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BIOGÊNESE 
MITOCONDRIAL
ESTRATÉGIAS NUTRICIONAIS PARA OTIMIZAR A
DNA
Mitocondrial
Membrana
externa
Membrana
interna
Matriz
 O principal papel das mitocôndrias está 
relacionado à respiração celular, levando a 
produção de energia (ATP). Esse processo, também 
denominado como síntese bioenergética, ocorre 
através da oxidação de moléculas, convertendo 
a energia gerada dessa ação para a formação de 
ATP, por meio dos complexos proteicos da cadeia 
de transporte de elétrons. Nessa mesma via, existe 
a formação de um subproduto, as espécies reativas 
de oxigênio (EROs) que, em níveis baixos, atuam 
beneficamente em vias de sinalização celular.
 De fato, essa função mitocondrial na 
respiração celular é bem conhecida pelos 
profissionais, contudo essa organela não se resume 
a apenas isso. Nesse contexto, a mitocôndria 
também apresenta um potencial biossintético, 
sendo uma importante fonte de metabólitos 
intracelulares usados para a produção de certas 
moléculas. 
Por exemplo, o α-cetoglutarato encontrado no Ciclo 
de Krebs é um precursor do glutamato, glutamina, 
prolina e arginina, enquanto o oxaloacetato produz 
lisina, asparagina, metionina, treonina e isoleucina. 
Esses aminoácidos, por sua vez, são precursores 
de outras moléculas bioativas, como nucleotídeos, 
óxido nítrico, glutationa e porfirinas.
 Finalizando as funções gerais, a mitocôndria 
também desempenha um papel na morte celular por 
apoptose. Logo, frente a certos sinais relacionados 
à morte células, como acúmulo de espécies 
reativas de oxigênio e danos no DNA, a membrana 
externa mitocondrial se torna permeável, levando 
a liberação de substâncias relacionadas a ativação 
irreversivelmente das caspases, a jusante para 
realizar o processo de apoptose.
FUNÇÕES GERAIS RELACIONADAS A MITOCÔNDRIA
01.
AS MITOCÔNDRIAS SÃO IMPORTANTES ORGANELAS PRESENTES EM QUASE TODAS AS 
EUCARIÓTICAS. NESSE CONTEXTO, PRECISAMOS PRIORIZAR SUA SAÚDE, ADOTANDO 
ESTRATÉGIAS QUE OTIMIZEM SUA “BIOGÊNESE”. ANTES DE VOCÊ SE PERGUNTAR O 
QUE SIGNIFICA ESSE TERMO, FIQUE TRANQUILO POIS, AO LONGO DESSE E-BOOK VOCÊ 
IRÁ COMPREENDER SOBRE A MITOCÔNDRIA COMO UM TODO.
Apresentando primeiramente sobre a morfologia 
das mitocôndrias, essas consistem em uma 
membrana externa e interna, separadas por um 
espaço intermediário. A membrana externa contém 
porinas, que regulam a troca de pequenas moléculas 
e informações entre a organela e o meio celular, 
enquanto a membrana interna é enriquecida de 
proteínas envolvidas em diversas funções, além 
disso essa membrana envolve o espaço da matriz. 
Nesse espaço, encontramos o genoma da organela, 
sendo uma pequena molécula de DNA. Figura 1. Estrutura mitocondrial
 Além das funções gerais citadas acima, podemos 
especificar a importância da mitocôndria no processo 
inflamatório. Nesse cenário, uma vez que as células 
do sistema imunológico são ativas, suas funções se 
alteram, assim há uma maior demanda energética, logo 
a mitocôndria se torna vital nessa situação. Além disso, 
falando especificamente do sistema imune adaptativo 
nesse contexto de diferenciação celular, a segunda linha 
de defesa contra infecções e a maior produção de EROs 
pelas mitocôndrias, leva a uma sinalização de ativação 
e diferenciação, assim, células como os linfócitos T, 
podem se tornar efetoras madura.
 Ademais, essa organela é alvo de muitos 
patógenos, sendo essencial que o sistema imunológico 
seja responsivo ao estado da mitocôndria. Nesse 
cenário, as células desse sistema imune inato 
reconhecem moléculas específicas das próprias 
células, como padrões moleculares associados a danos 
(DAMPS), no qual encontramos o DNA mitocondrial. 
Assim, com o reconhecimento do genoma da organela, 
é desencadeada uma resposta inflamatória, logo a 
mitocôndria atua como uma sinalizadora de danos 
frente a um patógeno. Além disso, a produção de EROs 
como subproduto no contexto da inflamação, é crucial 
para a defesa do hospedeiro, levando a quebra de 
bactérias fagocitadas.
A RELAÇÃO DAS MITOCÔNDRIAS
NO COMBATE À INFLAMAÇÃO
02.
A INFLUÊNCIA DA MITOCÔNDRIA 
NA LONGEVIDADE
03.
Podemos associar também a influência da saúde 
mitocondrial sobre a longevidade. Como citado 
anteriormente, existe a produção de EROs como um 
subproduto da via de cadeia de transportes de elétrons 
que, em níveis baixos, apresenta sua função como 
sinalizadora. Por outro lado, nossas células apresentam 
enzimas que têm o papel de neutralizar os EROs, como 
a superóxido dismutase (SOD). Para contextualizar, 
espécies reativas são moléculas instáveis e 
extremamente reativas capazes de transformar outras 
moléculas com as quais colidem, como proteínas, 
lipídios, entre outras. Assim, o acúmulo de EROs quando 
superior a capacidade de defesa natural do organismo 
frente a essa situação, levará a um quadro conhecido 
como estresse oxidativo, lesionando a célula por 
três formas: peroxidação lipídica das membranas, 
modificação oxidativa de proteínas e danos ao DNA. 
 Falando do envelhecimento, esse é um 
processo aleatório devido ao acúmulo de danos 
moleculares e celulares ao longo do tempo, 
com aumento de mutações ou arranjos de DNA, 
instabilidade genômica, comprometimento de 
funções de proteínas, vias metabólicas e de sinal 
alteradas. Todo esse processo é induzido por 
estresse oxidativo, levando a menor longevidade. 
Assim, a saúde mitocondrial com um equilíbrio 
entre a produção e neutralização de EROs é um dos 
pilares do envelhecimento.
Primeiro, precisamos entender um pouco sobre 
os conceitos morfológicos mitocondriais. Apesar 
dessa organela estar envolvida em uma série de 
vias metabólicas, sua eficiência está relacionada 
ao volume de mitocôndrias celulares. Durante 
a vida dessa organela, ocorrem diversos ciclos 
frequentes de fusão, que permitem gerar 
múltiplas mitocôndrias heterogêneas, e de 
fissão, direcionado principalmente a organelas 
disfuncionais para serem degradadas pelo 
processo de mitofagia.
Para o processo de aumento do número e do volume 
mitocondrial, damos o conceito de biogênese 
mitocondrial, sendo regulado principalmente pela 
proteína PGC-1α. Nesse cenário, após a ativação 
dessa via, há estimulação de uma série de fatores 
de transcrição nucleares, resultando na transcrição 
e replicação do DNA mitocondrial. 
Após esse processo, é realizada a síntese, importação 
e montagem de proteínas que compõem essa 
organela. Como desfecho, teremos o crescimento e 
divisão, com a formação de novas mitocôndrias.
Por outro lado, para as mitocôndrias que passaram 
pelo processo de fissão por serem desnecessárias ou 
estarem danificadas, acabam tendo como desfecho a 
mitofagia que é a morte mitocondrial, sendo essencial 
para o controle da função da mitocôndria. Para isso, 
é desencadeada a via PINK1, sendo ativada pela 
despolarização da membrana, um sinal de disfunção 
mitocondrial causada por hipóxia, falta de NADH e/
ou um número limitado de complexos respiratórios 
disfuncionais. Para finalizar esse processo, a 
estabilização da PINK1 na membrana mitocondrial 
externa leva à fosforilação de proteínas responsáveis 
pela degradação da organela.
CONCEITOS MORFOLÓGICOS DA MITOCÔNDRIA
04.
LEGAL, PODEMOS NOTAR QUE A 
MITOCÔNDRIA DESEMPENHA DIVERSAS 
FUNÇÕES, MAS COMO SERÁ QUE PODEMOS 
TORNÁ-LA MAIS SAUDÁVEL?
Figura 2. Processo de fissão, fusão e mitofagia mitocondrial. 
Retirado e adaptado do artigo de Memme et al. 2019.
Fusão
+ + +
ETC
mtDNA
TIM
TOM
HSP60
ClpP
Tfam
Mfn2
Mfn1
Mfn2M
fn
2
M
fn
2
Mfn1
Lysosome
Mitofagia
Fissão
Mff
Fis 1
Drp1
LC3II
p62
U
b
LC3II
p62
Ub
NIX
LC3II
BNII
Parkin
Parkin
PARK1
PARK1
ROS
LAMP
2
ROS
MITOCÔNDRIAS E O CONCEITO DE 
FLEXIBILIDADE METABÓLICA
O EXERCÍCIO FÍSICO E
BIOGÊNESE MITOCONDRIAL
05.
06.
 O último conceito que precisamos entender para 
otimizar a saúde mitocondrial é a flexibilidade metabólica, 
que descreve a capacidade de um organismo de responder 
ou se adaptar de acordo com mudanças na demanda 
energética. Nesse cenário, precisamos pensar emqual 
substrato energético será utilizado e como promover a 
biogênese mitocondrial. Por outro lado, temos a inflexibilidade 
metabólica, onde o organismo não consegue se adaptar 
a diferentes substratos. Como exemplo, podemos pensar 
naquele indivíduo que come a cada três horas e que, quando 
fica horas sem comer, acaba sentindo muita fome, ficando 
estressado, desfocado e ansioso. Nesse sentido, esse 
organismo só está sabendo utilizar um tipo de substrato, 
provavelmente o carboidrato, não conseguindo trabalhar 
em jejum. Além disso, quando presente por muito tempo, a 
inflexibilidade metabólica gera um excesso de EROs e provoca 
um quadro de síndrome metabólica, trazendo diversas 
consequências como: aumento da resistência à insulina, 
maior risco para doenças cardiovasculares, aumento de peso 
e obesidade.
 Dessa maneira, para alcançarmos a flexibilidade 
metabólica, precisamos estimular a biogênese mitocondrial 
e, para isso, temos a PGC-1α que desempenha um papel 
central nesse processo. Assim, precisamos buscar a adoção 
de estratégias que levem a maior expressão dessa proteína, 
como a prática de exercício físico e estratégias nutricionais.
Hoje em dia já está bem conhecida a influência do exercício 
físico sobre as vias de sinalizações citadas anteriormente. 
Contudo, para que o treinamento promova adaptações 
mitocondriais, como a biogênese, é necessário que exista 
uma frequência, intensidade e duração suficientes, por um 
período de tempo adequado. Nesse cenário, por muitos anos 
o treinamento de resistência prolongado foi considerado o 
principal meio de alcançar as adaptações, aumentando as 
proteínas mitocondriais totais, incluindo aquelas envolvidas 
na β-oxidação e na cadeia de transporte de elétrons, 
melhorando assim a capacidade de fornecimento de energia 
ao músculo em exercício. 
Entretanto, hoje já sabemos que, para a adaptação 
mitocondrial ocorrer, é necessário que exista a 
ativação das fibras musculares e, nesse sentido, 
exercícios com elevado consumo de VO2 (volume 
de oxigênio máximo é a capacidade máxima do 
corpo de um indivíduo de transportar e metabolizar 
oxigênio durante um exercício físico) geram o 
recrutamento de uma maior variedade de tipos 
de fibras. Assim, as abordagens de treinamento 
evoluíram do tradicional exercício de resistência 
de longa distância para modalidades alternativas 
que economizam tempo, como o treinamento 
intervalado de sprint e o treinamento intervalado 
de alta intensidade.
Para entendermos melhor o processo que associa 
o exercício com a biogênese mitocondrial, podemos 
falar um pouco sobre as vias envolvidas. Com o 
exercício, inicia-se uma infinidade de sinais que 
convergem para PGC-1α: ativação da proteína 
quinase dependente de cálcio / calmodulina (CaMK), 
através do aumento da concentração intracelular de 
Ca2+; ativação da proteína quinase ativada por p38 
mitogênio (p38 MAPK), que é sensível a múltiplos 
estressores, como os EROs; fosforilação de proteína 
quinase ativada por AMP (AMPK), ativada pela 
hidrólise de ATP por miosina, além das ATPases e 
o aumento resultante na razão AMP: ATP; e o cAMP 
induzido por meio de sinalização adrenérgica. Logo, 
todas essas vias irão convergir para a estimulação 
da biogênese mitocondrial.
VITAMINAS E MINERAIS PARA A SAÚDE MITOCONDRIAL
07.
Por fim, poderíamos citar todas as vitaminas desse 
complexo, logo, para um bom funcionamento 
mitocondrial, precisamos adequar a ingestão dessas 
na dieta. Além das vitaminas do complexo B, o ácido 
ascórbico (vitamina C) é considerado um potente 
antioxidante que ativa a Sirt1, desencadeando uma 
cascada de sinalização, reduzindo a expressão de 
EROs, além de estimular a PGC-1α. Ademais, a 
vitamina A, encontrada principalmente na cenoura, 
está relacionada com o aumento dos níveis do fator 
de transcrição mitocondrial, uma peça fundamental 
para o bom desempenho da organela. Para finalizar, 
podemos citar a vitamina E por ser considerada 
uma grande antioxidante, protegendo a estrutura e 
função mitocondrial, mantendo sua integridade.
Além do exercício físico, o impacto da dieta tem sido 
amplamente estudado na promoção da biogênese. 
Nesse cenário, as vitaminas são micronutrientes 
essenciais para o bom funcionamento do 
metabolismo mitocondrial. Começando pelas 
vitaminas do complexo B, essas atuam na geração 
de energia, principalmente do ciclo de Krebs e a 
carência dessas pode estar ligada ao aumento da 
produção de EROs. Assim, podemos começar falando 
sobre a vitamina B1 (tiamina), um cofator de várias 
enzimas, como a piruvato desidrogenase citosólica e 
a cetoglutarato desidrogenase mitocondrial. Já a B2 
(riboflavina), é essencial como um grupo prostético 
para várias enzimas que catalisam as reações redox. 
A vitamina B3 (niacina) é um cofator importante 
envolvido nas reações de respiração mitocondrial, 
glicólise ou oxidação lipídica.
Figura 3. Sinalizações celulares durante o exercício físico.
Retirado e adaptado do artigo de Memme et al. 2019.
Ca2+Ca
2+
Ca2+
EpiNE
cAMP
AMP:ATP
P
CaMK P38 MAPK AMPK
P P
Agora falando dos minerais, alguns deles são nutricionalmente essenciais e, portanto, precisam 
ser incorporados por meio da dieta. Dentre esses, o selênio apresenta propriedades antioxidantes e 
mitocondriogênicas, promovendo a biogênese por meio da estimulação da PGC-1α. Já o zinco também 
exerce propriedades antioxidantes, promovendo a ativação de enzimas como a SOD e CAT, responsáveis por 
neutralizar radicais livres. Além disso, esse mineral também inibe enzimas pro-oxidantes, como a NADPH 
oxidase.
SUPLEMENTAÇÃO PARA SAÚDE MITOCONDRIAL
08.
Figura 4. Efeito de vitaminas e minerais sobre as vias mitocondriais.
Retirado e adaptado do artigo de García et al. 2020
 Quando falamos sobre a suplementação 
visando a saúde mitocondrial, precisamos lembrar 
do estresse oxidativo gerado pelo desequilíbrio 
entre a produção e a proteção contra radicais livres. 
Assim, podemos considerar os polifenóis como uns 
dos principais compostos que podem beneficiar essa 
organela, graças a sua propriedade antioxidante. 
Nesse contexto, podemos citar o resveratrol que, 
através da ativação do Sirt1, há um desencadeamento 
de diferentes vias de sinalização que promovem 
efeitos antioxidantes e anti-inflamatórios. 
Paralelamente, também há ativação da PGC-
1α, regulando a biogênese mitocondrial. Além do 
resveratrol, há outros polifenóis como as catequinas, 
no qual foi demonstrado que esse composto pode 
atuar diretamente como neutralizante de EROs, além 
de ativar algumas
 enzimas antioxidantes, como a CAT e SOD. Ademais, 
as catequinas podem inibir algumas enzimas pró-
oxidantes, como a NADPH oxidase, suprimindo as vias 
relacionadas ao estresse. Para finalizar o grupo dos 
polifenóis, trazemos um pouco sobre os compostos 
presentes no azeite de oliva, como oleuropeína, 
hidroxitirosol e pinoresinol, apresentando 
propriedades antioxidantes. Falando em particular 
sobre o hidroxitirosol, este demonstrou ser capaz de 
induzir a ativação do Sirt1, aumentando a expressão 
da PGC-1α. Além disso, tanto o hidroxitirosol quanto 
a oleuropeína também podem neutralizar EROs e 
podem ativar enzimas antioxidantes, como a GPx e 
CAT.Saindo dos polifenóis, podemos incluir os ácidos 
graxos poliinsaturados ômega-3, como compostos 
benéficos na saúde mitocondrial. Nesse cenário, foi 
demonstrado sua relação com a ativação da AMPK, 
que por sua vez ativa a PGC-1α, levando a biogênese. 
Nucleous
Antioxidant
response
pro-oxidant
enzmes
Mitochondrial
structure
Inflammation
Apoptosis
Fission
Mitogenesis
KREBS
CYCLE
Ca+2
Ca+2
ATP
UCPs
I II III IV
ROS
ER
CytC
DRP1
PGC-A
SIRT1AMPK
SIRT3
ATPsyn
TFAM
ARE
NRF2
Além disso, esse ácido graxo também pode atenuar 
o estresse oxidativo, diminuindo a expressão de 
citocinas pró-inflamatórias. Ademais, o equilíbrio entre 
o ômega-6 e ômega-3 influencia a viscosidade nas 
membranas mitocôndrias, melhorando sua função.
 Finalizando os suplementos nutricionais, 
não poderíamosdeixar de fora a ação da coenzima 
Q10 (CoQ10). Para compreendermos melhor, esse 
composto é um componente integral da cadeia 
transportadora de elétrons, via essencial para a 
formação de ATP. No entanto, a disfunção da cadeia 
respiratória leva a várias doenças mitocôndrias, com 
excesso de espécies reativas de oxigênio. Assim, 
o consenso da Mitochondrial Medicine Society 
recomenda a suplementação de CoQ10 em pacientes 
que apresentam doenças mitocondriais primárias.
Falando agora sobre dietas alimentares, precisamos 
buscar estratégias que levam ao aumento da ativação da 
PGC-1α, no qual encontramos a dieta cetogênica, onde 
mudamos o substrato energético que será utilizado, 
que nesse caso será os corpos cetônicos, resultando na 
flexibilidade metabólica. Nesse cenário, podemos abordar 
especificamente sobre os triglicerídeos de cadeia média 
(TCM), moléculas formadas por uma cadeia de ácidos 
graxos compostos por 6 a 12 átomos de carbono. A 
principal característica dos TCM é a sua rápida absorção, 
sendo utilizado para a síntese corpos cetônicos de forma 
mais eficiente.
Entretanto, alguns pesquisadores estão explorando 
a estimulação de vias relacionadas com a biogênese 
mitocondrial em resposta ao tratamento do TCM. Assim, 
alguns estudos relataram que o ácido decanóico (C10), 
está relacionado com a melhora da função mitocondrial e 
do metabolismo energético em pacientes com distúrbios 
dessa organela. Mais especificamente, os autores 
mostram que o tratamento deste TCM pode induzir a 
atividade da SIRT1. Essa proteína, junto com a PGC-1α, é 
responsável pela manutenção da biogênese mitocondrial. 
Além disso, a SIRT1 também demonstrou regular os 
mecanismos antioxidantes. Além disso, o C10 participa do 
mecanismo de ação que envolve a ativação de um outro 
fator de transcrição gênica, o PPAR-gama, que também 
está relacionado com a melhora da função mitocondrial.
O PAPEL DO TCM NA SAÚDE 
MITOCONDRIAL
09.
EU NÃO SOU PREGUIÇOSO,
MINHA MITOCÔNDRIA QUE 
NÃO É EFICIENTE.
Entretanto, alguns pesquisadores estão explorando 
a estimulação de vias relacionadas com a biogênese 
mitocondrial em resposta ao tratamento do TCM. 
Assim, alguns estudos relataram que o ácido 
decanóico (C10), está relacionado com a melhora da 
função mitocondrial e do metabolismo energético 
em pacientes com distúrbios dessa organela. 
Mais especificamente, os autores mostram que o 
tratamento deste TCM pode induzir a atividade da 
SIRT1. 
Finalizando esse e-book, agora que você entendeu a importância da saúde mitocondrial e como promover 
sua biogênese, precisamos por tudo na prática. Assim, avalie todas as queixas do paciente e procure sempre 
entender como a flexibilidade metabólica, com uma boa biossíntese energética, pode colaborar para sua 
melhora clínica e com o intuito de que desse modo, você não escute queixas como a seguinte de pacientes 
mais por dentro desse processo.
Essa proteína, junto com a PGC-1α, é responsável pela 
manutenção da biogênese mitocondrial. Além disso, 
a SIRT1 também demonstrou regular os mecanismos 
antioxidantes. Além disso, o C10 participa do 
mecanismo de ação que envolve a ativação de um 
outro fator de transcrição gênica, o PPAR-gama, que 
também está relacionado com a melhora da função 
mitocondrial.
Figura 5. Efeito do ácido decanóico sobre a biogênese mitocondrial.
Retirado e adaptado do artigo de Dabke e Das. 2020.
SIRT1
Desintoxicação de EROS
Biogênese
mitocondrial
Metabolismo
lipídico
OMM
IMM
250 µM
C10
MRC
KREBS
CYCLE
SIRT3
CS
 Contudo, além do 
C10, outros TCM estão sendo 
associados a melhora da saúde 
mitocondrial. Assim, podemos 
citar também o papel do ácido 
caprílico (C8), influenciando a 
função dessa organela. Dentre 
todos os ácidos graxos, o C8 é o 
que apresenta maior atividade 
de desacoplamento, graças 
a estimulação das proteínas 
UCP3, melhorando os complexos 
respiratórios, resultando na 
biogênese mitocondrial.
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REFERÊNCIAS