Quanto maior a atividade celular maior o número de mitocôndrias e de cristas mitocondriais presentes?

As mitocôndrias encontram-se nas células eucarióticas podendo ter formas e tamanhos diferentes. Possuem grande mobilidade, localizando-se onde a célula necessita de maior energia. A função principal das mitocôndrias é a produção de ATP.

Aspectos Gerais das Mitocôndrias:  A membrana mitocondrial externa é lisa, do tipo plasmática, com baixa permeabilidade seletiva e possuidora de enzimas ligadas à síntese de lipídeos. A membrana mitocondrial interna possui invaginações (cristas), alta permeabilidade seletiva e associa-se a proteínas do sistema de transporte específico, a proteínas e enzimas da cadeia respiratória e a subunidades protéicas da ATP sintetase (corpúsculos elementares).

O número de corpúsculos depende da demanda energética, que é tanto maior quanto maior for o número de cristas. Eles ligam-se às cristas por meio de ligações hidrofóbicas (Fo). Estas cristas variam de acordo com a célula.O espaço intermembranoso é uma matriz homogênea, produtora de elementos para a síntese de ATP.

A matriz possui atividades enzimáticas específicas, como o Ciclo de Krebs (CK), a b -oxidação de lipídeos, replicação/transcrição de DNA e síntese protéica. Quanto maior for a densidade da matriz, maior serão a atividade metabólica e a demanda energética do tecido. Dispersos, existem grânulos densos de Ca, que são ativos fisiologicamente e nunca estão livres no citoplasma – ou estão na matriz ou no REL. Possui, ainda, DNA e RNA próprios para a produção de proteínas. O RNAmit é chamado de mitorribossoma.

As dimensões, forma e número das mitocôndrias nas células é variável. Há plasticidade, ou seja, adaptação da forma quanto à necessidade. As dimensões e a quantidade dependem da atividade metabólica da célula. Localizam-se preferencialmente na base da atividade metabólica (cílios, flagelos, transporte iônico). Movimentam-se ativa e passivamente.

A origem das mitocôndrias é explicada pela Teoria Endossimbionte, a qual diz ter as mitocôndrias evoluído de um procarionte associado a um eucarionte. É fato, porém, que se originam SEMPRE de uma mitocôndria preexistente, a partir das mitocôndrias maternas (pois o pai apenas fornece parte do material genético).

Realizam respiração celular, um mecanismo para a obtenção de energia para a realização de trabalhos celulares e para a manutenção de estruturas. Parte desta energia é liberada na forma de calor, pois humanos são máquinas complexas que trabalham em temperatura constante, não podendo aproveitar o excesso energético. Esta reação transforma energia química em energia disponível.

Realizam também o seqüestro de Ca e as sínteses de proteínas, de lipídeos – como a cardiolipina e hormônios esteróides – e de algumas subunidades de ATP sintetase e do complexo da cadeia respiratória.

Fluxo de Energia na Natureza

seres autótrofos captam energia por fotossíntese nos cloroplastos, transformando-a em nutrientes, que por sua vez se transformam em ATP por transferência de energia na respiração celular mitocondrial. Por analogia, pode-se dizer que os nutrientes são “$ no banco”, estáveis e pouco disponíveis; já os ATPs são “$ no bolso”, instáveis e disponíveis sempre que necessário. Isto ocorre pela grande quantidade de energia na ligação do 3° fosfato no ATP, sempre pronta para ser rompida devido a sua instabilidade.

Combustão da Glucose:

1 C6H12O6 + 6 O2 => 6 CO2 + 6 H2O + energia

A natureza criou mecanismos para a oxidação gradativa dos compostos desta reação, pois se isto ocorresse em uma só etapa, haveria queima da célula (o calor não realiza trabalho à temperatura constante).

Mecanismo da obtenção de energia

Primeiramente há degradação metabólica dos alimentos ao longo do aparelho digestivo, seguida da glucólise no citoplasma da células, havendo a degradação da glucose em 2 piruvatos e a liberação de 2 ATPs, sob condições anaeróbias. Na matriz mitocondrial ocorre a oxidação do piruvato a Acetil~CoA, que entra no CK. (Vale lembrar que a Acetil~CoA também pode ser obtida pela oxidação de AA e pela b -oxidação de lipídeos.) No CK ocorre a oxidação do Acetil da Acetil~CoA por meio de desidrogenases, que retiram H para a produção de CO2 e coenzimas reduzidas (NADH e FADH2). Nas cristas mitocondriais ocorre o transporte dos elétrons, emitidos da redução das coenzimas, por meio dos Complexos da Cadeia Respiratória, como o NADH Desidrogenase, o complexo b-c1 e o complexo citocromo oxidase.

O espaço intermembranoso é mais positivo (ácido) que a matriz pois há entrada de ADP e saída de ATP por antiporte.

Os desacopladores da cadeia respiratória gastam nutrientes para oxidação mas impedem a formação de ATP. Ex: TERMOGENINA, presente em tecido adiposo multilocular (pardo), que usa canais de H para que quase a totalidade da energia seja transformada em calor. Este tipo de tecido é abundante em bebês para melhor manutenção da temperatura.