Nutrição e biogênese mitocondrial

As mitocôndrias são organelas citoplasmáticas presentes na maioria das células eucarióticas. São constituídas por duas membranas altamente especializadas, além de possuírem os espaços intermembranar e interno da matriz, localizado neste último o DNA mitocondrial e maior concentração das funções enzimáticas. Constantemente são alteradas na dinâmica celular, variam de tamanho e em número de acordo com tecidos e avidez energética, já que são organelas protagonistas na produção energética, a partir de substratos como glicose, ácidos graxos e aminoácidos, além de participarem na produção de calor.
As mitocôndrias são descendentes da relação simbiótica de origem bacteriana que se estabeleceu em uma célula hospedeira. Observa-se que as mitocôndrias possuem genoma específico, além de possuírem processo de replicação autônoma, através da codificação de proteínas específicas pelo genoma e núcleos mitocondriais. Sua função energética foi condição essencial para o surgimento de células eucarióticas e desenvolvimento de sistemas.
A biogênese mitocondrial relaciona a múltipla ação e coordenação dos genomas codificadores nuclear e mitocondrial. A regulação celular por mecanismo adaptativo altera em número e na arquitetura das mitocôndrias existentes. O estímulo adicional a necessidade de alteração e maior produção de energia favorece uma cascata de vias de sinalização e resulta na expressão de genes para a formação de novas mitocôndrias. Além de formação de novas células, a biogênese mitocondrial, correlaciona-se com o aumento da organela e da expressão dos complexos enzimáticos.
O processo da biogênese mitocondrial, ocorre através da ativação do coativador 1α do receptor gama ativado pelo proliferador de peroxisoma, o PGC-1α (Peroxisome proliferator-activated receptor- coactivator), que é proteína reguladora e participa de inúmeros processos metabólicos, incluindo produção de novas mitocôndrias em tecidos que demandam maior produção energética, como os músculos esqueléticos e coração, atua também no controle da β-oxidação mitocondrial e no estresse oxidativo. PGC-1α interage com as NRF-1 e NRF-2 que regulam a transcrição mitocôndrial, ativa outras enzimas como o fator de transcrição mitocondrial A (mtTFA) e estimula a duplicação do DNA mitocondrial.
Alguns fatores influenciam a biogênese mitocondrial sendo eles o estresse ambiental, tais como: exercício físico, restrição calórica, baixa temperatura, estresse oxidativo, divisão renovação e diferenciação celular. A restrição calórica e sua atuação sobre a biogênese mitocondrial é favorecida por mecanismo de produção de ATP e a expressão de SIRT1 (NAD+ deacetilase dependente) assim como supostamente o resveratrol, presente no vinho, por meio da expressão de eNOS e ativação de PGC1-alfa. O óxido nítrico (NO), radical livre produzido a partir da L-arginina (ácido 2-amino-5-guanidino pentanóico) e do oxigênio, possui atividade vasodilatadora e favorece o aumento da nutrição celular e consequente aporte de  substratos energéticos para a mitocôndria. NO supostamente pode influenciar diretamente o consumo de oxigênio pela mitocôndria devido sua função na adaptação à hipóxia. A interação do NO mediado via AMPK (proteína quinase ativada por adenosina monofosfato) na regulação da PGC-1 α está possivelmente ligado ao aumento da biogênese mitocondrial, promovido por um mecanismo de feedback positivo entre a produção de NO e a ativação da AMPK, que resulta no aumento da expressão da PGC-1α. Atualmente novos estudos apontam ouros nutrientes como o selênio e a quercetina (flavonoide natural presente em cebolas e maçãs) atuando positivamente na biogênese mitocondrial, logo a alimentação saudável, além da pratica de exercício físico como rotina, exerce papel essencial nesse processo.

Este texto foi escrito por Ivana Fiscina, baseado em artigos científicos. Todo material utilizado pode ser disponibilizado quando requerido.
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