células Mitocôndria

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Mitocôndria
Saiba mais sobre a mitocôndria e seu processo de produção de energia celular, membranas e suas funções, reações químicas no processo de respiração celular
Mitocôndria: geração de energia para as células
 
 
Introdução
 
Toda a atividade celular requer energia, é através da mitocôndria que esta energia necessária às atividades das células será gerada.
 
Como funciona a mitocôndria 
 
Para obter energia, a célula obrigatoriamente precisa de glicose. A mitocôndria tem a função de quebrar a glicose introduzindo oxigênio no carbono, o que resta é o gás carbônico, que sairá através da expiração.
 
Este processo realizado por esta importante organela celular é conhecido como respiração celular. Para que as células possam desempenhar suas funções normalmente, elas dependem de várias reações químicas que ocorrem dentro da mitocôndria.
 
Apesar de sua grande importância, a mitocôndria é uma organela celular bastante pequena. Existem células que possuem um grande número de mitocôndrias, contudo, a quantidade desta organela dependerá da função de cada uma. 
 
Quanto mais a célula necessitar de energia para realizar suas funções vitais, mais mitocôndrias ela produzirá. 
 
Estrutura da mitocôndria
 
Com relação a sua estrutura, de forma simplificada podemos dizer que a mitocôndria possui duas membranas (uma externa e outra interna). Muitas das reações químicas ocorrem em sua membrana interna. A membrana externa tem a função de revestir e sustentar suas organelas.
 
Curiosidades sobre as mitocôndrias:
 
- As mitocôndrias também são encontradas nas células vegetais.
 
- As mitocôndrias só podem ser visualizadas com o auxílio de microscópio profissional, pois possuem dimensão diminutas (medem em média 0,003mm).
 
- As mitocôndrias não são encontradas nas células de bactérias e algas azuis.
Defeitos Mitocondriais
Defeitos mitocondriais têm sido detectados em várias doenças, especialmente aquelas que envolvem tecidos que necessitam de uma alta demanda energética proveniente de respiração, como tecido muscular, onde a miopatia mitocondrial leva a uma fraqueza do músculo, ou como tecido no tecido nervoso, onde uma neuropatia ou encefalopatia decorrentes de mutações em genes para síntese de proteína mitocondrial podem resultar em epilepsia e/ou cegueira. 
Nestes últimos 10 anos, mais de 150 registros de mutações em DNA mitocondrial têm sido relacionados com uma variedade de doenças degenerativas.
Os defeitos mitocondriais também podem ser rapidamente detectados por meio de ensaios enzimáticos para algumas enzimas especificas, como piruvato desidrogenase, citocormo oxidase e ATP sintase. O sequenciamento de DNA mitocrondrial também permite que se detecte precisamente o sítio do defeito genético.
Quando existe falhas:
As mitocôndrias são organelas conhecidas como "usinas de força", pois são responsáveis por gerar energia para toda a célula. Nosso coração funciona 24 H por dia, e a contração muscular consome muita energia, para isso ultiliza-se uma fonte de energia(geralmente glicose) e oxigênio. Por isso, nossos musculos são repletos de mitocondrias. Em casos de isquemia ( diminuição do fluxo de sangue) a diminuição do oxigênio diminui a "funcionalidade" das mitocondrias. Nosso coração não pode parar de bater, certo!? então, na falta de oxigênio nossas celulas fazem fermentação, e gera muitos acidos como residuos. Assim, altera o Ph intra-celular, prejudicando todas as outras estruturas e funções celulares. A falta de energia também diminui outras funções celulares como bombas de sodio/potassio, manutenção da integridade da membrana, etc.. tudo isso causa danos ao musculo cardiaco e se acontecer por muito tempo, leva à necrose e infarto.
Respiração Celular
Conheça o processo de respiração celular, as mitocôndrias e suas funções, o processo químico
Mitocôndria: responsável pela respiração celular
 
Introdução 
 
Toda a atividade da célula requer energia, e esta, é obtida através da mitocôndria. Esta organela é a responsável pela produção de energia através de um processo conhecido como respiração celular.
 
Como ocorre 
 
Para obter energia, a célula obrigatoriamente precisa de glicose. Isto ocorre da seguinte forma: a mitocôndria quebra a molécula de glicose introduzindo oxigênio no carbono, capturando, assim, sua energia. Após este processo, sobrará apenas o gás carbônico, que sairá na expiração.
 
 
 
Em química orgânica sabemos que a ligação de carbono com carbono é energética, assim, em busca deste combustível indispensável às suas atividades, a mitocôndria o retirará dos átomos de carbono. 
 
É importante sabermos que para se extrair energia das substâncias, é necessária a presença de oxigênio, e é desta forma (introduzindo oxigênio no carbono) que a mitocôndria retira a ligação energética dos átomos de carbono.
 
Curiosidade: 
No caso das plantas, a glicose é produzida através da fotossíntese. Neste processo, a planta recebe gás carbônico do ar e energia do sol para fazer esta composição química. A medida que ela produz glicose, elimina oxigênio.
A mitocôndria faz exatamente o contrário do que ocorre na fotossíntese, ou seja, ela retira sua energia através da quebra da glicose e libera gás carbônico.
 
Você sabia que 93 a 97% de nosso corpo é composto por oxigênio, hidrogênio, nitrogênio e carbono?
 
 
- A palavra mitocôndria é de origem grega, onde “mitos” significa linha e “chondrion” significa grânulo.
 
- As mitocôndrias estão presentes em maior quantidade nas células dos músculos, coração e sistema nervoso, pois estas necessitam de grande quantidade de energia.
Ela é a causa de doenças quando funciona mau. Mitocôndria, uma E.T. na célula
Ex-bactéria, ela invadiu as células há milhões de anos e acabou se transformando numa de suas principais organelas: aquela capaz de extrair energia dos alimentos e da respiração. Hoje, cientistas especulam que males tão diversos como cegueira e enfarte podem ser causados por seu mau funcionamento.
Edição
76
Janeiro de 1994
CIÊNCIA
ESTUDOS E PESQUISAS
CORPO HUMANO
DNA
Ela é a causa de doenças quando funciona mau. Mitocôndria, uma E.T. na célula
Ex-bactéria, ela invadiu as células há milhões de anos e acabou se transformando numa de suas principais organelas: aquela capaz de extrair energia dos alimentos e da respiração. Hoje, cientistas especulam que males tão diversos como cegueira e enfarte podem ser causados por seu mau funcionamento.
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Janeiro de 1994
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POR Redação Super
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Lúcia Helena de Oliveira
Há mais de 1 bilhão de anos, quando a Terra ainda era paupérrima em oxigênio, uma bactéria primitiva desenvolveu a habilidade de respirar. Foi um ato de vanguarda. Porque, naqueles tempos, os seres vivos — células mais ou menos complexas — sobreviviam modestamente fermentando moléculas orgânicas. Um belo dia, porém, a bactéria vanguardista invadiu ou foi engolida por uma célula maior, que ainda vivia da fermentação. Por algum motivo, quem sabe por sorte, não foi digerida. Assim, feito uma E.T., ela permaneceu na célula anfitriã, até que os dois organismos co-meçaram a trabalhar em parceria. Com a ajuda da bactéria, a célula maior passou a se beneficiar da respiração, um método mais eficiente de obter energia. E o micróbio respirador faturou proteção e alimento fácil.
Os dois organismos sincronizaram sua reprodução, de modo que cada filhote da célula já carregava o seu filhote de bactéria. Com o tempo, esta última passou a depender parcialmente dos genes da primeira para se dividir. Resultado: tornou-se sua subordinada. Ou melhor, uma organela celular. Mais especificamente, o ex-micróbio se transformou na mitocôndria, estrutura que, até hoje, carrega os seus próprios genes, em um cromossomo circular, parecido com os das bactérias atuais. Aliás, a mitocôndria guarda várias semelhançascom suas ancestrais. Ela possui ribossomos, verdadeiras fábricas de proteínas, similares aos das bactérias. É capaz de se reproduzir, indício de que foi, no passado, uma célula independente. Finalmente, a organela e as bactérias são quase do mesmo tamanho: de comprimento, uma mitocôndria tem entre 1,5 e 10 mícrons ou milionésimos de metro; o diâmetro nunca ultrapassa 1 mícron.
Apesar dessas dimensões minúsculas, a importância da mitocôndria para o organismo humano é tão grande, que ela sempre cai nos vestibulares. “Dizem que a mitocôndria é a usina das células”, conta o veterinário, especialista no estudo das células, Luiz Octávio Medeiros, professor da Universidade de São Paulo. “Ela não gera energia. Mas libera a energia química contida nos alimentos, tornando-a aproveitável para as células.” Em resumo, a função da mitocôndria é fazer a glicose ou outros nutrientes, como as gorduras, reagir com o oxigênio captado na respiração, formando moléculas de água e de gás carbônico. Essa reação libera a energia dos alimentos, que vai parar, então, nas moléculas de ATP, legítimas baterias do organismo.Todo esse trabalho é realizado em etapas. Se liberasse a energia de uma só vez, a célula explodiria feito uma bomba. Portanto, a mitocôndria funciona como o motor de um carro, queimando combustível aos poucos, para obter doses pequenas, mas contínuas, de energia. Dessa maneira, a interação do oxigênio com a glicose acontece por meio de diversas reações.
Parte das reações ocorre no recheio gelatinoso das mitocôndrias, ou seja, na matriz, sendo chamadas de ciclo do ácido cítrico ou, ainda, ciclo de Krebs. O nome é homenagem ao bioquímico inglês Hans Krebs (1900 — 1981), que ganhou o Prêmio Nobel de 1953 por ter desvendado sua complicada seqüência. As substâncias químicas formadas no ciclo de Krebs escorregam para a superfície interna da organela. Ali, graças a uma série de enzimas, vão perdendo elétrons — partículas de carga negativa que giram ao redor do núcleo atômico — para os átomos de oxigênio, em um processo denominado cadeia respiratória. No final, tudo termina em água que é utilizada pelo próprio organismo; gás carbônico que é jogado fora pela respiração; e moléculas de ATP, prontas a descarregar energia onde quer que ela seja necessária. Quer dizer, desde que dentro dos limites da célula. “Não existe solidariedade entre as células”, brinca o professor Medeiros. “Uma nunca produz ATP para outra. Cada qual tem de se virar para conseguir energia para si.”
Daí que células mais ativas possuem um número maior de mitocôndrias. As do fígado, por exemplo, que trabalham exaustivamente na degradação de substâncias, possuem até 2 000 mitocôndrias, ocupando cerca de um quinto do seu volume. Em média, porém, uma célula tem entre 100 e 150 dessas organelas em seu interior. “O tamanho das mitocôndrias também decorre da quantidade de energia química que elas terão de produzir, conforme as necessidades da célula”, explica Medeiros. “É bem verdade que elas usam sempre metade de sua capacidade de produção de ATP. Porque metade da energia que arrancam dos nutrientes elas dissipam na forma de calor, ajudando o organismo humano, por exemplo, a manter seus 36 graus Celsius de praxe.”
Quando não está ensinando aos universitários o beabá do funcionamento celular, Medeiros se dedica a pesquisas sobre hemácias, os glóbulos vermelhos do sangue. Estes constituem uma rara exceção: não contêm mitocôndrias. “Essas células têm vida curta, não circulam mais do que quatro meses”, diz Medeiros. “É como se justamente elas, que transportam o oxigênio por todo o organismo, não quisessem perder tempo com a respiração. Por isso, já nascem com um estoque de ATP suficiente para sobreviverem por esse período.” Na realidade, nenhuma célula precisa rigorosamente do oxigênio para gerar ATP. Fora da mitocôndria, no líquido que preenche a célula — o citoplasma —, também se produz ATP, graças à fermentação.
No caso, a substância fermentada é o ácido pirúvico, que surge quando enzimas do citoplasma quebram as moléculas de glicose, vindas dos alimentos. Só que, além de ATP, esse tipo de reação resulta em outros produtos, como o ácido lático, que são tóxicos para as células. “Quando a pessoa faz exercício e sente os músculos doer, o culpado é o ácido lático”, exemplifica o professor Sezar Sasson, autor de livros didáticos que são verdadeiros best sellers de Biologia e supervisor das unidades do Anglo Vestibulares, que prepara alunos para entrar na faculdade. “Isso acontece porque as fibras musculares pedem mais energia do que as mitocôndrias estão conseguindo converter. Pode ocorrer durante o esforço muscular intenso, como uma corrida. ” Na falta de oxigênio bastante, entregue via circulação sangüínea, a célula apela e passa a fermentar. Até que, depois de causar ardor, o ácido lático trave os músculos em estado de fadiga.
Mas não é só por essa situação dolorosa que a fermentação deixa de ser uma boa opção, como mecanismo de converter energia para o corpo. “A sua produção de ATP é muito baixa”, diz Sezar. Os cientistas calculam que as mitocôndrias, no final das contas, conseguem converter 1 mol de glicose em nada menos do que cerca de 36 moles de ATP (mol é a unidade que os químicos empregam para a massa das moléculas). Na fermentação, no entanto, 1 mol de glicose resulta em apenas 2 moles de ATP. Por isso é que se morre de asfixia: na ausência de oxigênio, as células não geram moléculas de ATP suficientes para continuar funcionando. “As células cerebrais, grandes consumidoras, são uma das primeiras a sofrer com a queda de energia, morrendo rapidamente”, explica Sezar.
As mitocôndrias se distribuem, dentro das células, no sentido de providenciar uma entrega rápida de ATP. Elas se concentram nas regiões de maior atividade. Nos espermatozóides, por exemplo, essas organelas disputam espaço nas proximidades do flagelo, a fim de garantir o seu batimento. Aliás, esta é a única participação das mitocôndrias na fecundação. Explica-se: os espermatozóides injetam apenas o seu núcleo no óvulo. E a receita para novas mitocôndrias está nas moléculas de DNA que elas mesmas carregam.“Em geral, as nossas características são herança do pai e da mãe, porque são determinadas por genes de origem paterna e materna”, diz Sezar. “Mas as mitocôndrias são herdadas apenas da mãe, porque só o óvulo contribui com essa organela.”
Supõe-se que aquela bactéria primitiva teve grandes dificuldades para transmitir seus dados genéticos para o núcleo da célula que a hospedou. Daí a maioria do seu material genético ter permanecido separada. A mais recente linha de pesquisa na área de Genética se dedica a investigar se os mais de trinta DNAs mitocondriais não estariam por trás de males como enfartes e cegueiras. A desconfiança de que certas doenças são causadas por um mau funcionamento das mitocôndrias não é novidade: há duas décadas, por exemplo, os cientistas observam que problemas do coração são acompanhados por um excesso de ácido lático nas células desse músculo. Ora, se estão produzindo doses extras dessa substância é porque fermentam, em vez de usarem suas mitocôndrias direito. Mas até aí a falha poderia estar sendo causada pelo comportamento da pessoa — se é fumante, por exemplo, ocupando parte do pulmão com fumaça no lugar de oxigênio — ou por defeitos naqueles poucos genes do núcleo que têm a ver com as mitocôndrias.
No entanto, os cientistas notam que muitas dessas doenças têm maior incidência na família da mãe do que na do pai — e DNA mitocondrial é herança materna. No Brasil, o Instituto Adolpho Lutz de São Paulo criou um grupo disposto a investigar o papel das mitocôndrias em distúrbios que envolvem o trabalho muscular. “Algumas intoxicações e remédios como o AZT, usado em pacientes de Aids, prejudicam o desempenho dessas organelas”, conta o cientista Edenílson Calore, da equipe do instituto. Nos Estados Unidos, cientistas da Universidade Emory já provaram que um tipo de cegueira, a neuropatia de Leber, é provocado por falhas no DNA mitocondrial. O problema deve ocorrernas mitocôndrias de todas as células da vítima, mas as oculares seriam as primeiras a manifestar sintomas. Afinal, os músculos dos olhos gastam muita energia, até para manter a retina fixa numa palavra. Calcula-se que suas mitocôndrias trabalham em dobro na hora de se ler um texto qualquer, como este.
Para saber mais:
Salve o coração
(SUPER número 1, ano 1)
Prova de fogo
(SUPER número 1, ano 2)
O livro da vida, edição integral
(SUPER número 6, ano 2)
Nosso ancestral? Esse micróbio?
(SUPER número 5, ano 9)
Matéria obrigatória
Os 140 000 candidatos que prestaram a primeira fase do vestibular da Fuvest, em São Paulo, no mês passado, podiam ter uma certeza: as mitocôndrias iriam cair na prova. “Quem prepara as perguntas de Biologia é orientado para incluir sempre uma questão sobre a membrana celular e outra sobre mitocôndrias”, dá a dica o químico Atílio Vanin, vice-diretor da Fuvest, instituição que organiza a seleção dos estudantes para cerca de 8 300 vagas em universidades paulistas. “Este vestibular só perde em número de participantes para uma prova similar, no Japão”, diz ele.
Segundo Vanin, a ênfase nessas duas estruturas celulares ocorre porque elas são responsáveis por fenômenos fundamentais para a manutenção da vida. “A membrana controla tudo o que entra e sai das células. Ela não deixa escapar o que é importante para o seu funcionamento e tenta evitar a entrada do que pode ser nocivo”, justifica. “Quanto às mitocôndrias, só elas podem converter a energia dos alimentos, sem a qual ninguém sobrevive. Por isso, entra ano, sai ano, elas continuam sendo uma barbada, isto é, nunca ficam de fora no vestibular.”
Noções básicas de Citologia, Histologia, Anatomia e Fisiologia Humana
Autor: Marano, Vicente Pedro
Editora: LTR
Temas: Citologia, Células, Biologia Humana