Bioquímica da Mitocôndria

A mitocôndria tem papel fundamental no metabolismo celular, sendo responsável por transformar a energia que provém dos alimentos em energia útil para a célula. Foram citadas as principais funções dessa organela e para entendermos melhor seu funcionamento, assim como as doenças relacionadas, precisamos entender os processos bioquímicos básicos.

Estruturalmente a mitocôndria têm duas membranas, a membrana mitocondrial externa, permeável a moléculas pequenas e íons e a membrana mitocondrial interna, impermeável à maioria das moléculas pequenas e a íons, sendo que as espécies que atravessam a membrana o fazem por meio de transportadores específicos. Na membrana interna encontramos os componentes da cadeia respiratória e a ATPsintase, enzima responsável pela síntese de ATP.

Grande parte da energia celular é proveniente da fosforilação oxidativa, processo de síntese de ATP, e a mitocôndria é o local onde esse processo ocorre, sendo responsável pela a manutenção desse sistema.

 A fosforilação oxidativa começa com a entrada de elétrons na cadeia de carregadores de elétrons, chamada de cadeia respiratória. Para isso os elétrons são coletados das vias catabólicas, derivados de glicose, oxidação de aminoácidos e da β oxidação de ácidos graxos e são conduzidos para aceptores de elétrons, nucleotídeos de nicotinamida (NAD+ ou NADP+) ou nucleotídeos de flavina (FMN ou FAD).  Esse processo tem a finalidade de transferir elétrons do NADH e FADH2 para o oxigênio em uma sequência de reações de oxidorredução. A cadeia transportadora consiste em uma série de condutores de elétrons, a maioria deles proteínas associadas a grupos prostéticos que aceitam ou doam elétrons. Os componentes da cadeia respiratória estão localizados na membrana mitocondrial interna por onde os elétrons fluem para o oxigênio, à medida que os elétrons passam ao longo da cadeia ocorre a liberação de energia para sintetizar ATP, a “moeda energética” da célula.

Fluxo de elétrons e prótons pelos quatro complexos da cadeia respiratória Entendendo melhor a Cadeia Transportadora de elétrons Fontes: Nelson, David L.; COX, Michael M. Princípios de bioquímica de Lehninger. Porto Alegre: Artmed, 2011. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014. Pereira, L.C. Mitocôndria como Alvo para Avaliação de Toxicidade de Xenobiótico. Revista Brasileira de Toxicologia 25, n.1-2 (2012). Disponível em http://www.researchgate.net. Acesso em 03/11/2015. Ferreira, M. Cadeia Respiratória Mitocondrial Aspectos Clínicos, Bioquímicos, Enzimáticos e Moleculares Associados ao Défice do Complexo I. Arquivos de Medicina,vol.22, Nº2/3. Disponível em http://www.scielo.mec.pt/pdf/am/v22n2-3/22n2-3a04.pdf. Acesso em 03/11/2013.