O que é envelhecimento? Quando o envelhecimento inicia? Todas as células do organismo humano envelhecem ao mesmo tempo?
Para estas questões, inúmeros cientistas têm dedicado toda suas vidas, em busca das respostas.
O envelhecimento é um extensão biológica dos processos fisiológicos do crescimento e desenvolvimento, começando com o nascimento e terminando com a morte. O envelhecimento ocorre com o implacável passar do tempo, mas poucas pessoas realmente morrem por causa da idade. A maioria morre porque o corpo adoece pela perda da capacidade fisiológica de se recuperar de uma agressão decorrente de estresse, agentes patogênicos (vírus, bactérias, fungos, prions), agentes físicos (radiações eletromagnéticas), agentes químicos, etc.
Como ocorre o envelhecimento a nível celular?
Tem sido observado que com passar do tempo as células perdem a capacidade de se dividir a menos que se tornem cancerosas. Este limite para capacidade de replicação celular foi demonstrado, in vitro, por Hayflick em 1961 a partir de fibroblastos removido do cordão umbilical de recém-nascidos. Este fenômeno recebeu o nome de limite de Hayflick.
No experimento os fibroblastos se dividem até que eles são numerosos o bastante entrar em contato um com outro-um fenômeno chamado inibição de contato. Se diluirmos o material, os fibroblastos dividem novamente até que densidade de máximo é alcançada. Este processo pode ser repetido; porém, depois de aproximadamente 50 divisões, os fibroblastos deixam de se dividir embora a densidade seja baixa. Pensa-se que o limite de Hayflick reflete em processos de vivo.
Para estas questões, inúmeros cientistas têm dedicado toda suas vidas, em busca das respostas.
O envelhecimento é um extensão biológica dos processos fisiológicos do crescimento e desenvolvimento, começando com o nascimento e terminando com a morte. O envelhecimento ocorre com o implacável passar do tempo, mas poucas pessoas realmente morrem por causa da idade. A maioria morre porque o corpo adoece pela perda da capacidade fisiológica de se recuperar de uma agressão decorrente de estresse, agentes patogênicos (vírus, bactérias, fungos, prions), agentes físicos (radiações eletromagnéticas), agentes químicos, etc.
Como ocorre o envelhecimento a nível celular?
Tem sido observado que com passar do tempo as células perdem a capacidade de se dividir a menos que se tornem cancerosas. Este limite para capacidade de replicação celular foi demonstrado, in vitro, por Hayflick em 1961 a partir de fibroblastos removido do cordão umbilical de recém-nascidos. Este fenômeno recebeu o nome de limite de Hayflick.
No experimento os fibroblastos se dividem até que eles são numerosos o bastante entrar em contato um com outro-um fenômeno chamado inibição de contato. Se diluirmos o material, os fibroblastos dividem novamente até que densidade de máximo é alcançada. Este processo pode ser repetido; porém, depois de aproximadamente 50 divisões, os fibroblastos deixam de se dividir embora a densidade seja baixa. Pensa-se que o limite de Hayflick reflete em processos de vivo.
Os fibroblastos removidos de pessoas anciãs tendem a dividir menos vezes. Estudos mostraram que a perda de capacidade de replicação não depende do total de células, mas do número de divisões (idade biológica). Quando as células dividem tantas vezes que eles não podem dividir novamente, eles aumentam e existem durante algum tempo antes de morrer gradualmente. Esse processo pode ser demonstrado por alterações no comprimento do DNA.
Os telômeros e a telomerase
Telômeros são extensões de DNA ao término de cromossomos que servem como manivelas pelas quais são movidos cromossomos durante o telofase de meiose. Telômeros são irreversílmente encurtados em cada divisão celular. Quando os telômeros ficam muito curtos, a célula já não pode dividir. Assim, o mecanismo biológico para o limite de Hayflick é agora compreendido. Uma enzima, a telomerase, é capaz de regenerar o telômero que se “quebrou”.
Nas células que sofrem transformações (ex, células cancerosas), a enzima telomerase alonga os telômeros depois de telofase. Os telômeros de células transformadas não encurtam depois de cada divisão, e assim as células ficam imortais, enquanto dividindo distante além do limite de Hayflick.
As células pós-mitóticas normais (com exceção de fetal e células germinativas – dos ovários e testículos) telomerase expresso em quantias muito pequenas, e o telômeros delas ficam mais curtos depois de cada divisão de célula.
A relevância do limite de Hayflick para senescência do organismo inteiro está obscura. Embora algumas células (células de epitelial intestinais, fibroblastos de pele) divida mais ou menos continuamente ao longo de vida, eles são improváveis para chegar o limite de 50 divisões. Até mesmo se eles fizessem, as células provável causar fracasso funcional durante senescência provavelmente são esses que dividem muito pequeno (células imunes e endócrinas) ou não (neurônios e células musculares).
Diversos mecanismo, diferente de telomerase, podem estar envolvidos na senescence. Por exemplo, RNAmensageiro (mRNA) transferidos de células de senescente para células jovens causa a parada divisão celular. O mRNA age como um gerontogene (uma mutação de gene que aumenta período de vida), de quem função pode se assemelhar a isso de um gene de supressor de tumor (gene p53). Mutações em p53 conduzem a divisão celular descontrolada, câncer, e freqüentemente morte do organismo. Por tanto, mutações em gerontogenes aumentam o número de divisões celulares e ajudam a explicar o surgimento de neoplasias. É certo que, as neoplasias dependem da perda da regulação imunológica deficitária, que permite o seu desenvolvimento desenfreado.
Referências:
Hayflick, L – The celular basis for biological aging. In C.E. Firch & Hayflick (Eds), Handbook of the biology of aging New York; Van Nostrand Reinhold. 1977:159-186.
Rasnick D – Auto-catalysed progression of aneuploidy explains the Hayflick limit of cultured cells, carcinogen-induced tumours in mice, and the age distribution of human cancer. Biochem. J. (2000) 348 (497–506) [on line]
Hayflick, L. and Moorhead, P. S. (1961) The serial cultivation of human diploid cell strains. Exp. Cell Res. 25, 585–621
Hayflick, L. (1965) The limited in vitro lifetime of human diploid cell strains. Exp. Cell Res. 37, 614–636
Wolman, S. R. (1983) Karyotypic progression in human tumors. Cancer Metastasis Rev. 2, 257–293
