El envejecimiento: un breve relato desde un enfoque molecular
DOI:
https://doi.org/10.32399/icuap.rdic.2448-5829.2020.18.245Palabras clave:
envejecimiento, senescencia, enfoque molecularResumen
El envejecimiento es un proceso biológico inevitable que conduce a todos los seres vivos hacia un aumento paulatino de la probabilidad de muerte, ya sea por el agotamiento de la extensión de vida propia de la especie o por el desencadenamiento de procesos fisiológicos como respuesta a un medio ambiente tóxico o inductor de la síntesis de productos nocivos para la célula. Los cambios fenotípicos que se producen por el envejecimiento son compartidos por la mayoría de los seres vivos: la disminución del potencial replicativo de las células del organismo o de un cultivo celular debido a la entrada progresiva de algunas de sus células el estado senescencia. La senescencia, a diferencia de la quiescencia, se caracteriza por el arresto irreversible del ciclo celular, además de que se produce un fenómeno secretorio que desencadena la entrada de las células que le rodean a un estado de senescencia de manera secundaria. A nivel organísmico, las alteraciones fisiológicas provocadas por el envejecimiento disminuyen o anulan la tolerancia al estrés, la capacidad para reestablecer su función óptima, la concomitante disminución de la resiliencia a cambios desafiantes en el medio ambiente, así como esterilidad, alteraciones en el metabolismo energético, desencadenamiento de señales celulares que conducen a la inflamación y padecimientos propios la vejez. En esta revisión se presentan de manera resumida los avances que a la fecha se han obtenido en la investigación del envejecimiento, las teorías que recientemente explican este proceso y los avances para el logro de un envejecimiento con una buena calidad de vida, que permita dejar de relacionar la vejez con el dolor.
Citas
Akbari, M., Kirkwood, T. B. L., & Bohr, V. A. (2019). Mitochondria in the signaling pathways that control longevity and health span. Ageing Res Rev, 54, 100940. doi:10.1016/j.arr.2019.100940
Azzalin, C. M., Reichenbach, P., Khoriauli, L., Giulotto, E., & Lingner, J. (2007). Telomeric repeat containing RNA and RNA surveillance factors at mammalian chromosome ends. Science, 318(5851), 798-801. Retrieved from
Balaban, R. S., Nemoto, S., & Finkel, T. (2005). Mitochondria, oxidants, and aging. Cell, 120(4), 483-495. doi:10.1016/j.cell.2005.02.001
Baumeister, R., Schaffitzel, E., & Hertweck, M. (2006). Endocrine signaling in Caenorhabditis elegans controls stress response and longevity. J Endocrinol, 190(2), 191-202. doi:10.1677/joe.1.06856
Bianchi-Smiraglia, A., Lipchick, B. C., & Nikiforov, M. A. (2017). The Immortal Senescence. Methods Mol Biol, 1534, 1-15. doi:10.1007/978-1-4939-6670-7_1
Bodnar, A. G., Ouellette, M., Frolkis, M., Holt, S. E., Chiu, C. P., Morin, G. B., . . . Wright, W. E. (1998). Extension of life-span by introduction of telomerase into normal human cells. Science, 279(5349), 349-352. Retrieved from
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=PubMed&dopt=Citation&list_uids=9454332
Calabrese, E. J., & Mattson, M. P. (2017). How does hormesis impact biology, toxicology, and medicine? NPJ Aging Mech Dis, 3, 13. doi:10.1038/s41514-017-0013-z
Chen, J., & Greider, C. W. (2006). Telomerase Biochemistry and Biogenesis. In T. de Lange, V. Lundblad, & E. Blackburn (Eds.), Telomeres (pp. 49-79). New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press.
Colman, R. J., Anderson, R. M., Johnson, S. C., Kastman, E. K., Kosmatka, K. J., Beasley, T. M., . . . Weindruch, R. (2009). Caloric restriction delays disease onset and mortality in rhesus monkeys. Science, 325(5937), 201-204. doi:10.1126/science.1173635
Coppe, J. P., Desprez, P. Y., Krtolica, A., & Campisi, J. (2010). The senescence-associated secretory phenotype: the dark side of tumor suppression. Annu Rev Pathol, 5, 99-118. doi:10.1146/annurev-pathol-121808-102144
Coussens, M., Yamazaki, Y., Moisyadi, S., Suganuma, R., Yanagimachi, R., & Allsopp, R. (2006). Regulation and effects of modulation of telomerase reverse transcriptase expression in primordial germ cells during development. Biol Reprod, 75(5), 785-791. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=PubMed&dopt=Citation&list_uids=16899651
Czarkwiani, A., & Yun, M. H. (2018). Out with the old, in with the new: senescence in development. Curr Opin Cell Biol, 55, 74-80. doi:10.1016/j.ceb.2018.05.014
da Costa, J. P., Vitorino, R., Silva, G. M., Vogel, C., Duarte, A. C., & Rocha-Santos, T. (2016). A synopsis on aging-Theories, mechanisms and future prospects. Ageing Res Rev, 29, 90-112. doi:10.1016/j.arr.2016.06.005
de Lange, T. (2005). Shelterin: the protein complex that shapes and safeguards human telomeres. Genes Dev, 19(18), 2100-2110. Retrieved from
Demaria, M., Ohtani, N., Youssef, S. A., Rodier, F., Toussaint, W., Mitchell, J. R., Campisi, J. (2014). An essential role for senescent cells in optimal wound healing through secretion of PDGF-AA. Dev Cell, 31(6), 722-733. doi:10.1016/j.devcel.2014.11.012
Dong, Y., Yoshitomi, T., Hu, J. F., & Cui, J. (2017). Long noncoding RNAs coordinate functions between mitochondria and the nucleus. Epigenetics Chromatin, 10(1), 41. doi:10.1186/s13072-017-0149-x
Faller, J. W., Pereira, D. D. N., de Souza, S., Nampo, F. K., Orlandi, F. S., & Matumoto, S. (2019). Instruments for the detection of frailty syndrome in older adults: A systematic review. PLoS One, 14(4), e0216166. doi:10.1371/journal.pone.0216166
Ferrucci, L., & Fabbri, E. (2018). Inflammageing: chronic inflammation in ageing, cardiovascular disease, and frailty. Nat Rev Cardiol, 15(9), 505-522. doi:10.1038/s41569-018-0064-2
Flores, I., Benetti, R., & Blasco, M. A. (2006). Telomerase regulation and stem cell behaviour. Curr Opin Cell Biol, 18(3), 254-260. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=PubMed&dopt=Citation&list_uids=16617011
Fried, L. P., Tangen, C. M., Walston, J., Newman, A. B., Hirsch, C., Gottdiener, J., Cardiovascular Health Study Collaborative Research, G. (2001). Frailty in older adults: evidence for a phenotype. J Gerontol A Biol Sci Med Sci, 56(3), M146-156. doi:10.1093/gerona/56.3.m146
Gorgoulis, V., Adams, P. D., Alimonti, A., Bennett, D. C., Bischof, O., Bishop, C., Demaria, M. (2019). Cellular Senescence: Defining a Path Forward. Cell, 179(4), 813-827. doi:10.1016/j.cell.2019.10.005
Griffith, J. D., Comeau, L., Rosenfield, S., Stansel, R. M., Bianchi, A., Moss, H., & de Lange, T. (1999). Mammalian telomeres end in a large duplex loop. Cell, 97(4), 503-514. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10338214
Guo, H., Callaway, J. B., & Ting, J. P. Y. (2015). Inflammasomes: mechanism of action, role in disease, and therapeutics. Nat Med, 21(7), 677-687. doi:10.1038/nm.3893
Harley, C. B., Futcher, A. B., & Greider, C. W. (1990). Telomeres shorten during ageing of human fibroblasts. Nature, 345(6274), 458-460. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=PubMed&dopt=Citation&list_uids=2342578
Hayflick, L. (1965). The Limited in Vitro Lifetime of Human Diploid Cell Strains. Exp Cell Res, 37, 614-636. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14315085
Hayflick, L., & Moorhead, P. S. (1961). The serial cultivation of human diploid cell strains. Exp Cell Res, 25, 585-621. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/13905658
He, S., & Sharpless, N. E. (2017). Senescence in Health and Disease. Cell, 169(6), 1000-1011. doi:10.1016/j.cell.2017.05.015
Hung, W. L., Wang, Y., Chitturi, J., & Zhen, M. (2014). A Caenorhabditis elegans developmental decision requires insulin signaling-mediated neuron-intestine communication. Development, 141(8), 1767-1779. doi:10.1242/dev.103846
Jeon, O. H., Kim, C., Laberge, R. M., Demaria, M., Rathod, S., Vasserot, A. P., . . . Elisseeff, J. H. (2017). Local clearance of senescent cells attenuates the development of post-traumatic osteoarthritis and creates a pro-regenerative environment. Nat Med, 23(6), 775-781. doi:10.1038/nm.4324
Kirkland, J. L., & Tchkonia, T. (2017). Cellular Senescence: A Translational Perspective. EBioMedicine, 21, 21-28. doi:10.1016/j.ebiom.2017.04.013
Lee, B. Y., Han, J. A., Im, J. S., Morrone, A., Johung, K., Goodwin, E. C., . . . Hwang, E. S. (2006). Senescence-associated beta-galactosidase is lysosomal beta-galactosidase. Aging Cell, 5(2), 187-195. doi:10.1111/j.1474-9726.2006.00199.x
Lessel, D., & Kubisch, C. (2019). Hereditary Syndromes with Signs of Premature Aging. Dtsch Arztebl Int, 116(29-30), 489-496. doi:10.3238/arztebl.2019.0489
Liu, J., Wang, L., Wang, Z., & Liu, J. P. (2019). Roles of Telomere Biology in Cell Senescence, Replicative and Chronological Ageing. Cells, 8(1). doi:10.3390/cells8010054
Liu, X. L., Ding, J., & Meng, L. H. (2018). Oncogene-induced senescence: a double edged sword in cancer. Acta Pharmacol Sin, 39(10), 1553-1558. doi:10.1038/aps.2017.198
Ludovico, P., & Burhans, W. C. (2014). Reactive oxygen species, ageing and the hormesis police. FEMS Yeast Res, 14(1), 33-39. doi:10.1111/1567-1364.12070
Mah, L. J., El-Osta, A., & Karagiannis, T. C. (2010). GammaH2AX as a molecular marker of aging and disease. Epigenetics, 5(2), 129-136. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20150765
Mollinedo Cardalda, I., Lopez, A., & Cancela Carral, J. M. (2019). The effects of different types of physical exercise on physical and cognitive function in frail institutionalized older adults with mild to moderate cognitive impairment. A randomized controlled trial. Arch Gerontol Geriatr, 83, 223-230. doi:10.1016/j.archger.2019.05.003
Morin, G. B. (1997). Telomere control of replicative lifespan. Exp Gerontol, 32(4-5), 375-382. doi:10.1016/s0531-5565(96)00164-7
Mozdy, A. D., Podell, E. R., & Cech, T. R. (2008). Multiple yeast genes, including Paf1 complex genes, affect telomere length via telomerase RNA abundance. Mol Cell Biol, 28(12), 4152-4161. doi:10.1128/MCB.00512-08
Nikiforov, M. A., & Shewach, D. S. (2017). Detection of Nucleotide Disbalance in Cells Undergoing Oncogene-Induced Senescence. Methods Mol Biol, 1534, 165-173. doi:10.1007/978-1-4939-6670-7_16
Ogrodnik, M., Salmonowicz, H., & Gladyshev, V. N. (2019). Integrating cellular senescence with the concept of damage accumulation in aging: Relevance for clearance of senescent cells. Aging Cell, 18(1), e12841. doi:10.1111/acel.12841
Pacifico, J., Geerlings, M. A. J., Reijnierse, E. M., Phassouliotis, C., Lim, W. K., & Maier, A. B. (2020). Prevalence of sarcopenia as a comorbid disease: A systematic review and meta-analysis. Exp Gerontol, 131, 110801. doi:10.1016/j.exger.2019.110801
Panwar, P., Butler, G. S., Jamroz, A., Azizi, P., Overall, C. M., & Bromme, D. (2018). Aging-associated modifications of collagen affect its degradation by matrix metalloproteinases. Matrix Biol, 65, 30-44. doi:10.1016/j.matbio.2017.06.004
Papadopoli, D., Boulay, K., Kazak, L., Pollak, M., Mallette, F., Topisirovic, I., & Hulea, L. (2019). mTOR as a central regulator of lifespan and aging. F1000Res, 8. doi:10.12688/f1000research.17196.1
Rockwood, K., & Howlett, S. E. (2018). Fifteen years of progress in understanding frailty and health in aging. BMC Med, 16(1), 220. doi:10.1186/s12916-018-1223-3
Royce, G. H., Brown-Borg, H. M., & Deepa, S. S. (2019). The potential role of necroptosis in inflammaging and aging. Geroscience, 41(6), 795-811. doi:10.1007/s11357-019-00131-w
Ruetenik, A., & Barrientos, A. (2015). Dietary restriction, mitochondrial function and aging: from yeast to humans. Biochim Biophys Acta, 1847(11), 1434-1447. doi:10.1016/j.bbabio.2015.05.005
Sahin, E., & DePinho, R. A. (2012). Axis of ageing: telomeres, p53 and mitochondria. Nature reviews. Molecular cell biology, 13(6), 397-404. doi:10.1038/nrm3352
Sarkar, T. J., Quarta, M., Mukherjee, S., Colville, A., Paine, P., Doan, L., . . . Sebastiano, V. (2020). Transient non-integrative expression of nuclear reprogramming factors promotes multifaceted amelioration of aging in human cells. Nat Commun, 11(1), 1545. doi:10.1038/s41467-020-15174-3
Shigenaga, M. K., Hagen, T. M., & Ames, B. N. (1994). Oxidative damage and mitochondrial decay in aging. Proc Natl Acad Sci U S A, 91(23), 10771-10778. doi:10.1073/pnas.91.23.10771
Sun, Y., Coppe, J. P., & Lam, E. W. (2018). Cellular Senescence: The Sought or the Unwanted? Trends Mol Med, 24(10), 871-885. doi:10.1016/j.molmed.2018.08.002
Teixeira, M. T., Arneric, M., Sperisen, P., & Lingner, J. (2004). Telomere length homeostasis is achieved via a switch between telomerase- extendible and -nonextendible states. Cell, 117(3), 323-335. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=PubMed&dopt=Citation&list_uids=15109493
Terman, A., & Brunk, U. T. (2004). Aging as a catabolic malfunction. Int J Biochem Cell Biol, 36(12), 2365-2375. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=PubMed&dopt=Citation&list_uids=15325578
Tuttle, C. S. L., Waaijer, M. E. C., Slee-Valentijn, M. S., Stijnen, T., Westendorp, R., & Maier, A. B. (2020). Cellular senescence and chronological age in various human tissues: A systematic review and meta-analysis. Aging Cell, 19(2), e13083. doi:10.1111/acel.13083
Valera-Alberni, M., & Canto, C. (2018). Mitochondrial stress management: a dynamic journey. Cell Stress, 2(10), 253-274. doi:10.15698/cst2018.10.158
Weichhart, T. (2018). mTOR as Regulator of Lifespan, Aging, and Cellular Senescence: A Mini-Review. Gerontology, 64(2), 127-134. doi:10.1159/000484629
Zecic, A., & Braeckman, B. P. (2020). DAF-16/FoxO in Caenorhabditis elegans and Its Role in Metabolic Remodeling. Cells, 9(1). doi:10.3390/cells9010109
Zhang, J. M., & An, J. (2007). Cytokines, inflammation, and pain. Int Anesthesiol Clin, 45(2), 27-37. doi:10.1097/AIA.0b013e318034194e
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Definir aviso de derechos.
Los datos de este artículo, así como los detalles técnicos para la realización del experimento, se pueden compartir a solicitud directa con el autor de correspondencia.
Los datos personales facilitados por los autores a RD-ICUAP se usarán exclusivamente para los fines declarados por la misma, no estando disponibles para ningún otro propósito ni proporcionados a terceros.