Estudando as organelas celulares, deparamo-nos com um componente importantíssimo no processo de respiração celular. Nesse artigo você aprenderá tudo sobre as mitocôndrias em um resumo completo.
Função das mitocôndrias no corpo humano
As mitocôndrias são organelas celulares localizadas no citoplasma de células eucariontes. São responsáveis por realizar uma função fundamental no processo de respiração celular: produzir energia às células do organismo.
O processo de respiração celular é realizado com o objetivo de que a célula obtenha a energia de que necessita para suprir suas funções vitais. As mitocôndrias conseguem produzir ATP (adenosina trigosfato), uma forma de energia resultante de reações químicas utilizando oxigênio e glicose.
Anatomia das mitocôndrias
Como o cloroplasto, as mitocôndrias têm um envoltório formado por duas membranas, ambas semelhantes à membrana celular, com suas moléculas de fosfolipídeos e de proteínas intercaladas. A membrana interna, porém, é muito maior, porque forma muitas pregas, as cristas.
O espaço entre elas é a matriz mitocondrial. Ao longo das cristas da membrana interna, há enzimas que promovem as reações de respiração celular. Essas enzimas ficam presas às cristas em ordem e atuam em sequência, como em uma linha de montagem, decompondo as moléculas orgânicas que vão passando.
As mitocôndrias estão presentes, muitas vezes em grande abundância, em virtualmente todas as células eucarióticas, tanto vegetais quanto animais. Tem-se considerado seu número indo de poucas por célula até mil ou mais em um hepatócito de rato, e até dezenas de milhares em uma das amebas gigantes.
As enzimas
As enzimas das mitocôndrias desencadeiam oxidações que transferem a energia das moléculas orgânicas dos alimentos para o ATP, no qual ela se mantém disponível para uso a qualquer momento. Nesse processo, as substâncias orgânicas são transformadas em metabólitos a serem excretados do organismo, como o dióxido de carbono e a ureia.
Estrutura das mitocôndrias
A estrutura das mitocôndrias é característica e prontamente reconhecível ao microscópio eletrônico. As mitocôndrias são facilmente isoladas de homogeneizados relativamente livres de outros componentes do citoplasma. As proporções típicas em peso seco são de 25 a 35 por cento de lipídios e 60 a 70 por cento de proteínas.
Há muito tempo se sabe que as mitocôndrias são os principais locais de produção de ATP ligada a consumo de oxigênio. Especialmente por possuírem enzimas do ciclo de Krebs, exercem papéis fundamentais em muitas vias metabólicas, incluindo a degradação e síntese de glicídios, gorduras e aminoácidos.
Características
Ilustram bem o agrupamento de diversas enzimas de ação sequencial, dentro de uma organela delimitada por membrana. Isto promove eficiência, em parte porque os produtos de uma reação não têm que se deslocar muito antes de ter a oportunidade de se encontrar com enzimas que catalisam a seguinte.
Tais efeitos podem ser especialmente importantes quando componentes de ação sequencial são mantidos em íntima relação entre si por estarem realmente incorporados dentro da mesma membrana, como ocorre nas mitocôndrias.
As profundas implicações funcionais da disposição de proteínas e outras moléculas em membranas mitocondriais estão se tornando cada vez mais evidentes, principalmente através de experiências de reconstituição, nas quais se isolam e recombinam macroinoléculas de membrana.
Compartimentos internos da Mitocôndria
A mitocôndria é delimitada por urna membrana externa, separada da interna por um espaço de 6 a 10 µ de largura. A membrana interna é disposta em muitas dobras, ou cristas. Por dentro da membrana interna está a matriz mitocondrial. Há técnicas disponíveis para obtenção de membranas internas e externas separadas, e para isolamento de algumas das substâncias da matriz mitocondrial.
Histologia
Com estas técnicas, vêm sendo estudadas a segregação e a organização de diferentes funções enzimáticas nas diferentes membranas e compartimentos. Quando mais for conhecido, sem dúvida a descrição aqui apresentada necessitará modificação. Algumas enzimas das mitocôndrias são prontamente solubilizadas quando se rompem as organelas.
Incluem enzimas solúveis da matriz mitocondrial e do compartimento entre as membranas interna e externa. Talvez algumas enzimas, frouxamente ligadas a uma ou outra membrana, também se destaquem durante o desmembramento. A maioria das enzimas do ciclo de Krebs está na categoria prontamente solubilizada; a interpretação é de que vêm da matriz mitocondrial no compartimento interno.
Também estão lá presentes enzimas para degradação de ácidos graxos por uma sequência metabólica conhecida como via de β-oxidação. Sabe-se que uma enzima do ciclo de Krebs (a succínico desidrogenase) está ligada à membrana interna.
Disposições Funcionais dentro e sobre a Membrana Interna das mitocôndrias
Os principais constituintes da membrana interna das mitocôndrias incluem lipídios, em especial fosfolipídios, e um grupo heterogêneo de proteínas. A maioria das proteínas cujos papéis são conhecidos participam do transporte de elétrons, fosforilação oxidativa, ou transferência de substratos, produtos, outros metabólitos essenciais e íons, para dentro e para fora da mitocôndria.
Ainda não são conhecidas as funções de outras proteínas. Algumas foram historicamente referidas como proteínas “estruturais”, sugerindo a possibilidade de sua responsabilidade primária em manter uma armação, junto com os lipídios, que ajude a organizar o funcionamento das outras proteínas.
Contudo, esta função foi sugerida devido à falta de conhecimento específico e por causa de problemas de preservação de atividades enzimáticas durante a purificação de proteínas de membrana.
Respiração celular – Resumo
A respiração celular consiste no meio de obtenção de energia necessária para que os organismos vivos possam realizar suas funções vitais. É capaz de ser realizada sem utilizar oxigênio (respiração celular anaeróbica) ou com oxigênio (respiração aeróbica).
Através da mitocôndria, (organela presente na célula) a respiração celular é realizada a partir da liberação de energia, H2O, CO2, havendo absorção de O2 e glicose.
Transporte de elétrons
O conceito atual é de que as enzimas de membrana e as próprias proteínas de transporte de elétrons preenchem os papéis estruturais necessários, e que estão presentes muito poucas, ou nenhuma, proteínas especificamente estruturais.
Os componentes de transporte de elétrons responsáveis pelo metabolismo respiratório e os sistemas que executam a fosforilação oxidativa estio ambos firmemente ligados à membrana interna. Era de se esperar a localização conjunta, de vez que, na mitocôndria intacta, o transporte de elétrons e a fosforilação oxidativa estio acoplados – enquanto ocorre o transporte de elétrons, levando finalmente a consumo de oxigênio, sifo adiciona- dos grupamentos fosfato ao ADP, produzindo ATP.
Em geral, o acoplamento é “firme”, significando que nem a formação de ATP nem o transporte de elétrons podem ocorrer isoladamente; ambos precisam acontecer simultaneamente.
Cristas: Membrana Externa das mitocôndrias
Concordando com o papel central da membrana interna das mitocôndrias no metabolismo respiratório, o número de cristas por mitocôndria e sua área total tendem a ser maiores em células com intensa atividade respiratória particularmente.
As próprias mitocôndrias estão frequentemente quase sempre concentradas em regiões intracelulares de maior atividade metabólica – por exemplo, próximo às fibrilas contráteis em células musculares, na base das células tubulares renais onde ocorre intenso transporte ativo de íons, ou em volta dos flagelos que movimentam espermatozoides.
O significado fisiológico das várias formas de cristas e em diferentes tipos celulares é menos claro. Podem se apresentar como simples placas (na maioria das células de organismos superiores) ou como túbulos (em protozoários, algas, no córtex da glândula supra-renal de mamíferos); em alguns casos, podem estar organizadas em estruturas tridimensionais mais complexas.
Composição da membrana externa
A membrana externa das mitocôndrias tem diversas enzimas oxidativas diferentes das da membrana interna, tais como a monoaminoxidase. A membrana é composta de lipídios e proteínas em quantidades aproximadamente iguais, em peso.
As proteínas incluem algumas que se acredita que estabeleçam canais transmembrana que permitem o rápido movimento de componentes essenciais para a função e a manutenção da mitocôndria, através da membrana. Muito pouco está bem estabelecido acerca do espaço entre as duas membranas, embora tenham sido lá identificados provisoriamente um ou dois citocromos e enzimas.
Mitocôndrias -Resumo – Respiração Celular
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