Las consecuencias del envejecimiento son el daño y la degeneración de las células, lo que conduce a la pérdida de la función, la vulnerabilidad a la enfermedad y, finalmente, la muerte. Una característica distintiva del proceso de envejecimiento es la disminución progresiva del sistema nervioso, incluidas las funciones motoras y cognitivasPara complicar las cosas, la variación natural en el envejecimiento de las poblaciones dificulta el estudio de los factores que contribuyen al deterioro del comportamiento. Debido a que el proceso de envejecimiento humano es típicamente lento, dilucidar los biomarcadores de envejecimiento y predecir las diferencias individuales ha demostrado ser muy desafiante.
Con la ayuda de la mosca de la fruta común D. melanogaster, que envejece rápidamente porque solo vive unos 60 días, los neurocientíficos de la Facultad de Ciencias Charles E. Schmidt de la Universidad Atlántica de Florida proporcionan información sobre el envejecimiento saludable al investigar los efectos de ungen de alimentación en la edad y la tolerancia al estrés.
Cuando la mayoría de los organismos se ven privados de oxígeno, sus células cerebrales pierden la homeostasis y están sometidas a estrés oxidativo, o demasiados radicales libres que causan daño celular o muerte. Sin embargo, cuando las moscas de las frutas se ven privadas de oxígeno, disminuyen su metabolismo yentran en coma reversible, lo que les permite sobrevivir en condiciones ambientales adversas. La proteína quinasa G, o PKG, es una enzima que regula varios procesos biológicos como la contracción muscular y la dilatación de los vasos sanguíneos. Esta enzima también regula la transmisión sináptica y la función neuronal.
Se sabe que las diferencias en el gen de forrajeo para, que codifica para PKG, son responsables de las diferencias en la neuroprotección durante el estrés oxidativo severo. El gen para o una de sus secuencias genéticas similares se conserva en muchas especies y se ha conservadoimplicado en varios rasgos físicos conductuales, como alimentación, sueño, aprendizaje y memoria, y tolerancia al estrés ambiental. Lo que no se sabe es cómo la edad afecta el comportamiento y la tolerancia al estrés.
En un estudio publicado en el Revista de biología experimental , los investigadores de FAU son los primeros en informar que los niveles de PKG en las moscas de la fruta afectan el deterioro debido al envejecimiento con un componente de comportamiento robusto. Han descubierto que el gen confiere protección durante el bajo estrés de oxígeno a expensas de la longevidad y la disminución de la locomotoraactividad con la edad en las moscas de la fruta. Es una compensación: una mayor tolerancia al estrés bajo en oxígeno aumenta el estado físico temprano en la vida, pero tiene un costo para la vida útil y la actividad locomotora más adelante en la vida. Estos hallazgos sugieren un nuevo papel para el PKGvía en envejecimiento saludable y senescencia.
Los resultados del estudio revelan que bajo estrés anóxico severo 1 por ciento de oxígeno, las moscas que expresan altos niveles de PKG caen al coma más rápido, y esto es cierto tanto en moscas jóvenes como viejas. Los investigadores también muestran que PKG influye en la tolerancia al estrésen moscas viejas en condiciones hipóxicas 3 por ciento de oxígeno con moscas que expresan bajos niveles de PKG, lo que aumenta significativamente su actividad durante el estrés.
Curiosamente, los investigadores encontraron el mismo efecto con la edad en condiciones normoxicas 21 por ciento de oxígeno, lo que indica que la edad misma es un estrés. Los investigadores también encontraron que las moscas bajas en PKG viven más tiempo.
"Al comprender el deterioro funcional, podremos encontrar biomarcadores del envejecimiento e identificar intervenciones terapéuticas para contrarrestar los efectos nocivos del envejecimiento", dijo Ken Dawson-Scully, Ph.D., profesor asociado de ciencias biológicas en Charles E de la FAUSchmidt College of Science y miembro del FAU Brain Institute I-BRAIN. "Con el aumento de la vida humana surge la necesidad de comprender cómo también podemos envejecer bien".
La senescencia funcional, definida en este estudio como la disminución inherente relacionada con la edad en la función fisiológica y conductual, puede verse afectada por genes pleiotrópicos, que controlan más de un rasgo. La pleiotropía antagonista ocurre cuando un rasgo es beneficioso para la aptitud de un organismo y el otroes perjudicial. Debido a que los conflictos genéticos pueden surgir de una serie de fuentes fisiológicas, de desarrollo o de comportamiento, la pleiotropía se conoce más comúnmente como "compensaciones" entre el desempeño de la vida temprana y tardía en modelos animales de envejecimiento como gusanos, moscas de la frutay ratones
"Independientemente de si este estudio es indicativo de las consecuencias de comportamiento y aptitud física en la naturaleza, nuestros resultados hacen que la fruta vuele como una opción clara para investigar posibles enfermedades que involucran disfunción energética", dijo Stephanie P. Kelly, Ph.D., coautoray un erudito del FAU Brain Institute y un estudiante graduado en biología integrativa en la Facultad de Ciencias Charles E. Schmidt de la FAU.
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Materiales proporcionados por Florida Atlantic University . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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