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Dra. Andréa de Freitas Gonçalves

Herança mitocondrial – a infuência da saúde do pai e da mãe

Mitochondrial inheritance - the influence of the health of the father and mother

ResumoAs mitocôndrias são organelas essenciais ao metabolismo celular, participando da produção de energia e outras funções.

Por possuir DNA próprio, podem sofrer ações de espécies reativas e levar a mutações, podendo ocasionar o aparecimento de doenças mitocondriais. As mitocôndrias são herdadas exclusivamente da mãe. Dessa forma, a boa saúde materna reflete organelas mais saudáveis, o que faz com que a prole receba como herança mitocôndrias com melhor capacidade funcional.

Palavras-chave: mitocôndria, herança mitocondrial, função mitocondrial, metabolismo.

Abstract

Mitochondria are essential organelle to cellular metabolism, participating in the production of energy and other functions. By having its own DNA, they may suffer actions of reactive species and lead to mutations, which may cause the appearance of mitochondrial diseases. Mitochondria are inherited exclusively from the mother. Thus, maternal health reflects healthier organelles, which makes the offspring inherit mitochondria with better functional capacity.

Keywords: mitochondria, mitochondrial inheritance, mitochondrial function, metabolism.

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Herança mitocondrial – a influência da saúde do pai e da mãe

AIntrodução

As mitocôndrias são organelas essenciais à atividade celular, responsáveis pela produção de energia por meio da produção de adenosina trifosfato (ATP) via fosforilação oxidativa. Além disso, participam de outras funções importantes, como metabolismo de lipídios e aminoácidos, proliferação celular, apoptose, diferenciação celular1 e inflamação2. Possuem seu próprio DNA, o DNA mitocondrial (mtDNA), codificando polipeptídeos essenciais para os processos de fosforilação; e a replicação de seu genoma independe do ciclo celular3. Mutações no mtDNA podem ocorrer, ocasionando doenças mitocondriais4, diabetes mellitus5, aterosclerose2 e infertilidade3.

Devido ao processo de formação de energia, as mitocôndrias são grandes formadoras de espécies reativas. Por isso, o mtDNA é rotineiramente exposto e torna-se vulnerável às mutações e lesões induzidas por esses agentes agressores. Caso essas mutações aumentem e/ou se acumulem, podem levar a uma perda da capacidade funcional da cadeia respiratória, com declínio da capacidade bioenergética, patologias mitocondriais e outros eventos associados ao envelhecimento6.

Herança mitocondrial

Após a fertilização, o embrião herda, dos gametas do pai e da mãe, o código genético, assim como algumas organelas. As mitocôndrias da prole, por sua vez, são herdadas exclusivamente da mãe. As mitocôndrias paternas, embora entrem no citoplasma dos ovócitos depois da fertilização, nunca têm seu mtDNA transmitido à prole, portanto, esse padrão de herança é chamado “herança materna”. No entanto, ainda não se sabe como a mitocôndria paterna e o mtDNA são eliminados do citoplasma dos gametas ou zigotos, sendo propostos diversos mecanismos

para degradar essas mitocôndrias paternas1. Embora as mitocôndrias paternas não passem

para a sua prole, elas têm papel importante no processo de fertilização. O movimento da cauda do espermatozoide é altamente dependente de energia proveniente do ATP, que é produzido pelas mitocôndrias dos espermatozoides7. Assim, a mitocôndria paterna funcionante é essencial para a reprodução, uma vez que a diminuição da motilidade dos espermatozoides é uma das principais causas de infertilidade masculina8.

As mitocôndrias estão envolvidas nos processos de envelhecimento e de doenças metabólicas. O envelhecimento poderia estar associado à redução da integridade funcional das mitocôndrias e, consequentemente, ao aumento da produção de radicais livres e espécies reativas9. Já algumas doenças metabólicas, como a diabetes tipo 2 e a obesidade, são influenciadas pela habilidade do organismo em lidar com os nutrientes provenientes da alimentação10.

O envelhecimento está associado à diminuição da função mitocondrial, por sua vez relacionada à diminuição da fertilidade feminina11. A idade materna está relacionada ao aumento no estresse oxidativo nos ovócitos, resultando, assim, em disfunção mitocondrial. Segundo Igosheva et al.12, mulheres obesas podem ter aumento das espécies reativas de oxigênio no ovário devido ao excesso de lipídios, levando a alteração da atividade das mitocôndrias e possível infertilidade.

Alguns nutrientes são importantes para o funcionamento mitocondrial, a fim de que sejam herdadas da mãe mitocôndrias saudáveis e que, no processo de fertilização, participem as mesmas organelas paternas. Os “nutrientes mitocondriais” são aqueles que protegem as mitocôndrias dos danos oxidativos e melhoram sua capacidade funcional13.

Componentes na dieta – ou via suplementação – podem impulsionar a função das mitocôndrias em vários tecidos, atingindo todo o organismo. Muitas

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vezes, os antioxidantes não atuam diretamente nas reações químicas, mas podem proteger a célula evitando o acúmulo de espécies reativas de oxigênio, que podem danificar diversas estruturas, entre elas as membranas das mitocôndrias. Dentre os nutrientes e compostos bioativos importantes, pode-se citar a coenzima Q10 (CoQ10), vitamina C, vitamina E, vitamina B6, selênio, catequinas, carnitina, proantocianidinas, ácido alfa-lipoico,

entre outros14,15. A CoQ10 atua no transporte de elétrons na cadeia respiratória, e uma vez que a quantidade de CoQ10 reduz com o passar da idade, sua suplementação pode ser benéfica para aumentar a atividade mitocondrial nos ovários e, também, das mitocôndrias do ovócito e do embrião3. O quadro 1 mostra alguns nutrientes e suas funções na fertilidade, levando em consideração a melhora da atividade mitocondrial.

Quadro 1. Intervenções dietéticas potencialmente relevantes para o direcionamento da função mitocondrial.

Referências

1. SATO, M; SATO, K. Maternal inheritance of mitochondrial DNA by diverse mechanisms to eliminate paternal mitochondrial DNA. Biochim Biophys Acta; 1833 (8): 1979-1984, 2013.2. YU, E.P.K.; BENNETT, M.R. Mitochondrial DNA damage and atherosclerosis. Trends in Endocrinology and Metabolism. 2014; In Press.3. CHAPPEL, S. The role of mitochondria from mature oocyte to viable blastocyst. Obstet Gynecol Int; 2013.4. YLIKALLIO, E.; SUOMALAINEN, A. Mechanisms of mitochondrial diseases. Annals of Medicine; 2012; 44 (1): 41-59.5. MAASSEN, J.A.; JANSSEN, G.M.C.; HART, L.M. Molecular mechanisms of mitochondrial diabetes (MIDD). Annals of Medicine;

Carnitina

Coenzima Q10

N-acetilcisteína

Proantocianidinas

Vitamina EÔmega-3

Esperma humano e soro

Oócitos de camundongos que receberam estimulação ovarianaCélulas lúteas humanas

Células endoteliais humanas

Mitocôndria da placenta humanaOócitos de camundongo

Melhora da mobilidade dos espermatozoides, diminuição do estresse oxidativoAumento da atividade mitocondrial dos oócitos

Melhora do metabolismo mitocondrial e sobrevivência celularProteção contra apoptose após exposição a produtos de glicação avançadaDiminuição da peroxidação lipídicaDiminuição da agregação mitocondrial nos oócitos e melhora da qualidade dos oócitos com a idade materna avançada

Nutriente Ensaio experimental Aspectos específicos na biologia mitocondrial

Fonte: Adaptado de: Shaum e Polotsky15.

Considerações finais

Cada vez mais a literatura traz estudos mostrando que as mitocôndrias exercem papel fundamental na atividade celular, além da síntese de energia. Por isso, o conhecimento do funcionamento das

mitocôndrias e da melhor forma de otimizar suas atividades torna-se relevante, e cuidar da saúde materna parece ser um importante passo, uma vez que a prole herda essas organelas da mãe, sendo esse um importante marcador do metabolismo futuro da criança.

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