Definição da Dinâmica Mitocondrial

Ángel Zamora Ramirez
Graduação em física

A dinâmica mitocondrial é o conjunto de processos através dos quais as mitocôndrias moldam a morfologia da rede mitocondrial de uma célula.

No literatura É comum que a mitocôndria apareça como uma organela de formato oval que tem a função de fornecer energia para a célula na forma de ATP. Esse modelo simplificado da mitocôndria é útil para localizá-la como parte da célula, mas também fornece uma imagem um tanto enganosa da mitocôndria na célula.

Ao contrário do que geralmente é mostrado, o número de mitocôndrias varia de um tecido para outro, tecidos com alto consumo de energia. como o músculo esquelético e o músculo cardíaco têm um número maior de mitocôndrias do que aqueles que não precisam de tanta energia. Além disso, as mitocôndrias são capazes de formar redes e subpopulações dentro da mesma célula. A rede mitocondrial é capaz de se adaptar às demandas metabólicas da célula, essa adaptação é alcançado graças à "dinâmica mitocondrial", que é composta pelos processos de "fusão" e "fissão" mitocondrial.

fusão mitocondrial

A fusão mitocondrial ocorre quando duas mitocôndrias se fundem para formar uma mitocôndria maior e alongada. As mitocôndrias têm duas membranas, uma membrana externa e uma membrana interna. No processo de fusão, ambas as membranas precisam se unir para gerar uma mitocôndria maior. Nos mamíferos, a fusão mitocondrial ocorre graças a proteínas Mfn1 e Mfn2 que são responsáveis ​​pela fusão das membranas externas e a proteína OPA 1 que funde as membranas internas.

A matriz é o espaço delimitado pela membrana interna da mitocôndria, nela está o dna mitocondrial, certas proteínas e íons orgânicos, entre outras coisas. Quando duas mitocôndrias se fundem, o conteúdo de suas matrizes também é compartilhado. Assim, pensa-se que uma das funções da fusão mitocondrial é manter as mitocôndrias em um estado ótimo para a produção de ATP, além disso, a fusão permite que uma forma mais unida e alongada seja dada à rede mitocondrial do célula.

fissão mitocondrial

Oposto à fusão mitocondrial é a fissão mitocondrial. Esse processo ocorre quando uma mitocôndria se fragmenta para dar origem a duas mitocôndrias menores. A fissão mitocondrial em mamíferos ocorre graças à intervenção da proteína Drp1, esta proteína acumula-se em determinados sítios específicos da membrana externa da mitocôndria e “espreme-a” até a cortar e obter duas mitocôndrias mais pequenas.

Uma das funções da fissão mitocondrial é o transporte de mitocôndrias de uma parte da célula para outra, já que mitocôndrias menores são mais fáceis de transportar. Além disso, a fissão pode servir para excluir da rede mitocondrial aquelas mitocôndrias que não funcionam mais adequadamente e são posteriormente degradadas.

Controle de qualidade mitocondrial

Ele manutenção da rede mitocondrial é de vital importância para garantir o bom funcionamento da metabolismocelular. O DNA mitocondrial é especialmente suscetível a danos e mutações porque não possui mecanismos de proteção como o DNA nuclear. Danos ao DNA mitocondrial e outras condições, como estresse oxidativo, podem fazer com que as mitocôndrias não funcionem adequadamente.

Para lidar com isso, há um controle de qualidade que é largamente moldado pela dinâmica mitocondrial. Ciclos contínuos de fusão e fissão ajudam a reparar a rede mitocondrial e a secretar mitocôndrias disfuncionais que afetam a célula. As mitocôndrias disfuncionais são decompostas por meio de outro processo chamado "mitofagia". Desta forma, garante-se que a rede mitocondrial é composta maioritariamente por mitocôndrias. funcional.

Dinâmica e patologias mitocondriais

Várias condições patológicas têm sido associadas a um mau funcionamento da dinâmica mitocondrial. Certos tipos de doença de Charcot-Marie-Tooth foram associados a mutações no gene que codifica a proteína de fusão mitocondrial Mfn2. Várias mutações no gene que codifica OPA1 foram associadas à atrofia óptica, a neuropatia óptica hereditária mais comum. Além disso, condições que afetam o metabolismo, como obesidade ou síndrome metabólica, têm sido relacionadas ao disfunção mitocondrial e com um desequilíbrio na dinâmica mitocondrial, resultando em uma rede mitocondrial mais forte. fragmentado.

Dinâmica mitocondrial e exercício

O músculo esquelético é um dos tecidos com maior número de mitocôndrias devido à grande quantidade de energia que requer. O exercício estimula especialmente o músculo esquelético e tem se mostrado capaz de modificar a dinâmica mitocondrial neste tecido.

Vários estudos mostram que o exercício aumenta a fusão mitocondrial no músculo esquelético. Além disso, é capaz de estimular a degradação de mitocôndrias disfuncionais por meio da mitofagia e aumentar o número de mitocôndrias presentes no músculo esquelético. Todos esses efeitos reforçam a utilidade do exercício na prevenção e combate à obesidade e à síndrome metabólica.