ENVEJECIMIENTO CELULAR Flashcards
1
Q
a que se refiere el envejecimiento celular y que causas hay
A
- es la acumulación de daño celular de proteínas y organelos, que lleva a una muerte celular
- causas:
- n° finito de divisiones celulares de células somáticas
- acortamiento de telómeros en células somáticas
- defecto en los mecanismos de reparación del DNA
- acumulación de daño funcional y estructural
- factores nutricionales
- factores genéticos
- factores ambientales (formación no controlada de radicales libres y actividad reducida de proteasa)
- estrés oxidativo
2
Q
que son las manchas en la piel de las personas mayores
A
son desechos del estrés oxidativo
3
Q
ejemplos de enfermedades que causan un envejecimiento temprano
A
- Síndrome de Hutchinson – Gilford o progeria –> nacen envejeciendo
- Síndrome de Werner –> envejece prematuramente a partir de los 25-30 años
4
Q
cuales son los tipos de células según cómo y cuánto se dividen y ejemplos
A
- células que no se dividen nunca (para “toda la vida”) –> mayoría de las neuronas y de algunas células musculares.
- células que se están dividiendo constantemente –> células del intestino, de la medula ósea, del cabello, hepáticas.
- Después de un límite de divisiones entran en apoptosis y son reemplazadas x nuevas células del mismo tipo
- células que se dividen constantemente sin “envejecer” –> permiten que una línea celular esté siempre activa, las células germinales
- Cuando célula pierde el control de su división –> se convierte en una célula “transformada”, es el caso de las células cancerosas.
5
Q
de que depende la homeostasis celular de un tejido
A
de que haya un equilibrio entre diferenciación, crecimiento celular y apoptosis
6
Q
cuales son los mecanismos x los cuales la célula puede sufrir muerte celular
A
- x necrosis o por apoptosis
- son 2 procesos distintos que en ciertas circunstancias pueden producirse a la misma vez —-> Ejm: célula está en apoptosis por envejecimiento, recibe un golpe ese tejido todas las células sufren necrosis
7
Q
que es la necrosis y cuales son sus características
A
- es un proceso patológico inducido x lesión aguda o enfermedad no reparable
- de corta duración o inmediato
- le ocurre a grupos de células
- se acompaña por procesos inflamatorios
- se vacía el contenido celular a la sangre —> determinación de algunas enzimas en el plasma es un indicador del origen de la necrosis (Ejm: enzima lactato deshidrogenasa, que está en todas las células pero en isoenzimas, lo que permite diferenciar su origen)
- En una lesión celular, puede que la célula active mecanismo de reparación y se arregle, pero si se supera los mecanismos de reparación se produce necrosis
8
Q
cuáles son algunas causas de la necrosis
A
- ↓ATP x falta de O2 en mitocondria —> produce la pérdida de las f(x)´s celulares dependientes de energía
- Daño en la MP o de organelos como mitocondria y lisosomas
- ↑ Ca+2 intracelular activa enzimas endolíticas que aumentan la muerte celular, y que junto con un aumento de los radicales libre, conducen a una fragmentación proteica y daño del DNA
9
Q
que ocurre en la isquemia tisular y que tipo de muerte celular es
A
- las células sufren necrosis
- Falta de O2 en un tejido produce ↓fosforilación oxidativa en mitocondria
- ↓ATP conlleva:
- ↓Bomba Na+ —> ↑ingreso Ca+2 H20 y Na+, ↑ salida de K+, tumefacción del RE, tumefacción celular, pérdida de microvellosidades y protrusiones
- ↑glucólisis anaeróbica —> ↓glucógeno y ↓pH
10
Q
cuales son las características generales de la apoptosis y que ocurre durante su transcurso
A
- Proceso fisiológico (envejecimiento) donde células que no reciben señales de supervivencia inician un proceso de muerte programada
- individual, + rápido, y sin inflamación
- célula muere sin dejar residuos
- Durante la apoptosis, ocurre:
- Encogimiento celular.
- fosfatidil serina (fosfolípido exclusivo de membrana interna) realiza flip-flop y se posiciona en la membrana externa, lo que produce un debilitamiento de la MP
- Condensación de la cromatina (cromatina se hace visible) y ruptura nuclear irreversible
- liberación del citocromo C (el único periférico) de la mitocondria.
- Formación de protrusiones citoplasmáticas y de cuerpos apoptóticos (célula se divide en trocitos)
- Fagocitosis de cuerpos apoptóticos x macrófagos –> es engullida y luego degradada.
- macrófago libera citocinas antiinflamatorias.
11
Q
cuales son los 2 factores que actúan durante un daño irreparable celular y que producen apoptosis
A
- factores intrínsecos (p53)
- factores extrínsecos (receptores de muerte)
12
Q
características del factor intrínseco de la apoptosis
A
- proteína p53 se une a un elemento de respuesta en el promotor del gen que expresa a la proteína BAX (proteína formadora de poros)
- BAX detiene el ciclo celular e inicia la apoptosis
- BAX y caspasa 8 actúan juntos y llegan a la mitocondria
- BAX se une a la membrana de la mitocondria para formar un canal que permite que el citocromo C salga de la mitocondria
- citocromo C activa las caspasas (enzimas proteolíticas) –> estimulan la formación del apoptosoma (célula en proceso de apoptosis)
- p53 mutada no induce BAX —-> no puede iniciar la apoptosis y tampoco puede detener el ciclo celular
13
Q
características de los factor extrínsecos de la apoptosis
A
- inician la apoptosis x los “receptores de muerte”
- Los receptores de muerte son prots triméricas integrales, con 1 gran dominio extracitoplasmático y 1 dominio citoplasmático
- Cuando se activan (x una célula especializada) sufren cambio conformacional que desencadena una activación en cascada de muchas caspasas que generan formación del apoptosoma y el inicio de la apoptosis
- primero se activa la caspasa 8 (de procaspasa 8 a caspasa 8)
- caspasa 8 escinde Bid y tBid –> forma BAX y BAK –> liberan citocromo C
- se activan las caspasas
14
Q
como es el equilibrio de prots pro y antiapoptósicas durante la apoptosis
A
- se altera el equilibrio entre las prots proapoptósicas (favorecen la muerte: BAX, BAK, BID) y antiapoptósicas (favorecen la supervivencia: BCL-2, BCL-XL)
15
Q
cual es el efecto de la apoptosis durante el desarrollo
A
- Durante morfogénesis y desarrollo de tejidos se forman + células que las que tendrá en forma definitiva la estructura de un tejido
- células no utilizables en tejido ya desarrollado son destruidas x apoptosis selectiva
- se “esculpe” los tejidos en desarrollo
- La lógica es que las células sobrantes no son inútiles (colaboran en el desarrollo) pero ya concluido sobran, por lo que se eliminan
16
Q
ejemplos de procesos celulares donde ocurre apoptosis fisiológica
A
- Durante la embriogénesis (implantación, organogénesis, involución y metamorfosis en otros organismos)
- Involución hormono dependiente en adulto (rotura de endotelio en ciclo menstrual, atresia folicular en menopausia, regresión de mama al destete, atrofia de próstata post castración o bloqueo hormonal).
- Eliminación celular en poblaciones celulares proliferativas (criptas intestinales)
- Muerte de células que han cumplido su f(x) (neutrófilos en inflamación aguda, linfocitos al final de respuesta inmunitaria).
- Muerte celular inducida x linfocitos T citotóxicos (defensa contra virus, bacterias y células neoplásicas)
17
Q
ejemplos de procesos celulares donde ocurre apoptosis patológica
A
- Muerte celular x estímulos lesivos (radiaciones o fármacos antineoplásicos)
- algunas enfermedades víricas (hepatitis viral).
- Atrofia patológica de órganos parenquimatosos x obstrucción de ductos (páncreas, parótidas, riñón)
- Muerte de células tumorales durante regresión de tumores
18
Q
ejemplos de patologías causadas por alteraciones de la apoptosis
A
- Cáncer: mutaciones en el gen BCL-2 producen cancer de mamas, próstata, pulmón y melanoma
- sobre expresión del gen BCL-2 puede producir linfoma.
- artritis reumatoide, lupus eritematoso, diabetes tipo i se asocian a procesos apoptósicos defectuosos
- esquizofrenia, Alzheimer y en demencia asociada a VIH, se produce apoptosis neuronal no controlada
19
Q
que es el estrés oxidativo, características generales y que elementos intervienen en su desarrollo
A
- Condición orgánica de oxidación no controlada
- origen endógeno y/o exógeno
- se produce como consecuencia de un desbalance de los mecanismos antioxidantes a nivel celular, afectando a células, tejidos, órganos y al organismo total
- Elementos intervinientes:
- Especies reactivas de oxígeno (ERO o ROS)
- Procesos de oxidación no controlados
- Patologías asociadas al estrés oxidativo
- Antioxidantes de origen endógeno y/o exógeno
- Alteración del equilibrio salud/enfermedad.
20
Q
que es un radical superóxido
A
- Si el O2 pierde 1 electrón se produce un orbital vacío y un electrón desapareado
- la molécula con el orbital vacío se llama radical superóxido
- pasando a ser una forma radicalaria muy reactiva —> busca recuperar su electrón quitándoselo a otro átomo
21
Q
cual es la relación de las mitocondrias con los ERO´s
A
- En la mitocondria el oxígeno se convierte a agua, pero un pequeño % del oxígeno (no más de un 5%) se convierte a agua primero pasando x 3 etapas:
- se convierte radical libre superóxido
- pasa a ser peróxido de hidrógeno (súper oxidante, no es un radical libre)
- se transforma en un radical libre hidroxilo
- en condiciones fisiológicas se considera que la mitocondria está liberando al interior de la célula radicales libres
- mitocondria envejecida produce poco ATP y muchos radicales libres (patológico)
radical libre superóxido –> peróxido de hidrógeno –> radical libre hidroxilo –> awa
22
Q
que es la reacción de Fenton
A
- es la reacción intracelular entre el radical superóxido y el peróxido de hidrógeno (producto de su propia dismutación)
- produce radical libre hidroxilo
- es catalizado x hierro
- hierro libre es peligroso porque cataliza este proceso y puede reaccionar
23
Q
como es la formación del óxido nítrico, cual es su f(x) fisiológica y que pasa en concentraciones altas
A
- se forma x la óxido nítrico sintetasa
- NO es muy positivo para el organismo –> es un vasodilatador
- exceso de NO puede reaccionar con el radical libre del oxígeno –> forma peroxinitrilo (radical libre)
24
Q
cuales son los radicales libres de oxígeno + comunes
A
- superóxido (O2-)
- hidroxilo (OH)
- peroxinitrilo (ONOO-)
- hipocloroso (OCl-)
25
como se forma el hipocloroso
- Leucocito forma HClO que se junta con hidroxilo y forman hipocloroso (muy tóxico)
- mata a la bacteria y al propio leucocito
- fisiológico
26
ejemplos fisiológicos de formación o utilización de ERO´s
- En la eliminación de xenobióticos se producen radicales libres (REL)
- Radicales libres tmb aportan en:
* biosíntesis de colesterol
* biosíntesis de eicosanoides
* biosíntesis de colágeno
* homeostasis vascular
27
efectos y alteraciones que pueden causar los ERO en macromoléculas
- Ácidos nucleicos: Oxidación de bases y pentosas, dimerización de bases, ruptura de enlace fosfodiéster.
- Lípidos: Oxidación de ác. grasos poliinsaturados y del colesterol (peroxidación lipídica o rancidez oxidativa) ---> Produce ateroesclerosis y neuropatías.
- Proteínas: Destrucción de grupos carboxilo, amino y carbonilos --> Produce daño a f(x)´s metabólicas y problemas inmunológicos
- Carbohidratos: Despolimerización de polisacáridos complejos (GAGs y proteoglicanos), oxidación de monosacáridos ---> Produce problemas inflamatorios y en articulaciones
- Daño al DNA: Muerte celular, envejecimiento prematuro y cáncer.
- MP: radical libre ataca a ác. grasos, produce ruptura de su estructura, se infiltra agua, se rompe la membrana y se produce muerte celular
28
ejemplos de enfermedades donde oxidación x ERO influye
- Arterioesclerosis: Oxidación de exceso de LDL x ERO en subendotelio y fagocitosis por macrófago origina células espumosas y posterior ateroma
- Enfermedades inflamatorias
- Enfermedades neoplásicas
- Enfermedades neurodegenerativas:
* Alzheimer, Parkinson, ataxia de Friedrich, esclerosis múltiple
* Los 2 principales efectos son formación de placas amiloidales y agregados moleculares (acumulación de proteínas TAU), ambos relacionados con la producción excesiva de radicales libres
- Cataratas: la cristalina (prot) mantiene la presión osmótica del cristalino. x ERO excesivos o luz UV la prot es polimerizada y pierde su f(x)
29
relación de los ERO con el cáncer y ejemplos
- los ERO pueden generar la primera mutación en la cadena de mutaciones que forman finalmente un cáncer
- xeroderma pigmentosum ---> cáncer hereditario a la piel, producido x fallas en mecanismos de reparación del DNA dañado x radicales libres.
- cáncer hereditario de colon (no polipolar) --> x alteraciones del mecanismo de reparación del DNA dañado por radicales libres
- cáncer mamario --> Originado en algunos casos (30%) x mutación no reparada del gen BCL1, que codifica una proteína involucrada en la reparación del DNA, siendo originado dicho error por radicales libres
30
explicar el estrés oxidativo x isquemia y reperfusión
- Cuando hay isquemia se pierde ATP, metabolizándose a xantina e hipoxantina
- cuando se reoxigena gradualmente el tejido (normal):
* enzima xantina deshidrogenasa o tipo D metaboliza la xantina y la hipoxantina a ácido úrico
* requiere NAD y forma NADH
- si la baja concentración de ATP provoca un ingreso excesivo de Ca+2 a la celula o reoxigenación es muy brusca:
* se activa una proteasa (calpainas)
* se transforma a la xantina deshidrogenasa en xantina oxidasa o tipo O
* tipo O metaboliza la xantina a ácido úrico, pero usa O2 en vez de NAD
* en vez de producir NADH produce radicales libres del oxígeno
31
que pasa en una sobredosis de paracetamol (acetaminofeno)
- dosis farmacológicas:
* organismo lo une al glutatión x la GSH para convertirlo en sustancia muy hidrosoluble que se elimina con la orina
* como es un elemento extraño, la idea es eliminarlo
- sobredosis:
* vía normal se satura --> ya no se puede seguir eliminando por la orina
* en el hígado, el citocromo P-450 (no es parte de la cadena respiratoria) comienza a formar gran cantidad de radicales libres que provocan coma hepático y la muerte en 48 horas
32
como es el ciclo de generación de ERO x paraquat y bleomicina
- Paraquat: herbicida que si se inhala, ingresa a las células del sistema respiratorio formando superóxido
- Bleomicina:
* Fármaco para tratamiento de cáncer
* se asocia con hierro formando muchos radicales libres, con la finalidad de destruir las células cancerosas
* no es selectivo, afecta a todas las células.
33
de que depende la generación de un estrés oxidativo
- depende de balanza entre agresión de ERO y la defensa antioxidante que presenta el organismo
- Algunos determinantes vivos serian la edad, estado nutricional, medicacion, ambiente y defensas antioxidantes
- Si la defensa antioxidante es + poderoso que la agresión de ERO, no se genera estrés oxidativo y viceversa
34
cuales son los 2 sistemas de sistemas antioxidantes y sus características generales
- Endógenos:
* Enzimáticos (superóxido dismutasa, catalasa, y glutatión peroxidasa)
* no enzimáticos (glutatión, ácido úrico, ceruloplasmina y albumina, entre otros) --> “atrapadores” de radicales libres.
- Exógenos:
* Moléculas de origen vegetal que se obtienen a través de la dieta (tocoferoles, acido ascórbico, carotenoides, flavonoides, y polifenoles)
35
características de la SOD (superóxido dismutasa)
- Metaloproteína muy ubicua
- tiene estructura cuaternaria formada x 2 subunidades
- Dismuta (óxido-reducción simultánea) radicales superóxidos, pero forma peróxido de hidrogeno
- SOD nuclear, citoplasmática y vascular: Codificada en cromosoma 21, tiene un grupo Cu+2 con actividad catalítica y un grupo Zn+2 que otorga estabilidad estructural (trisomía 21 no expresa en mayor cantidad la enzima)
- SOD mitocondrial: Codificada en el genoma nuclear, tiene un grupo Mn+2 con actividad catalítica y termosensible.
- SOD bacteriana: tiene un grupo Fe+2 con actividad catalítica y termoestable
36
características de la catalasa (CAT)
- Hemoproteína de 4 subunidades
- está solo en los peroxisomas (excepto en el eritrocito que no tiene organelos por lo que está en el citoplasma)
- Transforma el peróxido de hidrógeno (H2O2) (producido por la betaoxidación de ácidos grasos en el peroxisoma) en oxígeno y agua
37
que enzimas son las responsables de que el eritrocito no envejezca tan rápidamente
- la SOD y la CAT
| - como el eritrocito no tiene organelos, la CAT y la SOD están en el citoplasma x lo que actúan en conjunto
38
características de la Glutatión peroxidasa (GSH-Px)
- Selenoproteína --> prot con 4 subunidades y en c/u hay 1 molécula de selenio
- tiene varias isoenzimas
- Destruye al peróxido de hidrogeno y peróxidos orgánicos y forma agua
- necesita glutatión como cofactor, pasando de reducido a oxidado
39
cómo funciona el sistema antioxidante GSH-Px, GSH-reductasa y glucosa-6-fosfo-deshidrogenasa
- GSH-Px necesita oxidar glutatión --> GSH-reductasa tiene que reducir al glutatión oxidado mediante el NADPH como agente reductor
- NADPH pasa a ser NADP
- para volver a reducir el NADP y que la secuencia siga, la glucosa-6-fosfo-deshidrogenasa usa la glucosa para volver a reducir el NADP y que todo el sistema siga
- glucosa-6-fosfo-deshidrogenasa forma G-fosfofluconato
* glucosa-6-fosfo-deshidrogenasa es la enzima de entrada a la vía de las pentosas
40
que es un antioxidante y qué formas puede tener
- molécula/átomo capaz de ceder electrones, con la finalidad de neutralizar a los radicales libres
- orden en el que trabaja es:
1. Forma activa del antioxidante: El antioxidante le cede un electrón al radical libre, neutralizándolo
2. Forma radicalaria del antioxidante: El antioxidante queda como radical libre ya que ahora presenta un electrón desapareado
3. Forma radicalaria más estable del antioxidante: El antioxidante realiza resonancia en su estructura, es decir, puede acomodar su electrón desapareado en la nube electrónica, dejando de ser un radical libre
4. Antioxidante 2º: se considera un antioxidante secundario ya que ya fue usado una vez
41
características de la vitamina E y su actividad como antioxidante
- Mezcla de tocoferoles y tocotrienoles (única diferencia es cantidad de insaturaciones)
- tocoferol tiene homólogos (no isómeros) ya que puede tener una cantidad distinta de átomos
- atrapa radicales libres en la MP
- inhibidor de la oxidación de grasas poliinsaturadas
- protege y previene el desarrollo de algunos cánceres
- requerida x RN prematuros porque placenta es muy impermeable a los tocoferoles
- usada en el tratamiento de algunas enfermedades degenerativas musculares para neutralizar el estrés oxidativo de un trauma
- "vitamina anti-vejez"
42
características generales y f(x)´s del ácido ascórbico (vitC)
- antioxidante hidrosoluble
- No es un buen antioxidante, atrapa radicales libres pero realmente es un sinergista de la VitE
- Contribuye en síntesis de colágeno en huesos, musculo, sistema vascular y piel
- facilita la absorción de fierro y su utilización en los tejidos
- importante función inmunológica
- protege contra ciertos tipos de cancer ya que impide la formación de nitrosaminas (compuesto cura los salchichones e impide que se pudran)
- reduce gravedad y duración de un resfriado común y facilita la cicatrización de heridas
43
como es la acción sinergista de la VitE y C como antioxidantes
- Cuando un radical libre es neutralizado x la VitE, la VitE se convierte en un radical libre
- VitC permite la recuperación del estado redox de la VitE
- . La vitC vuelve a forma no radicalaria por la oxidación de glutatión reducido (como es molécula endógena no se acaba y la cadena no se interrumpe)
44
características de los carotenoides como antioxidantes
- Grupo de moléculas liposolubles que algunas tienen propiedades antioxidantes
- ejemplo: astaxantina tiene un poderoso efecto antioxidante como atrapador de EROs (del salmón)
- betacaroteno es una provitamina A --> la división de una molécula de betacaroteno forma dos moléculas de vitamina A (en forma de retinol)
- la parte que no es absorbida para formar VitA, neutraliza formas activas de oxígeno y protege contra algunos tipos de cancer (pulmonar, esofágico, gástrico, cervical y colon)
45
donde se ubican la SOD, CAT, GSH-Px, VitE y C dentro de la célula
- Superóxido dismutasa (muy ubicua): citoplasma, núcleo, mitocondria y circulando a nivel vascular
- glutatión peroxidasa ---> siempre muy cercana a las membranas
- catalasa en peroxisomas
- VitE intercalada dentro de las membranas
- VitC en lisosomas
46
cuando se sugiere el uso de antioxidantes
- Personas que trabajan y/o viven en ambientes con alta contaminación y/o exposición a la luz solar (fumadores activos y pasivos) ----> SANTIAGO :(
- Personas que no comen frutas y/o verduras.
- Personas que reciben sobredosis de hierro o de otros metales bivalentes (Cu, Zn, Co).
- Adultos mayores (3ra y 4ta edad)
