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Proteostasis e envelhecimento

O proteome, definido como o grupo completo de proteínas dentro de um organismo, é mantido por um processo altamente controlado chamado proteostasis.

Crédito de imagem: Andrii Vodolazhskyi/Shutterstock

Como um organismo envelhece ou é afligido por uma doença/desordem, a rede do proteostasis é alterada que conduz a uma acumulação de proteínas danificadas e misfolded.

Envelhecimento

O envelhecimento é um processo que não seja compreendido ainda inteiramente. Os organismos modelo, tais como o nemátodo, elegens de Caenorhabditis, são usados frequentemente em estudos genéticos do envelhecimento do tecido.

Há um número de caminhos celulares que regulam o processo do envelhecimento, de que três caminhos principais que podem alterar a taxa de envelhecimento foram identificados; a corrente de transporte mitocondrial do elétron, a insulina/insulina-como o factor de crescimento (IGF) 1 caminho da sinalização e o caminho de FOXO3/Sirtuin (limitação dietética - Dr.).

Os estudos relataram que o processo de envelhecimento está acompanhado das indicações numerosas. Estas são instabilidade do genoma, mudanças epigenéticas, telomeres encurtados, perda do proteostasis, redução de lojas da célula estaminal e uma diminuição na função mitocondrial. Estas indicações são acompanhadas igualmente das mudanças dentro do proteome, incluindo a agregação da proteína, a oxidação, e o mislocalization.

Proteostasis

A rede do proteostasis contem sobre 1.400 proteínas diferentes tais como acompanhante, co-acompanhante, ribosomes, e factores que são envolvidos na degradação das proteínas.

O primeiro componente desta rede é o ribosome que sintetiza correntes do polipeptídeo através da tradução de RNA. Uma vez que esta corrente está completa, os acompanhante podem então ajudar à dobradura de proteína. Um exemplo de um acompanhante é Hsp70, que liga às correntes un-dobradas do polipeptídeo e impede a agregação.

Um outro exemplo é Hsp60, que isola proteínas desdobradas e estimula a dobradura correcta. Os acompanhante igualmente funcionam em circunstâncias fatigantes para minimizar dano da proteína e acima-para regular o reparo da proteína em um processo chamado a resposta de calor-choque.

Um componente adicional da rede do proteostasis é a degradação de proteínas danificadas ou misfolded. Estas proteínas são divididas que utilizam a maquinaria da degradação tal como o caminho e os lysozymes ubiquitin-proteasome.

Total, o proteostasis assegura-se de que as proteínas correctamente estejam dobradas e mantidas a níveis apropriados. Esta rede é igualmente muito importante em impedir a ocorrência dos proteopathies tais como a doença de Alzheimer.

O efeito do envelhecimento no proteostasis

Como um organismo envelhece, dano da proteína ocorre da exposição aos vários produtos químicos, à radiação UV e às toxinas ambientais. Isto pode conduzir a um acúmulo de grandes quantidades de proteínas misfolded e danificadas. Estas proteínas igualmente visam outras proteínas e conduzem-nas a uma agregação mais adicional e a misfolding.

Embora os acompanhante sejam as moléculas pequenas que ajudam na dobradura de proteína, as mudanças relativas à idade igualmente influenciam sua função. Por exemplo, a função mitocondrial reduzida que é comum em pilhas velhas, conduz a uma diminuição no ATP disponível. O ATP é exigido para a função do acompanhante e conseqüentemente uma diminuição na disponibilidade do ATP inibe sua função que causa a dobradura e a acumulação incorrectas.

Notou-se que a abundância de acompanhante diminui como idades de um organismo. Além, os tipos de acompanhante envolvidos igualmente mudam com envelhecimento. Contudo, o significado funcional deste não foi estabelecido ainda.

Um outro processo do proteostasis, que seja impactado pela idade, é a destruição de proteínas misfolded e danificadas. A degradação de Proteasomal, por exemplo, é reduzida dramàtica em umas pilhas mais velhas. Pilhas de alvos deste caminho geralmente pela adição de ubiquitin às proteínas indesejáveis que são visadas então pelo proteasome.

Contudo, as mudanças associadas com o envelhecimento inibem este processo. Os lisosomas são condução igualmente afetada a uma redução dramática em autophagy.

Proteostasis, envelhecimento e doença

A rede do proteostasis diminui na capacidade enquanto nós envelhecemos e podemos conduzir às doenças devido à acumulação de proteínas misfolded ou degradadas. Estas doenças, tais como Alzheimer, as doenças de Parkinson e de Huntington, conduzem ao acúmulo tóxico da proteína e têm implicações de grande envergadura da saúde.

O dano que acumula porque um processo de envelhecimento não pode ser inteiramente reversível devido aos processos e aos caminhos internos complexos. Contudo, os estudos demonstraram que o processo de proteostasis pode ser mantido pela limitação da entrada da caloria.

Isto foi mostrado para aumentar o tempo dos ratos por até 50%. Os estudos da célula estaminal igualmente indicaram que a manutenção do proteostasis pôde ser um factor importante no envelhecimento organismal.

Além, os estudos analisaram a dinâmica do acompanhante no cérebro humano e doença neurodegenerative e seu efeito subseqüente na senilidade. Observou-se que um subconjunto dos acompanhante era crítico no proteostasis de manutenção com envelhecimento. Uma pesquisa mais adicional sobre a modulação da rede do proteostasis pode ser uma resposta a alguns dos problemas médicos enfrentados pela população de envelhecimento.

Fontes:

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Last Updated: Aug 23, 2018

Hannah Simmons

Written by

Hannah Simmons

Hannah is a medical and life sciences writer with a Master of Science (M.Sc.) degree from Lancaster University, UK. Before becoming a writer, Hannah's research focussed on the discovery of biomarkers for Alzheimer's and Parkinson's disease. She also worked to further elucidate the biological pathways involved in these diseases. Outside of her work, Hannah enjoys swimming, taking her dog for a walk and travelling the world.

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