Estudio de la xantina oxidasa y otros parámetros de estado redox en el envejecimiento cronológico, prematuro y patológico en raton
- Autores: María del Carmen Vida Rueda
- Directores de la Tesis: María Isabel Corpas Vázquez (dir. tes.), Eva Maria Gonzalez Arana (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2016
- Idioma: español
- Número de páginas: 406
- Tribunal Calificador de la Tesis: Gustavo Barja de Quiroga Losada (presid.), Rosa María Arahuetes Portero (secret.), María José Pérez Ávarez (voc.), Carmen Gómez Guerrero (voc.), M. Isabel Baeza Monedero (voc.)
- Materias:
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- Resumen
- español
El envejecimiento subyace a una situación de estrés oxidativo crónico (aumento de oxidantes y/o disminución de antioxidantes) que contribuye al daño oxidativo y al deterioro de la funcionalidad celular. Enzimas oxidantes como la xantina oxidasa (XO) podrían contribuir de forma importante al aumento del estrés oxidativo asociado al envejecimiento. La XO es una de las principales fuentes citoplasmáticas de ROS, juega un importante papel en la regulación del estado redox celular y contribuye al estrés oxidativo en numerosas patologías, sin embargo, aún no está claro su papel como prooxidante en el envejecimiento. Con la edad, también se ha descrito un declive de enzimas antioxidantes, como la superóxido dismutasa (SODt) o la catalasa (CAT), cuyo balance es determinante para mantener el equilibrio redox. Además, un alto estrés oxidativo está asociado a una mayor ansiedad, acelerando la velocidad de envejecimiento y disminuyendo la longevidad. Por otro lado, el estrés oxidativo está implicado en la patogénesis de la enfermedad de Alzheimer (EA), sin embargo son pocos los estudios sobre el estado redox a nivel periférico en fases tempranas de la EA. Por todo ello, los objetivos planteados fueron: 1) Estudiar los cambios con la edad en la actividad/expresión de la XO y otros parámetros de estado redox en órganos, células inmunitarias y plasma de ratones de distintas edades y cepas. 2) Caracterizar las poblaciones leucocitarias y los cambios en la actividad/expresión de la XO y otros parámetros de estado redox en leucocitos peritoneales a lo largo del envejecimiento. Estudiar la contribución de la XO al estrés oxidativo asociado a dicho proceso. 3) Caracterizar a la XO y otros parámetros de estado redox en órganos, células inmunitarias y plasma en un modelo de envejecimiento prematuro en ratón. Estudio en distintas cepas y edades. 4) Estudiar el efecto de la administración crónica de alopurinol (1 mmol/L) sobre el estado redox de órganos y leucocitos peritoneales de ratones viejos prematura (PAM) y no prematuramente (NPAM) envejecidos. 5) Caracterizar los cambios en la XO y otros parámetros de estado redox a nivel periférico en ratones adultos, hembras y machos, en un modelo triple transgénico para la EA (3xTgAD). Los resultados obtenidos en la presente tesis indican que: 1) En los ratones ICR-CD1 y BALC/c la actividad/expresión de la XO aumenta con la edad en órganos y células inmunitarias. Este aumento es muy marcado en los viejos, que también presentan un declive en sus defensas antioxidantes y un aumento del balance XO/(SODt+CAT) y del daño oxidativo a lípidos, que correlaciona con el aumento de XO. Por el contrario, los longevos muestran unos niveles preservados de actividad/expresión de XO, así como de producción de oxidantes y de defensas antioxidantes, similares a los adultos. 2) Los ratones viejos presentan una alteración en sus poblaciones leucocitarias peritoneales y un mayor estrés oxidativo en relación a los adultos. Sin embargo, los longevos presentan en sus leucocitos un estado redox preservado y unas poblaciones celulares conservadas. La inhibición con alopurinol in vitro demuestra que la XO contribuye al aumento de la producción de ROS con la edad, y sobre todo de H2O2. 3) Los PAM adultos muestran un mayor estrés y daño oxidativo en comparación con los NPAM, siendo similar al observado en ratones viejos. Las diferencias entre los NPAM y los PAM se pierdan en edades avanzadas. 4) La administración crónica de alopurinol disminuye el estrés oxidativo en ratones viejos, y de forma más marcada en los PAM. 5) Los 3xTgAD adultos muestran a nivel periférico un aumento del estrés oxidativo en relación a la cepa salvaje, siendo este más marcado en los machos. Los resultados de este estudio demuestran la implicación y contribución de la XO al estrés y daño oxidativo asociado al proceso de envejecimiento. Así, la determinación de su actividad y expresión en células inmunitarias, podría ser un buen marcador de edad biológica.
- English
The chronic oxidative and inflammatory state underlying the aging process, that affects all physiological systems of the organism, results in a progressive loss of homeostasis and the health. Thus, according to the theory of oxidation proposed by Harman in 1956 to explain how aging occurs, the oxidative stress is caused by increased production of oxidants and / or reduction systems antioxidant defenses, resulting increased oxidative damage in biomolecules (lipids, proteins, DNA), which explains the deterioration of cell functionality associated with the age. In this context, it is proposed that various oxidizing enzymes such as xanthine oxidase (XO), could contribute in a relevant manner to the oxidative stress associated with aging. The XO has been described as a major cytoplasmic source of O2 • - and H2O2, as well as RNS, and plays an important role in the regulation of the cellular redox state, as well as contributes to oxidative stress and chronic inflammation that occur in many diseases associated with aging, however, is not yet clear its role as a prooxidant mechanism in physiological aging. Moreover, there are not studies in which the activity and expression of this enzyme have been characterized along the aging process. Furthermore, although inhibition assays performed with allopurinol, a specific XO inhibitor, demonstrated the involvement of this enzyme in oxidative and inflammatory stress underlying to several pathologies associated with aging (i.e. Hypertension, diabetes, etc.). However, there are no direct studies on the effects of allopurinol on oxidative stress associated with aging. Furthermore, an age-related decline in antioxidant enzymes, such as superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT), has been described, which is is critical to maintaining a good redox balance, as well as to prevent cell damage caused by ROS generated by the XO and other oxidants sources. In this context, it is important to note that previous studies of our laboratory revealed that the higher oxidative stress state observed in leukocytes from old mice, could explain the impaired immune function of these animals. However, immune cells from naturally long-lived animals or centenarians showed preservation of immune function in response to stimuli and controlled oxidative stress and the increased oxidation in these cells. Moreover, in the context of the neuro-immune communication there are several examples of alteration of survival responses, in which an oxidation-inflammation occurs, that accelerates the rate of aging...
- español
