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Grupos de investigación

Biología celular y Biotecnología

Nombre del Grupo de Investigación
Daniel José Moreno Fernández-Ayala
Researcher associated to Dr Plácido Navas Lloret. UPO

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Resumen


El envejecimiento está ligado con acumulación de daños celulares producida por el incremento en los factores que inducen estos daños, entre ellos los radicales libres, y la pérdida de la capacidad de células y tejidos para eliminar las estructuras moleculares dañadas. De hecho, una de las teorías que intentan explicar el envejecimiento afirma que el estrés oxidativo es una de las fuentes principales del daño celular causante de la acumulación de estructuras orgánicas aberrantes que han sido asociadas a la muerte celular ligada al envejecimiento. Hasta la fecha, la restricción calórica (CR, de caloric restriction) es la intervención no genética más efectiva capaz de incrementar la esperanza de vida y de reducir la tasa de envejecimiento en múltiples especies. No obstante, el mecanismo implicado en el efecto anti-envejecimiento de la CR no se ha clarificado completamente, aunque parece claro que la reducción del daño oxidativo conjuntamente con mecanismos bioenergéticos, especialmente ligados a la mitocondria, son fenómenos principales en este proceso.

Nuestra principal línea de investigación estudia el efecto de la CR sobre los cambios metabólicos implicados en un uso más eficiente de los nutrientes por parte de la mitocondria y y los mecanismos antioxidantes implicados en la prevención del daño oxidativo de los componentes celulares.
Igualmente estamos trabajando en los mecanismos antioxidantes y metabólicos asociados al efecto del resveratrol, un conocido polifenol mimético de muchos de los efectos de la restricción calórica, como compuesto antienvejecimiento.

Todos estos estudios se encaminan a determinar de qué manera se produce el envejecimiento en nuestro organismo y cómo podemos proceder para enlentecer este proceso.

Como se puede observar en la figura 2, la restriccion calórica (CR), el ejercicio (EX) y el resveratrol (RSV) pueden inducir la ruta dependiente de AMPK y de Sirtuínas en diferentes células disparando mecanismos implicados en la homeostasis mitocondrial, la activación de la respiración en la mitocondria y la reestructuración mitocondrial mediante la inducción de la biogénesis y la auto/mitofágia. Todos estos mecanismos están implicados en el papel de la mitocondria en el envejecimiento y unidos a la activación de los mecanismos antioxidantes durante el envejecimiento,

Wn la actualidad estamos desarrollando un segundo proyecto centrado en el estudio del efecto del resveratrol y el ejercicio como miméticos de la restricción calórica sobre diferentes parámetros fisiológicos relacionados con la respuesta celular frente al estrés. Este proyecto ha sido financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación con el proyecto número DEP2009-12019.

Teniendo en cuenta los resultados obtenidos en los últimos proyectos realizados centrados en el efecto de la restricción calórica y el resveratrol y la respuesta a la actividad física, nos hemos propuesto ir más allá y determinar los mecanismos epigenéticos implicados en la diferente respuesta que se produce en los órganos dependiendo de la edad del individuo. Este proyecto comenzó el primero de febrero de 2013 y en él determinaremos los mecanismos epigenéticos implicados en esta diferente respueata y financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad (DEP-2012-39985).

En todos estos estudios y en otros financiados por el Gobierno Andaluz (Centro Andaluz de Medicina del Deporte: IMD2012SC0002) hemos también estudisdo la regulación del mecanismo de síntesis de coenzima Q, el miembro lipídico de la cadena de transporte electrónico mitocondrial y el principal antioxidante presente en las membranas celulares. Teniendo en cuenta que en la restricción calórica el coenzima Q se acumula en la membrana plasmática para compensar en un posible mecanismo de compensación del equilibrio redox en la célula completa, este componente puede estar importantemente implicado en el envejecimiento.

También estamos interesados en el estudio de la regulación de los mecanismos de síntesis de coenzima Q, el miembro lipídico del transporte electrónico mitocondrial y uno de los principales compuestos antioxidantes en las membranas celulares y el papel de este coenzima Q en la membrana plasmática como mecanismo de compensación del equilibrio redox de la célula.