Produção de Energia Celular na Mitocôndria

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Mecanismos de produção de energia celular → Mitocôndria 
À medida que os organismos foram aumentando de tamanho, necessitou-se de mais ATP, e, dessa forma, a respiração anaeróbia (glicólise anaeróbia) não era suficiente. A solução seria a respiração aeróbia com a mitocôndria. A ingestão de ácidos graxos e glicogênio pela alimentação é que proporciona a energia, porque as ligações são quebradas formando compostos intermediários que, ao serem metabolizados, geram ATP.
Obs.: Depósitos de gordura dão maior energia numa massa equivalente ao glicogênio, mas ele é quebrado mais facilmente.
A glicólise anaeróbia ocorre no citossol (não é na mitocôndria) e forma 2 ATPs por molécula de glicose, além disso, os dois piruvatos produzidos não eram usados, descartava-se. O oxigênio que ia se armazenando na célula poderia oxidá-la e destruí-la porque é muito reativo, é por isso que acontece a “respiração celular” consumindo o O2 e produzindo CO2 e H2O.
A teoria de entrada da mitocôndria na célula é a endossimbiose e as evidencias são:
DNA próprio ( diferente do núcleo), vários tipos de RNA próprios, autorreprodução (semelhante à das bactéria), os ribossomos mitocondriais são semelhantes aos das bactérias.
Com isso, a célula ganhou um sistema mais eficiente de aproveitamento de energia, a fosforilação oxidativa. Com ela, o piruvato que era jogado fora vai entrar na mitocôndria e conseguiu encontrar um jeito de se livrar do oxigênio. Forma 36 mols de ATP, num total de 38.
A localização e o formato das mitocôndrias podem variar dependendo da demanda energética por região: quanto maior a energia necessitada, maior a quantidade de mitocôndrias. Ex.: Neurônios; células sintetizadoras; células do coração. Por isso quando há alguma patologia que dana as mitocôndrias, as células cardíacas e neurais são as mais prejudicadas.
Características das mitocôndrias: Genoma próprio, DNA circular fechado, dividem-se, mas não sincronizadamente com a célula, sintetizam parte de suas proteínas pela própria mitocôndria, pelos próprios ribossomos (afinal, ela é uma célula separada), os ribossomos mitocondriais são semelhantes aos das bactérias e são diferentes aos encontrados no citoplasma (tamanho, composição de RNA e proteínas e sensibilidade a antibióticos, DNA codifica RNAm sem íntrons. 
Função: Produção de energia - respiração celular gerando ATP; remoção de Ca do citossol; síntese se AA e de esteróides e apoptose pela abertura dos canais de membrana interna permitindo a passagem do citocromo c para o citossol.
Morfologia: Membrana externa e interna com cristas mitocondriais, local onde ficam as enzimas para fazer ATP (aumenta a S.C. para aumentar o número de enzimas presentes); espaço intermembrana e matriz mitocondrial (o DNA circular está inserido nela).
Membrana externa: Bicamada fosfolipídica, lisa e permeável a pequenas moléculas; apresenta proteínas transmembrana de passagens múltiplas, formando canais; é rica em colesterol, sendo, dessa forma, rígida e possui receptores para proteínas e polipeptídios (TOM - para captar as proteínas que são especificas para ela produzidas pelo REL).
Membrana interna: Apresenta cristas; rica em cardiolipina (proteína que a torna impermeável, impedindo a entrada de substâncias sem a presença de proteínas integrais); localizam-se os corpúsculos elementares que contêm enzimas que realizam a fosforilação oxidativa e tem uma cadeia transportadora de elétrons.
O piruvato se transforma em acetilCo-A e, ao final do ciclo de Krebs, obtém-se elétrons e prótons H+ de alta energia. Os elétrons de alta energia a fornecem para transportar os H+ do espaço mitocondrial para o espaço transmembrana, que fica mais concentrado em H+ e começa a voltar, mas passa no corpúsculo polar que tem enzimas fazendo ATP (ATP-sintetase) - as cadeias transportadoras de elétrons de alta energia produzidos no ciclo de Krebs, e usam essa energia para o bombeamento dos íons H+.
Obs.: Animais que hibernam fazem com que a passagem de volta do H+ seja pela Termogenina, porque nesse período não precisa de ATP, só de calor.
Se não houvesse os elétrons com energia, os prótons H+ iriam ficar acumulados na matriz e a temperatura iria aumentar além de não fazer ATP porque não iria voltar pelo corpúsculo.
 Venenos como cianeto bloqueiam a cadeia transportadora de elétrons e o H+ não passa. Sem o uso dele, não usa o O2 não tirando o oxigênio reativo e oxida (altera os níveis de O2, mas não dissocia a oxihemoglobina). Não forma ATP e altera o metabolismo celular. A célula começa a usar o mecanismo anaeróbico e produz ácido láctico caracterizando acidose e anoxia tecidual. Aumenta a concentração de Ca e libera o citocromo C, que ativa a apoptose. Sem respiração celular, causam dano ao SNC, às células do SNC (provoca a incapacidade de respirar), problemas cardíacos.
Antídoto: Fazer compensação com O2 bom, tenta competir com o ruim, com o reativo, porque o oxigênio que se acumula na célula não é o que pode ser usado.
Obs.: Herança mitocondrial é da mãe. O homem pode até ter um problema na mitocôndria, mas não passa para os descendentes. O interessante é que a transmissão pode ser diferente da mãe, dependendo da quantidade do pool bom ou mutante de mitocôndria. 
Obs2.: As células tumorais perdem a capacidade de morrer, de fazer apoptose. Elas driblam o mecanismo de reconhecimento de algum defeito tendo que fazer a apoptose (abertura de canais de membrana interna permitindo a passagem para o citossol de moléculas que iniciam a apoptose).
 Ecstasy: Desvia o fluxo de H+ para a termogenina aumentando a temperatura. O consumo dele causa danos aos neurônios e pode levar à morte das células cerebrais, ele danifica as mitocôndrias das células e isso diminui o nível de produção de energia.
 Termogênicos: Também aumentam a temperatura provocando taquicardia e taquipneia. Aumentam a taxa metabólica basal e leva a um gasto energético mais elevado (aumenta a temperatura corporal). Pode causar o desenvolvimento de cataratas. Na mitocôndria, diminui a formação de ATP porque impede a captação de fosfato, aumenta a formação de calor, aumenta o fosfato extramitocondrial, promove a saída de prótons pela membrana e a via anaeróbia se torna preferencial causando acidose.