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Revista de Life Extension

LEF revista agosto de 1998

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La universidad del estudio de Wisconsin

 

Las muestras del músculo del muslo de macacos de la India fueron examinadas para la presencia de eliminaciones mitocondriales edad-asociadas de la DNA. Varios animales normalmente alimentados a partir del 6 a 34 años de edad fueron examinados para las eliminaciones mitocondriales de la DNA en una región que ocupaba cerca de una mitad del genoma mitocondrial. Todas las muestras de animales durante 13 años de edad contuvieron productos mitocondriales de la eliminación de la DNA, mientras que la presencia de eliminaciones estaba reducida grandemente o ausente en animales más jovenes. Los modelos específicos de la eliminación variaron de individual al individuo. Algunas eliminaciones eran comunes a varios animales mientras que otras aparecían ser únicas a un animal particular. El trabajo posterior mostró que los genomas mitocondriales suprimidos están distribuidos de una manera del mosaico, con la mayoría de las células (las fibras de músculo) teniendo ningún o niveles bajos de eliminaciones, mientras que un subconjunto de las células tenía niveles.

Estos datos demuestran la importancia de estudiar el músculo esquelético de envejecimiento usando técnicas microscópicas, en vez del pulido encima del tejido entero para los análisis bioquímicos. Por consiguiente, hemos utilizado microscopia para estudiar muestras del músculo del muslo de los macacos de la India (edades 2 a 39 años) procesados para el estudio de las actividades mitocondriales del sistema de transporte del electrón. Analizábamos 1.000 a 7.000 fibras por animal. En los animales hasta 26 años de edad, que aproxima la última Edad Media, las actividades enzimáticas exhibieron un aspecto típico del “tablero de damas”, con esas fibras conteniendo niveles de las mitocondrias que manchaban más intenso mientras que las fibras con menos mitocondrias mancharon menos intenso.

El valor de los estudios animales

Las opiniónes en el uso de animales en la investigación engendran diferencias enormes y altamente cargadas entre la gente, rivalizando ésos accionados por el tema del aborto. Sin embargo, mientras que amando a los dueños del animal doméstico (cuatro gatos, un perro, y Elmo el hámster, que proporcionan fuentes de gran afecto en nuestros dos hogares) los autores sienten muy fuertemente que muchas de las brechas médicas más grandes del país no habrían sido posibles sin la investigación animal.

La lista de tales brechas está lejos de trivial, incluyendo una vacuna para la poliomielitis, los tratamientos de la insulina para los tratamientos de los diabéticos, de la medicación para la tensión arterial alta, de la diálisis del riñón, de la radiación y de quimioterapia para el cáncer. La investigación animal es necesaria ayudar a entender biología y la patología básicas, y también a probar las nuevas herramientas de diagnóstico, las técnicas quirúrgicas y las últimas medicaciones.

La investigación animal ha sido absolutamente esencial para el bulto del progreso hecho hasta la fecha en la comprensión del proceso del envejecimiento. Estudiando macacos de la India, la universidad del grupo de investigación del envejecimiento del centro del primate de Wisconsin y sus colaboradores han hecho progreso en el aprendizaje más sobre el proceso del envejecimiento y han asociado cambios patológicos y fisiológicos en este modelo animal valioso.

Es muy probable que el éxito de esfuerzos futuros para lograr una mejor comprensión del proceso del envejecimiento y cómo retrasar su progresión dependa, en parte muy grande, del uso apropiado de los modelos animales.

En los dos monos durante 30 años, sin embargo, no hay tal modelo presente en las secciones del músculo, y la coloración de intensidad era mucho más baja que en los animales más jovenes. En los macacos de la India más viejos, 20 a 39 años de edad, las fibras individuales fueron encontradas que no tenían ninguna actividad perceptible de una de las enzimas, pero habían terminado reactivas para otra. Los niveles de estas fibras anormales aumentaron con la edad del animal. No se detectó ningunas de estas actividades enzimáticas anormales en los macacos de la India más jovenes, edades 2 a 16 años.

Según lo observado, los modelos del roedor (los ratones y las ratas) se han utilizado para dirigir los estudios de la función mitocondrial del primate. La influencia de la restricción dietética iniciada en últimas ratas de la Edad Media (en 17 meses) en las fibras de músculo que mostraban anormalidades mitocondriales era analizada, al igual que la acumulación mitocondrial de la eliminación de la DNA en músculos esqueléticos discretos. Los tejidos a partir de tres grupos de ratas fueron estudiados: Los jóvenes (3-4 meses) alimentaron sin la restricción; viejo (30-32 meses) restringido en 17 meses; y viejos controles.

Encontramos que la restricción dietética, comenzada en última Edad Media, puede retrasar aumentos edad-asociados en el número de fibras de músculo esquelético que tienen anormalidades mitocondriales de la enzima y disminuir la acumulación de eliminaciones mitocondriales de la DNA. En cerca de 10 años, debemos saber si los resultados similares ocurren en los monos sujetados a la restricción dietética del adulto-inicio.

También hemos estudiado los cambios en la composición del cuerpo (una disminución grande de la grasa y un descenso mucho más suave en masa magra), niveles de circulación más bajos de insulina y de glucosa, y mayor sensibilidad de la insulina. Todos estos cambios sostienen que los monos restrictos son más sanos que los controles. Esta declaración es apoyada por la observación que tres de los controles del grupo 1 son actualmente diabético o pre-diabéticos, mientras que ningunos de los animales restringidos del grupo 1 están mostrando cualquier muestra de desarrollar la enfermedad, común para los macacos de la India convencionalmente alimentados.

También hay varios experimentos que son conducidos para aprender la naturaleza de la influencia de la restricción dietética (o de la no-influencia) en varios indicadores posibles de la edad biológica. Por ejemplo, divulgamos varias inmunorespuestas bajadas en animales dietéticos de la restricción. La capacidad de los glóbulos blancos de experimentar la división celular cuando estaba estimulada con una sustancia química apropiada fue reducida en monos restrictos, con respecto a controles, durante el intervalo después de dos a cuatro años de restricción dietética.

Las respuestas de la actividad y del anticuerpo de la célula de asesino natural a la vacuna de la gripe también fueron reducidas durante este intervalo en monos restrictos. Ni los antígenos superficiales de la célula ni las cuentas periféricas del linfocito de la sangre aparecen ser afectados por la restricción dietética hasta el momento. Estos resultados, sugiriendo las inmunorespuestas bajadas en animales restrictos, no son ésos previstas basado en trabajo en roedores.

En otro aspecto de nuestros estudios, iniciamos una colaboración con los laboratorios del Dr. Rajindar Sohal en la universidad de methodist meridional y del Dr. William Cefalu (arquero Grey School de la medicina) para investigar la tensión y el atherogenesis oxidativos. Un contenido total más alto del sulfidrilo del plasma fue encontrado; los datos muestran una mayor capacidad de reducción en el plasma en los monos restrictos, que sugiere una mayor capacidad de quitar radicales libres de la sangre.

También, los niveles del triglicérido se han encontrado para ser reducidos en los animales restrictos, y las lipoproteínas extraídas del plasma dietética de la restricción son menos propensas que es oxidada en un sistema in vitro que las lipoproteínas de controles. Otra observación muy interesante (y potencialmente importante) es que las lipoproteínas extraídas del plasma de monos restrictos son menos adherentes a las paredes del vaso sanguíneo que las lipoproteínas de controles.

Pues preparamos el uso de la renovación para el proyecto del programa para financiar este trabajo a partir de 1999 a 2004, algunas nuevas direcciones y oportunidades son evidentes. Por ejemplo, un nuevo proyecto será el ocuparse propuesto de la inmunorespuesta a la gripe en estos animales. Esto será encabezada por el Dr. David Watkins, líder mundial en el campo muy especializado de la inmunidad que estudia en monos. El otro trabajo medirá niveles de hormonas y de metabilitos en orina para evaluar la situación del eje hypothalamo-pituitario-suprarrenal. Otro nuevo acercamiento será el uso de un tipo especial de agua (llamada “agua doble-etiquetada”) de medir tasa metabólica.

Hay acuerdo extenso entre gerontologists sobre la importancia de determinar las influencias de la restricción dietética en el envejecimiento en primates no humanos. Este tema, que pudo aparecer ser simple a perseguir, no es tan directo. No han establecido a los buenos marcadores de la edad biológica en macacos de la India. La variación del animal-a-animal inherente en animales genético diversos (contra manchas innatas de ratones) hace esencial estudiar números adecuados de animales para recopilar datos significativos.

Además, la mayor parte de qué se sabe sobre los efectos biológicos de la restricción dietética en roedores es el resultado de estudios transversales de tejidos de animales matados, mientras que los estudios de la restricción dietética en monos han sido como mínimo invasores.

A pesar de estos desafíos crónicos, esperamos que nuestro estudio esté proporcionando una mejor comprensión de la biología del envejecimiento en primates y que contribuye perceptiblemente a la base de conocimientos que se puede utilizar por las comunidades científicas y médicas atenuar el desarrollo de las expresiones biológicas indeseables del envejecimiento.

Asocian a los co-autores Richard Weindruch, Ph.D. (científico de la ventaja) y Jennifer Christensen al centro de investigación regional del primate de Wisconsin, situado en la universidad de Wisconsin-Madison, uno de siete centros de investigación regionales del primate financiados por los institutos de la salud nacionales. Estos centros sirven como recursos regionales y nacionales para solucionar problemas de salud humana con la investigación sobre modelos del primate no humano.

Lectura adicional

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