Aula 5 MITOCÔNDRIA

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MITOCÔNDRIA
Uninassau - Caxangá
Bacharelado em Saúde
Disciplina de Citologia
Profº Drº Igor Paiva
Email: igor.paiva@ufpe.br
LINHA DO TEMPO
Morfologia e Quantidade
● Geralmente alongadas ou esféricas em alguns tecidos.
● Morfologia dinâmica: podem mudar de forma durante a vida celular. Ex.: 
● Fusão: Se unem para formar um filamento longo, alongado e 
interconectado (otimizar a produção de energia). Ex.: Jejum e estresse. 
● Fissão: Se divide em vários fragmentos menores facilitando o transporte 
das organelas para áreas da célula que precisam de energia rápida. Ex.: 
Divisão celular.
● Tamanho variável de acordo com a célula e condições fisiológicas.
● A quantidade varia conforme o tipo celular e demanda energética. Ex.: 
Ovócitos podem ter até 300.000 mitocôndrias e enquanto que o 
espermatozoide tem 300.
VISÃO GERAL - Distribuição
● Na maioria das células: distribuição ao acaso. Em células musculares: 
associadas aos filamentos contráteis → fornecimento de ATP.
VISÃO GERAL - Distribuição
● Em espermatozoides: localizadas na peça 
intermediária → energia para movimentação 
da cauda.
VISÃO GERAL - Distribuição
● Neurônios: Concentram-se 
massivamente nos terminais 
axônicos e nos dendritos. Elas 
viajam longas distâncias ao 
longo do axônio para fornecer 
energia para a liberação de 
neurotransmissores.
VISÃO GERAL - Distribuição
● Polo Apical (Abaixo da 
Borda em Escova): Há uma 
forte concentração de 
mitocôndrias logo abaixo das 
microvilosidades. Elas 
fornecem energia imediata 
para o transporte ativo de 
nutrientes.
Observação das Mitocôndrias
● Detectáveis com microscopia 
óptica.
● O corante clássico usado para 
isso é o Verde Janus B. Ele é 
um corante vital (aplicado em 
células vivas) que interage 
com as enzimas de 
oxirredução da organela. Onde 
há oxigênio ativo (na 
mitocôndria), o corante fica 
oxidado e ganha uma cor 
azul-esverdeada.
Observação das Mitocôndrias
● Detalhes estruturais → apenas com microscópio eletrônico.
● Constituídas por duas membranas:
Externa. Interna (forma as cristas).
● Compartimentos:
Espaço intermembrana.
Matriz mitocondrial (ribossomos + grânulos de fosfato de cálcio).
Observação das Mitocôndrias
Observação das Mitocôndrias
Observação das Mitocôndrias
Membranas mitocondriais
● Membrana Externa
Mais fluida (↑ lipídios).
Presença da proteína porina:
Forma canais 
transmembrânicos.
Permite passagem de moléculas 
até 10.000 Da.
Compartimentos mitocôndrias
Espaço Intermembranar: É o compartimento estreito localizado entre a 
membrana externa e a interna. 
● Devido à porosidade da membrana externa, a sua composição química é 
muito parecida com a do citoplasma, mas ele tem uma função crucial: 
serve como um reservatório temporário de prótons (H⁺) bombeados 
durante a respiração celular.
Compartimentos mitocôndrias
Espaço Intermembranar:
Membranas mitocondriais
● Membrana Interna
Alta seletividade → regula entrada de íons e metabólitos.
Rica em proteínas enzimáticas e transportadoras.
Possui uma gordura única chamada cardiolipina, que evita o 
vazamento de prótons.
Cristas mitocondriais
● São as numerosas dobras e invaginações da 
membrana interna. 
● Essas dobras servem para aumentar 
drasticamente a área de superfície útil da 
membrana, permitindo encaixar milhares de 
cópias das proteínas da cadeia respiratória e da 
enzima ATP sintase (as máquinas geradoras de 
energia)
Matriz mitocondrial
● É o grande espaço central delimitado pela membrana interna, preenchido 
por um fluido gelatinoso viscoso. 
● É o verdadeiro "coração metabólico" da organela. 
● Nele estão localizados: 
1) As enzimas do Ciclo de Krebs e da oxidação de gorduras.
2) O DNA mitocondrial (mtDNA) próprio (circular, parecido com o de 
bactérias).
3) Ribossomos mitocondriais (mitorribossomos) para produzir suas próprias 
proteínas.
4) Os grânulos eletrodensos: Eles não são delimitados por membranas; na 
verdade, são acumulados condensados de minerais e lipídios.
Matriz mitocondrial
Fisiologia Mitocondrial
Mitocôndria como “usina celular”
● Respiração celular
● Principal função: produção de energia 
(ATP).
● Converte energia dos nutrientes em 
forma utilizável pela célula.
● Relaciona-se diretamente com 
atividades de alta demanda 
energética.
Mitocôndria como “usina celular”
Mitocôndria como “usina celular”
Mitocôndria e Morte Celular
● Libera moléculas sinalizadoras 
que podem ativar a apoptose 
(morte celular programada).
● Essencial para remover células 
danificadas e manter a saúde 
dos tecidos.
Mitocôndria e Morte Celular
Biogênese Mitocondrial
● Mitocôndrias surgem por crescimento e divisão de organelas 
preexistentes.
● Contêm DNA próprio, mas não vivem de forma independente da célula.
● DNA mitocondrial codifica apenas 13 proteínas.
● A maioria dos componentes essenciais (enzimas, ribossomos, 
aminoácidos) vem do citosol.
Biogênese Mitocondrial
● Proteínas vindas do citosol entram na mitocôndria via 
sequências-sinais.
● Essas sequências são removidas por proteases, evitando retorno ao 
citosol.
● Chaperonas (Hsp70, Hsp60): Evitam conformações incorretas e 
auxiliam na translocação.
● Importação depende de um potencial de membrana (ΔΨ).
Biogênese Mitocondrial
ASPECTOS CLÍNICOS
Doença de Leigh
Células tumorais crescem rápido, em ambientes hostis (baixa 
oxigenação e nutrientes).
Elas utilizam a UPR do RE para se adaptar e sobreviver 
nessas condições.
Isso pode favorecer crescimento tumoral, resistência a 
terapias e metástase.c
● Encefalopatia mitocondrial progressiva.
● Afeta principalmente cérebro e tronco encefálico.
● Causa: mutações em genes mitocondriais (20%) ou 
nucleares (80%).
● Sintomas: Sem ATP e intoxicadas pelo excesso de 
radicais livres (estresse oxidativo) e ácido lático, as 
células sofrem lesões irreversíveis em áreas profundas 
do cérebro com altíssima demanda metabólica, como 
os gânglios da base, o tronco cerebral e o cérebro 
levando ao atraso do desenvolvimento, hipotonia, 
distúrbios motores e respiratórios.
Síndrome de Depleção do DNA Mitocondrial (SDM)
Células tumorais crescem rápido, em ambientes hostis (baixa 
oxigenação e nutrientes).
Elas utilizam a UPR do RE para se adaptar e sobreviver 
nessas condições.
Isso pode favorecer crescimento tumoral, resistência a 
terapias e metástase.c
● Redução do número de cópias de DNAmt em 
tecidos específicos por uma falha de comunicação 
entre o núcleo da célula e a mitocôndria.
● Pode afetar:
● Músculo esquelético → fraqueza, intolerância ao 
exercício.
● Fígado → insuficiência hepática precoce.
● Cérebro → atraso no desenvolvimento, 
convulsões. 
● Manejo Clínico: Administração de antioxidantes 
Neuropatia Óptica Hereditária de Leber (NOHL)
● Doença genética mitocondrial que 
compromete o nervo óptico.
● Mutações no DNA Mitocondrial (falta com 
complexo I).
● O Complexo I defeituoso diminui 
drasticamente a síntese de ATP e 
aumenta a produção de radicais livres. As 
células ganglionares da retina possuem 
uma demanda metabólica absurdamente 
alta
● Perda súbita e bilateral da visão central.
Neuropatia Óptica Hereditária de Leber (NOHL)
Miopatia Mitocondrial
● São caracterizados pelo acometimento predominante do músculo 
esquelético, decorrente de defeitos bioquímicos na cadeia respiratória 
que impedem a produção adequada de ATP
● Causadas por mutações no DNA mitocondrial ou nuclear.
● Como o músculo esquelético necessita de uma quantidade colossal de 
energia para a contração, a falha na cadeia respiratória impede a 
sustentação do esforço muscular.
● Sintomas: fraqueza muscular, intolerância ao exercício, fadiga.
● Algumas formas incluem epilepsia, surdez e problemas cardíacos.
Miopatia Mitocondrial
Miopatia Mitocondrial
Fármacos que afetam mitocôndrias
● Cloranfenicol: inibe síntese proteica mitocondrial → pode causar 
anemia aplástica.
● Aminoglicosídeos: prejudicam ribossomos mitocondriais → risco de 
ototoxicidade.● Tetraciclinas: inibem tradução mitocondrial → fadiga e toxicidade 
celular.
● NRTIs (Antirretrovirais - HIV): Inibem a DNA polimerase-γ (enzima 
responsável pela replicação do DNAmt). Efeitos: miopatia, acidose 
láctica, esteatose hepática.
● Diclofenaco, aspirina (em altas doses): desacoplamento da 
fosforilação oxidativa