FIZIOLOGIA VRSTNICULUI

FIZIOLOGIA VRSTNICULUICURS OPIONAL CATEDRA FIZIOLOGIE I UMF CAROL DAVILA BUCURETI

PROF. UNIV. DR. IOANA ANCA BDRU CURS I TEORIILE EVOLUIEI I LONGEVITATEA

2. MECANISMELE MBTRNIRII

3. MODIFICRI FIZIOLOGICE ALE FUNCIEI ORGANISMULUI 4. PREVENIREA MBTRNIRII

Din momentul n care ne natem, timpul ncepe s ne ia viaa napoi Seneca TEORIILE EVOLUIEI I LONGEVITATEA "IMBTRNIREA" ESTE DEGRADAREA PROGRESIV I GENERALIZAT A FUNCIONRII ORGANISMULUI

PIERDEREA RSPUNSULUI ADAPTATIV LA STRES I CRETEREA RISCULUI LA BOLI SPECIFICE VRSTEI.

DEFINIIA MBTRNIRII I SENESCENA proces biologic de mbtrnire (lat. senescere = a mbtrni )

DEFINIIE : suma tuturor modificrilor morfo-funcionale cumulate n timp care duc, n cele din urm , la fenomene involutive, de uzur, deteriorare i degradare progresiv, incompatibile cu viaa. Alterrile realizate de senescen, n afara strii de boal(mbtrnire fiziologic), n care vrsta cronologic coincide cu vrsta biologic

EUGERIEDEFINIIA MBTRNIRII IIBtrneea, ca stadiu evolutiv de vrst, este ultima etap a ontogenezei (vrsta a treia), cu FIZIOLOGIE PROPRIE OMS mparte persoanele aparinnd vrstei a treia n:VRSTNICI ( 65-75 ani ) BTRNI ( 76-90 ani )FOARTE BTRNI ( PESTE 90 ANI ) DEFINIIA MBTRNIRII III Procesele eugerice de mbtrnire afecteaz diferit STRUCTURA FUNCIILE

DIVERSELOR ESUTURI I ORGANE n timp ce : funciile de rezerv i masa tisular activ se reduc progresiv : funciile vitale persist Alterrile survenite privesc fie :Degradarea unor structuri anatomice nsoit de supravieuirea altora prevzute cu activitate compensatoare ( ex. nefronii)Pierderea continu de neuroni, urmat de scderea progresiv a performanelor senzitivo-senzoriale i comportamentale MECANISMELE MBTRNIRII I FACTORI DISTRUCTIVI N MBTRNIRERA CELULAR

RADIAIILE UV AFECTEAZ ADN-UL

Rezult schimbri structurale mutagenice care vor duce la codarea eronat a bazelor .( ex: o baz mutagenic posibil letal este dimerul cyclobutan-pirimidin care inhib ADN polimeraza ) Rspunsul celular rapid const n sinteza de proteine care leag ADN-ul iradiat. OXIGENUL ELEMENT PARADOXAL vital pentru organismele aerobe antivital , prin producerea de catabolii denumii SPECII REACTIVE ALE O2 (SRO)MECANISMELE MBTRNIRII IIOrganismul uman poate fi considerat un SISTEM DESCHIS, n care O2 are provenien exogen, atmosferic.O2 este singurul AGENT OXIDANT NATURAL, care n metabolismul aerob este supus la o reducere tetravalent ( prin captarea a doi electroni i cu participarea citocromilor), prin care 95-98% din O2 oxideaz diferitele substraturi energogenetice ( carbohidrai, lipide, proteine) pn la CO2 i H2O, cu eliberarea sau stocarea de energie necesar diferitelor procese i activiti celulare .O2 molecular capacitate redus de a oxida compuii chimici i de aceea 2-5% din O2 este convertit ntr-o form activ, prin reducere parial univalent ( de ctre un singur electron ) , cu formarea de specii reactive ale O2 ( SRO ).Speciile reactive oxidante, foarte toxice pentru celule, au o via extrem de scurt, sunt intens reactive, interacionnd cu ADN-ul, cu peroxidaza lipidelor membranare, cu numeroase procese enzimatice celulare, genernd STRES OXIDATIV (SO). MECANISMELE MBTRNIRII IIIUn argument al creterii oxidanilor odat cu vrsta este apariia pigmentului btrneii LIPOFUSCINA. Este un pigment galben maroniu. Apare n celule dup mitoze i este localizat n citoplasm, n mici granule fluorescente. Conine resturi de lipide peroxidate i proteine reziduale cu grade diferite de polimerizare.

Peroxidarea lipidelor duce la diminuarea permeabilitii membranei celulare alternd caracteristicile membranare i afectnd proteinele membranare ( sunt afectate pompele i canalele ionice precum i receptorii i alte subuniti mambranare care particip la comunicarea intercelular )

MECANISMELE MBTRNIRII IVFa de producia SRO ( radical liber hidroxil, peroxid de hidrogen, hidroxiperoxizi organici lipidici ....) organismul se apr prin sisteme antioxidante ( A O ) enzimatice i neenzimatice.

Aprarea AO acioneaz la nivelul compartimentelor intra i extracelular

SISTEMELE ANTIOXIDANTE sesizeaz permanent necesitile organismului n substane AO i controleaz procesele fiziologice i patologice prooxidante prin producerea, activarea, sinteza sau reglarea excreiei acestor substane. MECANISMELE MBTRNIRII VAntioxidantul este un compus care SCADE sau INHIB oxidarea unui substrat oxidabil, reprezentat n celulele vii de :PROTEINELIPIDEGLUCIDEADNCapacitatea celular antioxidant nu este 100% eficient.Difer de la celul la celul, de la organ la organ, de la o specie la alta.

CONCENTRAIA DE ANTIOXIDANI NU SCADE CU VARSTA

MECANISMELE MBTRNIRII VIAprarea AO cuprinde DOU ETAPE :Aprarea primar previne dereglrile produilor i structurilor biologice prin : Compui AO : vitamina E, -carotenul, vitamina C, ac. Uric, seleniul, zincul, licopenul Enzime AO : familia superoxid dismutazei (SOD),glutation peroxidaza (GSH-PX), catalaza ( CAT ) Aprarea secundar rol curativ i de recuperare, ndeprteaz produii degradai prin SO . Implic : sisteme proteolitice; enzimele lipolitice; proteazele i peptidazele; fosfolipaza A2 MECANISMELE MBTRNIRII VIIAntioxidanti puternici sunt i ESTROGENII care protejeaz sistemul nervos. Cnd scade nivelul antioxidanilor i crete cel al SRO se instaleaz STRESUL OXIDATIV care afecteaz permanent lipidele, proteinele si AND-ul tulburri care apar in celulele imbatranite i n cele expuse la radiatii UVCelulele imbtrnite raspund cu dificultate SO avnd un potential antioxidant redus. CONCLUZIE : efectele generrii de SRO factori importani n determinarea longevitatii.

MECANISMELE MBTRNIRII VIIIHOMEOSTAZIA INTRACELULAR A CALCIULUINORMAL Ca + : INTRACELULAR 100 nM : EXTRACELULAR 2 mM

PENTRU MENINEREA NIVELULUI CA2+ INTRACELULAR INTERVIN :Reticulul endoplasmic neted cu activitate ATP-azic Proteine transportoare de Ca2+ din membrana plasmaticCreterea concentraiei Ca2+ intracelular creterea SRO

Radicalul oxidului nitric (NO) interacioneaz cu superoxidul i produce PEROXINITRITUL afecteaz celulele prin : oxidare lipidic, proteic i nuclear cu efect rapid citotoxic.

N ASTROCIT depleia de glutation legat de mbtrnirea mitocondriei CRETE sensibilitatea acestuia la PEROXINITRIT .

MECANISMELE MBTRNIRII IXAlterarea mitocondrial post-SRO produce intreruperea fosforilrii oxidative scade ATP-ul modificri ale concentratiei Ca2+ intracelular .

IMBTRNIREA DETERMIN CRETEREA CONCENTRAIEI INTRACELULARE A CALCIULUI PRIN :Scderea potenialului membranar, urmat de ptrunderea Ca2+ n citoplasm Scderea abilitii reticulului endoplasmic de a prelua Ca2+ ( reducerea numrului de receptori ryanodini )Scderea numrului de proteine de transport ale Ca2+ ( ex. Calbindina D28K, calretinina, parvalbumina regleaz cantitatea de Ca2+ citoplasmatic) . Sunt variaii n SNC ale concentraiei proteinelor de transport ale Ca2+.

MECANISMELE MBTRNIRII XCelulele se divid un numr limitat de ori apoi intr ntr-un stadiu de cretere oprit SENESCEN REPLICATIV Nu produc ADN nou prin replicare Rmn metabolic active EFECTE ALE SENESCENEI REPLICATIVE :Ex. : fibroblatii din stratul dermal i mresc producia de colagenaz ( metaloproteinaz ) care distruge matricea extracelular contribuind la formarea ridurilor . Fibroblastul senescent conine o enzim lizozomal numita BETA-GALACTOZIDAZ ASOCIATA SENESCENTEI (SA--gal) este o form anormal a enzimei galactozidaz care NU exist n stratul dermic al tinerilor .

CELULELE SENESCENTE PRODUC :Cantitate crescut de colagenaz Cantitate sczut de inhibitori tisulari de colagenaz REZULTAT : DISTRUGEREA MATRICEI CELULARE MECANISMELE MBTRNIRII XITELOMERE Sunt extremitile cromozomilor ( lb. Greac, telos = sfrit, meros= parte )Secvene de ADN repetitiv care se gsesc la captul unui cromozom n vederea diviziunii celulare, ADN-ul, purttorul informaiei genetice, este copiat cu ajutorul unui sistem replicativ n care un rol important l are enzima ADN-polimeraza. Aceasta nu tie s copieze telomerii. n anul 2009 echipa alctuit din Elizabeth Blackburn, Carol Greiger i Jack Szostak au descoperit felul n care cromozomii sunt protejai de degradare de ctre telomeri i de enzima telomeraz primind premiul Nobel pentru Fiziologie i Medicin .Enzima ajut ADN polimeraza s produc ADN la nivelul telomerilor pe baza unei matrie de ARN.Dac celulele se divid fr telomeraz, atunci capetele cromozomilor vor disprea i de asemenea dispare i informaia pe care o conin.Telomerii scurtai sunt una din cauzele mbtrnirii Dac activitatea telomerazei este ridicat, lungimea telomerilor este meninut, iar senescena celular este ntrziat Telomeraza este activ :n timpul dezvoltrii fetalen diferite celule proliferative : celule stem, limfocite, foliculi piloi

MODIFICRI FIZIOLOGICE ALE FUNCIEI ORGANISMULUI IDETERIORAREA FIZIOLOGIC I FENOTIPUL VRSTNICULUI Degradarea fiziologic rol important n creterea ratei de mortalitate specifice varstei. Cunoaterea modificarilor proceselor i sistemelor fiziologice sunt importante att n GERIATRIE ct i n GERONTOLOGIE pentru a ntelege natura biologic a mbtrnirii.

CAUZELE DETERIORRII FIZIOLOGICE : Intrinseci ExtrinseciBoli asociate vrstei MODIFICRI FIZIOLOGICE ALE FUNCIEI ORGANISMULUI IIDETERIORARE PRIN CAUZE INTRINSECI Metabolismul aerob genereaz : ENERGIE CELULAR, stocat in ATP VITAL pentru organism : SPECII REACTIVE ALE O2 ( radical superoxid, hidroxil, peroxid de hidrogen ), care n exces determin stresul oxidativ (SO)- NOCIVE N CANTITI CRESCUTE prin atacul oxidativ asupra compuilor biologici activi ( proteine, lipide , glucide i acizi nucleici ) efecte care se pot finaliza prin APOPTOZ DETERIORARE PRIN CAUZE EXTRINSECI ALIMENTAIA EXPERIMENTAL ( pe roztoare ) : Restricia cu 30-50% a aportului caloric previne instalarea bolilor asociate cu vrsta mentine procesele fiziologice n stare tnrLA OM : impiedic progresia bolilor asociate varstei ( ateroscleroza, HTA, intolerana la glucoz ) SEDENTARISMUL Provoac apariia OBEZITII la persoane cu vrste ntre 20 i 70 ani. OBEZITATEA factor care favorizeaz declinul funciilor fiziologiceACTIVITATEA FIZIC SUSINUT NCETINETE sau chiar OPRETE declinul funciilor fiziologice.

MODIFICRI FIZIOLOGICE ALE FUNCIEI ORGANISMULUI IIIFACTORI DE MEDIU/OBICEIURI PERSONALE Expunerea la razele UV :Factor de mediu ( Ex: munca n aer liber ) Obicei personal ( Ex: expunere voit ) Fumatul Obicei personal determin mbtrnirea pielii i alte boli asociate cu vrsta naintat ( Ex: BPOC , ateroscleroza ) FACTORI PSIHOSOCIALI Implicarea n activiti sociale ntrzie declinul funciei cognitive

DETERIORARE PRIN BOLI ASOCIATE VRSTEI BOLILE ASOCIATE VRSTEI privite ca o cauz a deteriorrii fizice i fiziologice . Cauzeaz MORBIDITATE i MORTALITATE. DETERIORAREA FIZIOLOGIC crete odat cu vrsta iar PATOLOGIA ASOCIAT vrstei este evident odat cu vrsta avansat . CONCLUZIE : NU LE PUTEM SEPARA MODIFICRI FIZIOLOGICE ALE FUNCIEI ORGANISMULUI IVMBTRNIREA NORMAL/UZUAL vrstnici care funcioneaz bine dar prezint: risc de mbolnvire (ex: HTA uoar ) moarte prematur MBTRNIREA REUIT/CU SUCCES grup mic de persoane care nu prezint nici o boal asociat vrstei risc sczut de boal nivel crescut al funciilor mentale implicare activ n via ROWE and KAHNFIECARE INDIVID MBTRNETE LA O ALT VRST SAU CU O ALT VITEZ AICI SE FACE I DIFERENA NTRE VRSTA BIOLOGIC I CEA CRONOLOGIC

MODIFICRI FIZIOLOGICE ALE FUNCIEI ORGANISMULUI VDeterioarea survenit cu timpul este comun tuturor speciilor, dar cu mari diferene n funcie de specie. Intraspecie exist diferene de la un individ la altul

SCHIMBRI ASOCIATE VRSTEI N FIZIOLOGIA UNOR ORGANE I SISTEME Toate organele i sistemele sufer deteriorri n timp. SISTEMUL CARDIOVASCULAR Inima i vasele prezint modificri morfologice i funcionale efecte asupra capacitii de adaptare la necesitile crescute impuse n anumite condiii .MODIFICRI :Prelungirea PA i a duratei contraciei i relaxrii n celulele miocardice Explicaie : ncetinirea micrilor intracelulare ale Ca2+ , cu reducerea curenilor spre exterior . Activitatea Ca2+ ATP-azei este redus iar rata cu care RS pompeaz Ca2+ se reduce

MODIFICRI FIZIOLOGICE ALE FUNCIEI ORGANISMULUI VIHipertrofie ventricular moderat Explicaie : mrirea dimensiunilor celulare acumulare de colagen Fibrozarea esutului Scderea rspunsului la stimulare -adrenergic Explicaie : modificri postreceptor ( prin fosforilarea proteinelor i micrile ionice dependente de acestea ) deoarece NICI NUMARUL, NICI AFINITATEA -RECEPTORILOR NU SUNT AFECTATE Scderea rspunsului la glicozizii digitalici Explicaie: prin modificri la nivelul receptorilor Na+/K+-ATP-azeiCreterea presiunii sistolice Explicaie: prin reducerea elasticitii arterialeMODIFICRI FIZIOLOGICE ALE FUNCIEI ORGANISMULUI VIISISTEMUL RENAL MODIFICRI :Greutatea rinichilor scade progresivLa vrste naintate atinge 70% din valoarea constatat la adultDebitul de perfuzie renal diminu La 80 ani, poate scdea pn la 50% din cea a adultului Scade capacitatea de concentrare a urinei Explicaie : prin insuficena secreiei de renin PIELEA MODIFICRI :Stratul epidermic sufer modificri STRUCTURALE i FUNCIONALE pierderea elasticitii devine mai fragil afectarea rolului de barier prin reducerea celulelor Langerhans prevzute cu proprieti reticulo-endoteliale scade secreia glandelor sebacee uscarea epidermului hiposecreia glandelor sudoripare ( excepie fac cele de la nivelul scalpului )pierderea esutului adipos subcutanat reduce capacitatea de izolator termic

PIELEA IFUNCTIILE PRINCIPALE ALE PIELII SUNT :Prevenirea pierderilor hidriceTermoreglarea Percepia senzorialProtecie i barier ESTE CEL MAI PUTERNIC INDICATOR AL VRSTEI. EFECTELE mbtrnirii asupra pielii induc:UscciunePruritSusceptibilitate crescut la infeciiComplicaii vasculare Risc malign crescutMajoritatea oamenilor cu o varsta peste 65 de ani au cel putin unul dintre aceste simptome. Pielea este supusa unui proces de mbtrnire : INTRINSIC sub influen hormonal i genetic EXTRINSEC cauzat de factorii de mediu - razele UV i fumatul. Intre aceste procese exist diferenieri de ordin morfologic i histologic .REZULTATUL : pierederea elasticitii cu formarea ridurilorfragilitate crescut vindecare ntrziat

PIELEA II FOTOMBTRNIREA

PIELEA II

MODIFICRI FIZIOLOGICE ALE FUNCIEI ORGANISMULUI VIIIECHILIBRUL ACIDO-BAZICMODIFICRI :Creterea progresiv a concentraiei plasmatice a ionilor de H+ Scdere progresiv a concentraiei plasmatice a bicarbonatului Explicaie : rinichiul nu poate excreta surplusul de ioni de H+ MASA LIBER DE GRSIMI ( FFM) Masa corporal se mparte n: Masa corporal adipoas. Crete cu vrsta la ambele sexe dup 70 ani poate scdea puin . Masa adipoas nlocuiete masa muscular chiar i la cei care ii pstreaz greutatea corporal . Are preferin pentru regiunea abdominal DISPROPORIONALITATE risc pentru boli cardiovasculare i diabet . Masa fr grsimi ( FFM ) . Constitueni musculatura scheletic, masa celulelor corpului, compartimentul hidric, osul La brbat FFM atinge maximum la 30 ani , apoi scade. La femei FFM este constant pn la 50 ani, apoi scade Cauza : pierderea masei musculare odat cu vrsta ( exerciiul fizic diminu pierderea masei musculare odata cu varsta , dar nu o oprete ) MODIFICRI FIZIOLOGICE ALE FUNCIEI ORGANISMULUI IXMASA OSOAS

MODIFICRI :Scade cu vrsta la ambele sexe apare OSTEOPOROZA

TEMPERATURA CORPULUI

MODIFICRI :Deficit progresiv al termoreglrii Reducerea capacitii de a genera ( masa muscular redus ) sau disipa cldur ( atrofia glandelor sudorale )

CONCLUZIE: sensibili la temperaturi sczute sau ridicate

MODIFICRI FIZIOLOGICE ALE FUNCIEI ORGANISMULUI XHOMEOSTAZIA GLUCOZEI MODIFICRI :Hiperglicemie produs prin rezisten tisular la INSULIN CAUZE : SEDENTARISMUL MASA ADIPOAS ABDOMINALDEPUNERI ADIPOASE VISCERALE

ACTIVITATEA FIZIC SUSINUT CRETE SENSIBILITATEA TISULAR LA INSULIN PRIN SCDEREA MASEI ADIPOASE

PREVENIREA MBTRNIRII ALIMENTAIA RESTRICIA CALORIC

ACTIVITATE FIZIC SUSINUT, DAR MODERAT CALE SIGUR DE A AJUNGE LA LONGEVITATE ncetinete instalarea demenei, bolii Alzheimer i altor boli degenerative care pot aprea.

INFLUENA HORMONAL tratamentul hormonal de substituie cu hormoni de tipul : testosteron, estrogen, factori de cretere, ghrelin, dehidroepiandrosteron, pregnenolon i melatonin nu este concludent. 25 (OH) VITAMINA D are nivel sczut la vrstnici . Nivelul scazut este asociat cu o rata de mortalitate crescut . Creterea nivelului de vitamin D scade rata de mortalitate.

CELULELE STEM (REFACEREA MUSCULAR CU CELULE STEM CU IGF-1) I TEHNOLOGIA CALCULATOARELOR (IMPLANTURI COHLEARE, CIPURI RETINIENE) potenial de a crete sperana i standardul de via la vrstnici.