Ciencia nutricional para retrasar el envejecimiento y prevenir el cáncer y los accidentes cerebrovasculares
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La senescencia vegetal es el proceso de envejecimiento de las plantas. Las plantas presentan un envejecimiento del desarrollo inducido por el estrés y relacionado con la edad.[1] La degradación de la clorofila durante la senescencia de las hojas revela los carotenoides, como la antocianina y las xantofilas, que son la causa del color otoñal de las hojas en los árboles de hoja caduca. La senescencia de las hojas tiene la importante función de reciclar nutrientes, sobre todo nitrógeno, para los órganos de crecimiento y almacenamiento de la planta. A diferencia de los animales, las plantas forman continuamente nuevos órganos y los órganos más viejos se someten a un programa de senescencia altamente regulado para maximizar la exportación de nutrientes.
La senescencia programada parece estar muy influida por las hormonas vegetales. Las hormonas ácido abscísico, etileno, ácido jasmónico y ácido salicílico son aceptadas por la mayoría de los científicos como promotoras de la senescencia, pero al menos una fuente menciona las giberelinas, los brasinoesteroides y la estrigolactona como también implicadas. [2] Las citoquininas ayudan a mantener la célula vegetal y la expresión de genes de biosíntesis de citoquinina en una fase tardía del desarrollo previene la senescencia de la hoja. 3] La retirada o incapacidad de la célula para percibir la citoquinina puede provocar la apoptosis o la senescencia. 4] Además, los mutantes que no pueden percibir el etileno muestran un retraso en la senescencia. La comparación en todo el genoma de los ARNm expresados durante la senescencia inducida por la oscuridad frente a los expresados durante la senescencia de desarrollo relacionada con la edad demuestra que el ácido jasmónico y el etileno son más importantes para la senescencia inducida por la oscuridad (relacionada con el estrés), mientras que el ácido salicílico es más importante para la senescencia de desarrollo[5].
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La respuesta sensorial de una planta a los estímulos externos depende de mensajeros químicos (hormonas). Las hormonas vegetales afectan a todos los aspectos de la vida de las plantas, desde la floración hasta el cuajado y la maduración de los frutos, y desde el fototropismo hasta la caída de las hojas. Al igual que en los animales, las hormonas son moléculas señalizadoras que están presentes en cantidades muy pequeñas, se transportan por todo el cuerpo de la planta y sólo provocan respuestas en las células que tienen los receptores hormonales adecuados. En las plantas, las hormonas viajan por todo el cuerpo a través del tejido vascular (xilema y floema) y de célula a célula a través de los plasmodesmos.
En esta sección, describiremos una hormona vegetal cada vez y describiremos brevemente todos los comportamientos vegetales asociados a esa hormona. En la sección siguiente, describiremos el estímulo particular que inicia un comportamiento de la planta y la vía que regula esa respuesta.
En la sección anterior, hemos enumerado un conjunto de hormonas vegetales y descrito brevemente los procesos que regulan. En la sección siguiente, describiremos los diferentes estímulos a los que pueden responder las plantas, las respuestas a estos estímulos y las hormonas que desempeñan un papel en la vía de respuesta. En algunos casos, también profundizaremos en la descripción de las vías que regulan estas respuestas. En otras palabras, la sección siguiente explica cómo estas hormonas regulan los comportamientos descritos en la sección anterior.
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El etileno gobierna el desarrollo de hojas, flores y frutos. También puede promover, inhibir o inducir la senescencia dependiendo de los niveles óptimos o subóptimos de etileno (Konings y Jackson, 1979; Khan, 2005; Pierik et al., 2006). Parece bastante interesante examinar cómo la misma hormona influye en los dos procesos contradictorios de crecimiento y senescencia. Esta revisión cubre la discusión sobre el papel del etileno en el crecimiento y desarrollo y explora su interacción con otras hormonas en la regulación de estos procesos.
El efecto del etileno en el crecimiento y desarrollo de las hojas puede ser independiente o dependiente de su interacción con otras hormonas. Múltiples receptores de una fitohormona podrían estar implicados en respuestas no redundantes, ya sea en diferentes tejidos, en diferentes etapas de desarrollo, o ante diferentes señales ambientales.
Los estudios han demostrado que la epinastia foliar podría atribuirse al etileno estimulado por la auxina o a una actividad de la auxina sola (Abeles et al., 1992; Sterling y Hall, 1997; Grossmann, 1998; Hansen y Grossmann, 2000). Se encontró que la inhibición del crecimiento foliar inducida por auxina era independiente del etileno en plantas de frijol común (Phaseolus vulgaris) (Keller et al., 2004). La inhibición del etileno mediante la aplicación de 1 mM de inhibidor de la síntesis de etileno ácido aminooxiacético (AOA) con 1 mM de IAA no afectó la inhibición del crecimiento foliar inducida por auxina. La aplicación diaria de 1 mM de AOA por sí sola no afectó al crecimiento foliar, pero durante un periodo de 24 h, el tratamiento con 1 mM de AOA fue eficaz como inhibidor de la biosíntesis de etileno en hojas desprendidas de judía común.
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La palabra hormona procede del griego y significa “poner en movimiento”. Se producen de forma natural en las plantas, aunque hay sustancias químicas muy similares producidas por hongos y bacterias que pueden afectar al crecimiento de las plantas[1]. También hay un gran número de compuestos químicos relacionados sintetizados por los seres humanos que funcionan como hormonas y que se denominan reguladores del crecimiento de las plantas, o PGR, por sus siglas en inglés. Al principio del estudio de las hormonas vegetales, “fitohormona” era el término comúnmente utilizado, pero su uso está menos extendido en la actualidad.
La concentración de hormonas necesaria para las respuestas de las plantas es muy baja (de 10-6 a 10-5 mol/L), debido a estos bajos niveles ha sido muy difícil estudiar las hormonas vegetales y sólo desde finales de la década de 1970 los científicos han podido empezar a reconstruir sus efectos y relaciones con la fisiología de las plantas. Gran parte de los primeros trabajos sobre las hormonas vegetales consistieron en el estudio de plantas genéticamente deficientes en una de ellas o en el uso de plantas cultivadas in vitro a las que se aplicaron diferentes proporciones de hormonas y se comparó el crecimiento resultante. Las primeras observaciones y estudios científicos datan de la década de 1880, y la determinación y observación de las hormonas vegetales y su identificación se extendió a lo largo de los 70 años siguientes.
