Em artigo publicado no FASEB Journal, pesquisadores do CEPID Redoxoma liderados pela Acadêmica Alicia Kowaltowski, do Departamento de Bioquímica do Instituto de Química da USP, demonstraram que modificações na morfologia mitocondrial na forma da mitocôndria, organela que é considerada como a usina de força das células, alteram sua capacidade de absorção e retenção de cálcio. Assim, afetam o equilíbrio do cálcio celular e provocam problemas em outra organela, o retículo endoplasmático – rede de túbulos e vesículas envolvida na síntese de proteínas e lipídios, na desintoxicação e no transporte intracelular. O estudo mostrou que mitocôndrias maiores captam cálcio mais rapidamente e em maior quantidade do que mitocôndrias menores.

As mitocôndrias têm como função primária a geração de energia na forma de adenosina trifosfato (ATP). Mas elas também exercem outras atividades cruciais, dentre as quais a captação e o armazenamento de cálcio (Ca2+, íon cálcio). O cálcio é fundamental para o funcionamento do corpo. Além de formar nossos ossos e dentes, é um regulador central de funções celulares, controlando o metabolismo em vários aspectos, por exemplo, ao regular a produção de ATP, a quebra de glicogênio e a via glicolítica. Além disso, o cálcio é um importante sinalizador intracelular em processos como contração muscular, diferenciação celular, inflamação, entre outros.

“Nosso grupo já havia descoberto, na primeira fase do Redoxoma, que diferentes dietas afetam o transporte de cálcio em mitocôndrias de animais. Animais em restrição calórica têm um transporte de cálcio melhorado. Por outro lado, trabalhos na literatura mostram que diferentes aportes calóricos mudam a forma das mitocôndrias. Estávamos vendo duas coisas diferentes acontecendo na mitocôndria, mas que não haviam sido interligadas. Nosso trabalho foi investigar se a forma da mitocôndria afeta a quantidade de cálcio que ela capta. E nossos resultados mostram que existe uma ligação estreita entre a forma das mitocôndrias e a homeostase do cálcio nas mitocôndrias e nas células. Descobrimos um novo papel para a morfologia mitocondrial na captação de cálcio”, afirmou Kowaltowski.

As mitocôndrias tanto podem se fundir, gerando organelas maiores e mais alongadas, quanto podem se dividir e originar mitocôndrias menores e arredondadas. Elas não apenas variam em tamanho e forma em diferentes tipos de células, mas também remodelam rapidamente sua morfologia em resposta a mudanças ambientais, como a disponibilidade de nutrientes.

O aumento da fusão mitocondrial é frequentemente associado à maior eficiência bioenergética. A fissão mitocondrial, por outro lado, está associada à baixa eficiência bioenergética.

Outro aspecto interessante, segundo os pesquisadores, é que a restrição calórica e a privação de nutrientes também modulam a morfologia mitocondrial, estimulando a fusão mitocondrial, enquanto o excesso de nutrientes é frequentemente associado à fissão mitocondrial.

Diversos eventos biológicos importantes envolvem mudanças simultâneas na morfologia mitocondrial e na homeostase do cálcio, incluindo ativação imune, diferenciação celular, secreção de insulina e metabolismo de ácidos graxos, entre outros. De acordo com Kowaltowski, “é tentador especular que pelo menos parte dos mecanismos regulatórios nesses processos envolvam mudanças na homeostase de cálcio mitocondrial e celular promovidas pela modulação da morfologia mitocondrial que descrevemos neste trabalho”.

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O artigo Mitochondrial Morphology Regulates Organellar Ca2+ Uptake and Changes Cellular Ca2+ Homeostasis, de Alicia J. Kowaltowski, Sergio L. Menezes-Filho, Essam Assali, Isabela G. Gonçalves, Phablo Abreu, Nathanael Miller, Patricia Nolasco, Francisco R. M. Laurindo, Alexandre Bruni-Cardoso e Orian Shirihai, pode ser lido aqui.

A matéria adaptada da UOL pode ser lida aqui.