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Por que envelhecemos?

Publicado por 
novaescola
Objetivo(s) 

Analisar o processo de envelhecimento humano a luz da fisiologia celular e à luz da evolução. 

Conteúdo(s) 

Biologia do envelhecimento

 

Ano(s) 
Tempo estimado 
2 aulas
Material necessário 

 

Desenvolvimento 
1ª etapa 

Introdução

A pergunta é tão antiga quanto a questão em si: por que envelhecemos? Ainda não há respostas definitivas. Mas algumas hipóteses e descobertas são fascinantes. VEJA desta semana volta ao tema mostrando este processo nos animais domésticos. A medicina veterinária e a melhor qualidade de vida que gozam no ambiente doméstico aumentou em muito a expectativa de vida dos bichinhos. A longevidade, no entanto, vem acompanhada de doenças. Por que isso ocorre?

De modo geral, as explicações dadas pelas ciências biológicas recaem em duas categorias: as explicações imediatas e as explicações finais. As primeiras são de caráter fisiológico, dizendo respeito aos processos celulares e de integração celular. Descrevem fenômenos de homeostasia. Já as segundas são de caráter evolutivo. Analisam o fato dentro da lógica evolucionária, de sobrevivência de genes ou de linhagens de indivíduos através de gerações. Pressupõem um cenário ecológico de sobrevivência compondo uma história natural. Ambas categorias contém teorias acerca do envelhecimento.

Explore esse tema com seus alunos e mostre a eles quantas ligações que este tem com temas básicos do Ensino Médio como reprodução e morte celular, câncer, evolução da multicelularidade e integração e coordenação do organismo. O tema do envelhecimento encontra terreno fértil para discussão em todas essas áreas.
 

Peça que a turma aponte diferenças entre os jovens e os idosos. Muito provavelmente será dito que a capacidade funcional do jovem é bem maior. Efetivamente, em indivíduos saudáveis que começam a vida adulta, esta capacidade se encontra muito além do necessário para o cotidiano, de forma que existe uma denominada reserva funcional; o envelhecimento fisiológico pode também ser entendido como uma diminuição progressiva desta reserva, afetando a capacidade de responder a desafios. Esta diminuição progride para uma série de doenças.


Explique aos estudantes os mecanismos proximais ou imediatos relacionados ao envelhecimento. Ao que parece há um processo de senescência celular associada ao número de multiplicações celulares. Existiria um número finito de multiplicações celulares, depois da qual a célula envelhe e morre. Ocorre que cada divisão celular é antecedida de uma replicação de DNA. A cada divisão de DNA, um pequeno fragmento de uma extensão localizada na ponta deste, chamada de telômero, é perdida. Assim, o telômero se encurta paulatinamente. O notável é que existe uma enzima que atua na manutenção da integridade dos telômeros que está presente somente nas células germinativas e não nas células somáticas.



Peça que a garotada explique o fato de as células cancerosas serem capazes de produzir telomerase. Outra questão: por que os primeiros clones que eram feitos a partir de células somáticas tiveram um tempo de vida abaixo das expectativas? Mais uma: o que aconteceria se os cientistas desenvolvessem uma droga capaz de ativar a telomerase em células somáticas do nosso organismo?

Explique que, com o envelhecimento, há um declínio na capacidade da expressão dos genes na síntese protéica. O acúmulo desses erros provoca o "erro catástrofe". Outro fator será a acumulação de pequenas moléculas decorrentes do metabolismo oxidativo chamadas de radicais livres. Estas moléculas altamente reativas seriam fatores agressivos e danosos no interior das células, promovendo a senescência destas. Uma evidência forte deste mecanismo pode ser observada ao nível celular. Seria o processo chamado de apoptose, no qual as células cancerosas, atacadas por vírus ou ainda simplesmente em processo de diferenciação embrionária, se suicidam. O mecanismo é chamado de morte celular programada, ou apoptose.

Mostre aos alunos que os problemas ao nível celular tornam-se sistêmicos. Um exemplo seria o controle neuroendócrino da homeostase, que falha pois as proteínas envolvidas no processo não atuam corretamente. Da mesma forma, o sistema imunológico abre a porta para uma série de doenças. Finalmente o sistema de coordenação dos diversos ritmos biológicos perde sua sincronia. Lembre à moçada que os idosos apresentam um sono muito irregular, por exemplo. É o relógio biológico entrando em pane. Ressalte que todos esses fatores celulares e do organismo estão certamente associados àquelas doenças típicas que caracterizam a senilidade.

2ª etapa 

Conte a classe a história de Henrietta Lane, uma paciente de câncer de útero que morreu nos anos 1950. Uma amostra de células tumorais foi retirada do colo uterino e destinada à pesquisa - até hoje vivem em laboratórios de pesquisa por todo o mundo. São chamadas "células HeLa". Isso demonstra que, sob certas condições, as células podem ser virtualmente imortais. Dentro do corpo humano, no entanto, as HeLa morreriam junto com o organismo que as hospedava. Podemos dizer que a ocorrência do câncer pode ser a evidência de uma desarmonização, ou desorganização, desta colônia de células que é o corpo.

Instigue a moçada a pensar se a velhice e a morte fazem parte de um programa biológico. Comente que este tipo de explicação é de caráter evolutivo, ou seja, busca causas finais. Uma das teorias mais populares entre os biólogos é a teoria do soma descartável. A ideia é que as células somáticas são mantidas somente para assegurar a reprodução, depois disso, tornam-se descartáveis. Aprofunde esta teoria com a moçada agregando alguns pontos de história evolutiva. Para entender o processo de envelhecimento como morte programada, devemos nos remeter à evolução da reprodução sexuada e a multicelularidade, que decorre dela. As bactérias, primeiros seres que ocuparam a terra, se reproduzem de uma forma muito simples: a bipartição. Apesar de as células filhas serem clones, bactérias são capazes de trocar genes de uma forma caótica por mais de um mecanismo. Apesar do número de genes trocados não ser grande, este processo auxilia a disseminação de genes mutantes nas populações. Estes mecanismos foram favorecidos pela seleção natural. As primeiras células eucarióticas surgiram por um processo de sobrevivência chamado simbiose. Os primeiros protoctistas surgiram através de simbiogênese. A reprodução destes seres mais agigantados mereceu um sistema de reprodução chamado de mitose. A vocação para a associação permanece em algumas linhagens de protoctistas formando colônias. Essas colônias adaptaram-se, formando linhagens internas de células diferenciadas, chamadas então de tecidos. Assim, forma-se o organismo multicelular. Uma característica interessante deste tipo de organismo é que a especialização também se torna reprodutiva. Apenas algumas células se reproduzem. As outras formam um corpo somático com funções vegetativas.

A vantagem desta especialização é a maior garantia de estabilidade celular. Apenas um pequeno grupo de células se reproduz através de um sistema novo, chamado meiose. O corpo vegetativo se reproduzindo apenas por mitose pode acumular erros genéticos, comprometendo a formação de novas células sexuais. Assim, é possível que a seleção natural tenha privilegiado organismos com alguns mecanismos que acabam por eliminar o corpo somático. O custo desta modificação seria a perda de uma colônia de células cujo desenvolvimento envolve investimentos. O benefício seria a renovação total das células destas colônias. Esta relação custo-benefício pode ser observada em todos os organismos multicelulares, cuja expectativa de vida é variável e pode estar ligada a fatores tais como massa corporal, padrão metabólico e singularidade genética. De acordo com essa teoria, o envelhecimento não seria uma falha do sistema biológico e sim um mecanismo produzido pelo processo evolutivo.

Proponha aos alunos uma atividade de pesquisa na qual eles colhem dados de diversas espécies de animais. Os dados são:
a) massa corporal média do indivíduo maduro sexualmente
b) expectativa de vida
c) taxa metabólica
d) idade que atinge a maturidade sexual
e) idade que atinge o fim da produção de gametas

Peça que se inspirem no infográfico que aparece na reportagem de VEJA e façam seus gráficos baseados nos dados colhidos na pesquisa. O material publicado na revista tem como objetivo principal criar uma escala comparativa do tempo de vida de cada espécie. Os alunos poderão ir além deste tipo de comparação, procurando relações positivas e padrões relacionados ao envelhecimento. Podem levantar hipóteses, como por exemplo: organismos com maior investimento no corpo somático tendem a ter maior tempo de vida? Ou: existe uma proporcionalidade entre expectativa de vida e período de maturidade sexual nas diferentes espécies? Até que ponto o tipo de metabolismo afeta a expectativa de vida? Se os gráficos apresentarem padrões confiáveis, seria possível então fazer uma distinção entre senilidade precoce e envelhecimento saudável nas espécies analisadas? Peça que aproveitem o vigor da juventude para escrever um relatório com os dados levantados e um comentário a respeito das hipóteses discutidas em aula.

Créditos:
Ricardo Vieira dos Santos Paiva
Formação:
professor de Biologia do Colégio Santa Cruz, de São Paulo.
Autor Nova Escola

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