ENVEJECIMIENTO CEREBRAL Y MITOCONDRIAS

AUTORES DEL ARTÍCULO: M. Ortiz-Pareja, F.J.Jimenez-Jimenez, J.A. Molina-Arjona.

REVNEUROL 1998, 26(supl1):S107-S 111

EXPOSITORES: ANDREA BELTRÁN MARÍA PAULA CABRERA

SANTIAGO CASTELLANOS

Dirigido a : Andrea García Caycedo Biología celular y molecular

Medicina Veterinaria (1er semestre) Universidad de Ciencias Aplicadas y Ambientales

PARTES DE LAS MITOCONDRIAS

Figura 1,mitocondria partes

FUNCION DE LAS MITOCONDRIAS

• Realiza la respiración celular (ATP, sintetizado a expensas de glucosa, ácidos grasos y aminoácidos)

• Oxidación de metabolitos ( Ciclo de krebs, beta-oxidación de ácidos grasos)

• Obtención de ATP mediante la FOSFORILACION OXIDATIVA.

FOSFORILACION OXIDATIVA

Figura 2. Proceso de fosforilacion

oxidativa.

INTRODUCCION• El envejecimiento ha sido y es uno de los

objetivos más importantes en la investigación científica.

• Se intenta proponer y encontrar un medio para retrasar su evolución, la búsqueda hipotética de "La fórmula de la inmortalidad".

• Se disponen de muchas teorías basadas en datos encontrados.

ENVEJECIMIENTO• Es el resultado de una acumulación progresiva de

defectos celulares como consecuencia de la pérdida de los sistemas defensivos necesarios.

• Una de las teorías más importantes sobre el envejecimiento ha sido la del ESTRÉS OXIDATIVO.

• En estrés oxidativo se afirma que las sustancias reactivas derivadas del oxígeno, producidas por el metabolismo aerobio celular, originarían daño oxidativo progresivo en toda la célula, induciendo su degeneración y muerte.

• ESTRÉS OXIDATIVO: la oxidación en las células es uno de los responsables de su deterioro y envejecimiento,cuando sobrepasa de manera descontrolada los límites que establecen los mecanismos antioxidantes se produce una concentración de radicales libres que se caracteriza por su reactividad y capacidad de formar otros radicales libres.

• El exceso promueve el ataque de estos sobré compuestos químicos que se hallan en las células (lípidos, ADN, proteínas), así aparecen desórdenes y enfermedades. Esto se debe a:

• Las endogenas: respiración mitocondrial, acciones enzimaticas, entre otros.

• Las exógenas: contaminación ambiental, obesidad, sedentarismo, estrés, diversas enfermedades.

• Se ha demostrado que el estrés oxidativo es causa o consecuencia de más de 250 enfermedades.

Oxigeno (O2)

• El O2 en las células es muy importante, porque es esencial para el mantenimiento energético celular, a largo plazo puede generar efectos tóxicos irreversibles.

• Especies reactivas del O2, son: H2O2, OH y O2

TEORÍA MITOCONDIRAL DE ENVEJECIMIENTO

• Propuesta por MIQUEL et al, a finales de la década de los 80.

• La mitocondria consume 85% del O2 que utiliza la célula, por lo tanto este será la fuente de las especies reactivas del oxígeno, que actuará sobre lípidos de membrana mitocondrial, las proteínas de su sistema enzimatico y sobre el ADNmitocondrial (ADNmt).

ADN MITOCONDRIAL• Doble cadena de ADN circular pequeño.

• Contiene genes para la codificación de 13 polipeptidos implicados en la cadena respiratoria mitocondrial y la FOSFORILACION OXIDATIVA.

• 2 ácidos ARN ribosomicos y 22ARN de transferencia.

• Las células somáticas en cada mitocondria, contienen aproximadamente, 5ADNmt.

MUTACIONES DEL ADN MITOCONDRIAL

• Roturas de doble cadena (daños de bases y deleciones), incremento de 8-oxoguanina (indicador de alteración oxidativa) en el ADNmt.

• Recientemente dañó en el genoma mitocondrial inducido por peroxido de hidrógeno (H2O2).

ACUMULACIÓN DE MUTACIONES EN EL ADNmt DURANTE LA VIDA DE LOS

SERES VIVOS.

• Propuesta en1989, por LINNANE et at.

• Presenta una alteración de la cadena respiratoria mitocondrial.

• Habla de una delecion (Pérdida de una porción de un cromosoma o de una o varias bases de un fragmento de DNA. Las delecciones provocan alteraciones del código genético), localizada en 4.977-bp (la más frecuente), 7.436-bp (ocurre en el corazón de ancianos), 6.063-bp y 10.422-bp.

• Esto varía, no sólo por la edad de la persona, sino también con el tipo de tejido utilizado.

TEORÍA DE DELECIONES• Weiteal realiza un trabajo en 1996, estableciendo

una correlación positiva entre la cantidad de deleciones 4.977-bp y el contenido de peroxido lipidico mitocondrial. Describiendo hasta 10 tipos de duplicaciones en tejido de pacientes ancianos.

• Al descubrirse la presencia de duplicaciones en la doble cadena de ADNmt, LEE analiza músculos de humanos, determinando el incremento de las duplicaciones en (260-bp y 200bp), en el ADNmt correspondiente a la edad.

PRESENCIA DE DAÑO OXIDATIVO

• COOPER, realiza un estudio de músculo esquelético humano, y establece que la delecion 4-977-bp aparecen 1de cada 5000 pacientes mayores de 78 años frente a 1 de cada 100000 en jóvenes de 21.

• LEZZAETAL, un año más tarde describe resultados similares.

• Las deleciones del ADNmt en relación con el envejecimiento también ha sido descubierto en pacientes afectados por míopatias hereditarias.

• Numerosas alteraciones de ADNmt no detectadas hasta ahora y responsables de la degeneración mitocondrial en relación con la edad.

ALTERACIÓN DE CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL EN

RELACIÓN A LA EDAD

• La mitocondria genera energía mediante un sistema integrado por 5 complejos de proteínas, llamada complejo mitocondrial, funciona como cadenas transportadoras de e- que actualizan así la FOSFORILACION de ADP o ATP.

• TABLA 2: muestra la disminución en relación con la edad.

• AGARWAL muestra que el daño oxidativo en las proteínas está aumentado en las proteínas mitocondriales de alto peso molecular en relación con la edad.

• SOHAL indica que al declinar de la función citocromooxidasa esta vinculado con el exceso del anion superoxido y el peróxido de hidrógeno.

• BARRIENTOS, determina los complejos mitocondriales de 132 personas, afirman que la actividad de la cadena respiratoria mitocondrial en el músculo humano no se afecta con la edad.

• BRIERLY, indica que la alteración de la función mitocondrial descrita en la musculatura humana se debe más a la inactividad que al envejecimiento.

ALTERACIONES ESTRUCTURALES MITOCONDRIALES ASOCIADAS CON LA

EDAD.• Una clase de ácidos grasos de membrana que exhiben

una mayor sensibilidad de acción de procesos oxidativos.

• Se han descrito aumentó de los niveles de colesterol, disminución del contenido de fosfolipidos, del potencial de membrana y aumento de generación de peroxido en membrana.

• La cardiolipina es un difosfatidil glicerol que desempeña un papel importante en la estructura y función mitocondrial, esta sirve como anclaje de numerosas proteínas a la membrana mitocondrial.

CONCLUSIONES• Quizá el estrés oxidativo es el principal inductor de

daño y sea mayor en el genoma mitocondrial.

• Se abre un posible campo terapéutico desconocido hasta ahora: si se reduce el número de radicales libres o bien aumentan defensas celulares se podría prevenir o al menos retrasar, dicha degeneración.

• Esperar que la acción terapéutica antioxidante en un futuro , tenga un tratamiento de las terribles enfermedades de origen mitocondrial, también producidas por una degeneración en este organelo.

BIBLIOGRAFIA• 1.Rajindar SS, Weindruch R.oxidative stress, caloric restriction And again.

Sciense 1996,273:59-63.

• 2.Kowald A.Kirkwood TB. Network theory of ageing :the interactions of defective mitochondria, aberrant proteins, free radicals And scavengers un the ageing process. Mutat res 1996, 316,209-36.

• http://salud.doctissimo.es/diccionario-medico/deleccion.html

• http://www.iqb.es/monografia/fichas/ficha027.htm

• Foto, figura 1.www. mitocondriaysuspartes.com

• http://biomitocondria.blogspot.com/2011/03/respiracion-mitocondrial-en-las.html