear a incidência UV sobre as células da pele

– Compostos que absorvem ou refletem a radiação UV

• Situação:

– Comprovado e com aceitação quase geral

• Uso:

– Prevenir o Foto-envelhecimento: Mostrado que seu uso previne a ativação do promotor do gene da elastina

– Previne incidência de câncer de pele: Diminui alterações no nível do gene de p53

Ação dos Hormônios

• Substâncias que regulam atividade da celular

• Promovem alteração da expressão gênica nas células alvo

• Envelhecimento está associado a alterações nos níveis dos hormônios produzidos pelo corpo

Integração do OrganismoTecidos

Sistema Endócrino

Glândulas

Hormônios

Órgãos

Células

• Crescimento

• Insulina

• Tireoidianos

• Esteroides

• etc

Citocinas

Fatores de

Crescimento

• quimoquinas

• interferon

• interleucinas

• linfocinas

• TNF

Estrutura da Membrana Celular

Receptores de MembranaDomínio extracelular

Domínio intracelular

Domínio Transmembrana

Sinalização Extracelular

LiganteLigação

Sinalização

Alteração conformacional

Promotores do Genes

alvo

Alteração Fisiologia

Celular

Tipos de Receptores

Células Secretora

ALTER

ÃO

CÉLU

LA

S,

TEC

ID

OS

E Ó

RG

ÃO

S

Sensibilidade

Células Alvo

Mediador

Secreção

RES

PO

STA

BIO

GIC

A

• ↓ Conteúdo de Ac. Graxos poli-insaturados em fosfolipídios • ↑ Fosfolipídios ligados entre si• ↑ Fosfolipídios peroxidados• ↑ Ésteres de colesterol

Sinalização

Dieta c/ lipídeos insaturados

Reposição Celular / Hormonal

Dieta c/ lipídeos

saturados

↓ ↓

ENVELHECIMENTOAlteração na

Fisiologia Celular

Papel das células tronco

• Tecidos de alta replicação

• Células novas sendo geradas constantemente

• Pouca importância do eixo lisossomo-mitocondrial

• Envelhecimento: Perda na capacidade de renovação celular

• Papel central: Células Tronco

Tronco Apoptose

Nicho

Pós-mitóticas

Diferenciação

Progenitoras

Quiescente

ENVELHECIMENTOAlteração na

Fisiologia Celular

Nicho

Longa Duração

RL

Apoptose

Diferenciação

Senescência

Lipofuscina Telômero

Hormônios

ALTER

ÃO

CÉLU

LA

S T

EC

ID

OS

E Ó

RG

ÃO

S

Ação do Sistema Imunológico

• Células do sistema imune tem capacidade de destruir células e proteínas de matriz extracelular

• Produzem RL para combater bactérias que são danosas a células na vizinhança

• Sugerido mecanismo micro-inflamatório crônico

ICAM-1UV

SENESCÊNCIA

CELULAR

Prostaglandinas

Leucotrienos

RLENZIMAS

Histamina

TNF-a

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