DNA mitocondrial pode ser chave para desvendar doenças e velhice precoce

Há milhões de anos atrás a célula do mamífero tornou-se capaz de utilizar o oxigênio (O2) graças a uma provável simbiose (sociedade) feita com uma bactéria marinha capaz de utilizar o O2. Essa “bactéria“ foi primeiramente descrita pelo histologista alemão Richard Altmann em 1894 que as denominou as organelas celulares chamadas de bioblastos. Atualmente a conhecemos como  Mitocôndria e ela pode ser considerada a principal organela que habita o interior das nossas células. Isso porque, a mitocôndria é a “fornalha” celular, ou seja, local onde produzimos o a energia para a vida.

De fato, sem energia não há vida e, por isso, um dos fenômenos biológicos mais estudados nos últimos anos é o declínio progressivo da função dessas mitocôndrias com a idade, o que leva a uma lenta diminuição da vitalidade das nossas células e menor produção de energia, o ATP.

Curiosamente, a mitocôndria possui um DNA próprio que herdamos apenas da nossa mãe e ele difere totalmente do DNA presente no núcleo das nossas células. Essa existência do DNA mitocondrial sugere que, as mitocôndrias já existiram um dia como organismos separados das suas atuais células-hospedeiras, nesse caso, as nossas células humanas.

Diversos estudos tentam elucidar se a origem da maioria das doenças possa estar na mitocôndria entre elas o câncer, por exemplo. É razoável pensarmos que se há uma falha na mitocôndria não haveria produção de energia adequada e, consequentemente, poderíamos adoecer. Para os cientistas, quando temos uma mitocôndria “doente“ ela não utilizaria o O2 como deveria mesmo que as quantidades de O2 estivessem ideais. Esse novo fenômeno é conhecido pela ciência  como “Hipóxia Mitocondrial“ e parece ser o cerne do envelhecimento precoce e de várias doenças degenerativas.

Um estudo da universidade de Harvard feito pelo Dr. David Sinclair e sua equipe publicado em 2013 na revista Cell (fator de impacto: 32,2) mostra que o envelhecimento leva a um declínio específico da função mitocondrial e a uma diminuição da oxidação (produção de energia) com maior lesão no DNA celular. Esse estudo também descreve que com a idade ocorre uma queda dos níveis de Dinucleótido de nicotinamida e adenina (NAD+). Esse substrato celular é fundamental por facilitar a oxidação mitocondrial no ciclo de Krebs. Ainda segundo os pesquisadores, possivelmente a reposição com NAD+ na mitocôndria poderia até diminuir a progressão de doenças como o câncer e de retardar o envelhecimento.

Além disso, outros estudos mostram que pequenas atitudes podem retardar o envelhecimento e evitar o declínio da função mitocondrial:

1 – Ter uma boa noite de sono: os mecanismos restauradores celulares são ativados principalmente durante a noite enquanto dormimos, em especial, por estimulo do Hormônio do Crescimento.

2 – Praticar exercícios físicos! Os estudo de Porter et al (2014) mostra que um atleta possui até 50% mais mitocôndrias nas células do organismo, principalmente, no músculo cardíaco.

3 – Ter uma alimentação pobre em açucar e rica em gorduras boas. O metabolismo celular via Piruvato gera maior quantidade de CO2 (acidifica o PH da célula) e menos ATP celular em comparação com a via dos ácidos graxos (Acetil-coa). Uma alimentação rica em gorduras parece potencializar a função mitocondrial como mostra o estudo de Carabelli et al (2011).

4 – Possuir níveis hormonais equilibrados e manter níveis ideais de vitaminas (como Vit D e A) e minerais (em especial, o Magnésio).

5 – Ter uma alimentação rica em proteínas, em especial, as que contenham o aminoácido essencial Lisina capaz de aumentar os níveis de L-Carnitina, nutriente fundamental para o metabolismo mitocondrial.

Futuros estudos devem elucidar outros mecanismos restauradores celulares e definir a real associação da função mitocondrial com os processos de adoecimento, com o câncer e com o envelhecimento. Para isso, pesquisadores estão voltando as suas atenções para o estudo do DNA mitocondrial e para quais seriam os processos que causam alterações que poderiam gerar doenças. Enquanto isso podemos melhorar a performance das nossas células e das nossas mitocôndrias com uma boa alimentação, praticando exercícios físicos regularmente e evitando o estresse. Lembre-se, a prevenção é sempre o melhor remédio!

 

Referências:

1 – Braidy, N., Guillemin, G.J., Mansour, H., Chan-Ling, T., Poljak, A., and Grant, R. (2011). Age related changes in NAD+ metabolism oxidative stress and Sirt1

activity in wistar rats. PLoS ONE 6, e19194.

2 – Bell, E.L., Emerling, B.M., Ricoult, S.J., and Guarente, L. (2011). SirT3 suppresses hypoxia inducible factor 1a and tumor growth by inhibiting mitochondrial ROS production. Oncogene 30, 2986–2996.

3 – Carabelli, J., Burgueno, A.L., Rosselli, M.S., Gianotti, T.F., Lago, N.R., Pirola, C.J., and Sookoian, S. (2011). High fat diet-induced liver steatosis promotes an increase in liver mitochondrial biogenesis in response to hypoxia. J. Cell.

Mol. Med. 15, 1329–1338.

4 – Sinclair, D., Gomes A., Price, L. (2013) Declining NAD+ Induces a Pseudohypoxic State Disrupting Nuclear-Mitochondrial Communication during Aging. Cell 155, 1624–1638

5 – Williamson, J.R., Chang, K., Frangos, M., Hasan, K.S., Ido, Y., Kawamura, T.,

Nyengaard, J.R., van den Enden, M., Kilo, C., and Tilton, R.G. (1993). Hyperglycemic pseudohypoxia and diabetic complications. Diabetes 42, 801–813.

6 – Yang, H., Baur, J.A., Chen, A., Miller, C., Adams, J.K., Kisielewski, A., Howitz, K.T., Zipkin, R.E., and Sinclair, D.A. (2007). Design and synthesis of compounds that extend yeast replicative lifespan. Aging Cell 6, 35–43.

7 – Yoshino, J., Mills, K.F., Yoon, M.J., and Imai, S. et al (2011). Nicotinamide mononucleotide, a key NAD(+) intermediate, treats the pathophysiology of diet- and age-induced diabetes in mice. Cell Metab. 14, 528–536.

8 – Porter, G., Reidy, T., Bhattarai, N. et al (2014) Resistance exercise training alters mitocondrial function in human skeletal muscle. Med Sci Sports & Exercise Vol 47. 9, 1922-1931.

9 – Iacobazzi V, Castegna A, Infantino V et al. (2013) Mitochondrial DNA methylation as a next-generation biomarker and diagnostic tool. Mol Genet Metab. 2013 Sep-Oct;110(1-2):25-34.

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