As mitocôndrias são frequentemente chamadas de usina de energia da célula porque produzem a energia que o corpo precisa para funcionar. Essas pequenas estruturas ajustam constantemente sua atividade dependendo da quantidade de energia que a célula necessita. Os cientistas sabem há muito tempo que os nutrientes afectam este processo, mas ainda não está claro como as células percebem e respondem a esses nutrientes.
Agora, investigadores da Universidade de Colónia descobriram um novo mecanismo que mostra como o aminoácido leucina pode aumentar o desempenho mitocondrial. As suas descobertas revelam que a leucina ajuda a preservar proteínas críticas envolvidas na produção de energia, permitindo que as células produzam energia de forma mais eficiente. A pesquisa foi liderada pelo Prof. Thorsten Hope, do Instituto de Genética e do Cluster de Excelência em Pesquisa do Envelhecimento do CECAD. Biologia Celular da Natureza sob o título “Leucina inibe a degradação de proteínas da membrana mitocondrial externa para adaptar a respiração mitocondrial”.
Como a leucina apoia a usina de energia da célula
A leucina é um aminoácido essencial, o que significa que o corpo não pode produzi-lo sozinho e deve vir dos alimentos. Geralmente é encontrado em alimentos ricos em proteínas, incluindo carne, laticínios, feijão e lentilha. Embora a leucina já seja conhecida pelo seu papel na construção de proteínas, novas pesquisas revelaram outra função importante.
A equipe descobriu que a leucina previne a quebra de certas proteínas localizadas na superfície externa das mitocôndrias. Estas proteínas ajudam a transportar moléculas metabólicas importantes para as mitocôndrias para que a produção de energia possa prosseguir de forma eficiente. Ao proteger estas proteínas da degradação, a leucina permite que as mitocôndrias funcionem em níveis mais elevados e ajuda as células a satisfazer as necessidades energéticas.
“Ficámos entusiasmados ao descobrir que o estado nutricional de uma célula, particularmente os seus níveis de leucina, afecta directamente a produção de energia”, disse o Dr. Qiaochu Li, primeiro autor do estudo. “Este processo permite que as células se adaptem rapidamente ao aumento da demanda energética durante períodos de abundância de nutrientes”.
Papel do SEL1L na produção de energia
Os investigadores também identificaram uma proteína chave chamada SEL1L que ajuda a regular este processo. Em condições normais, o SEL1L funciona como parte do sistema de controle de qualidade da célula, identificando proteínas danificadas ou mal dobradas e marcando-as para destruição.
Segundo a pesquisa, a leucina parece suprimir a atividade SEL1L. Como resultado, menos proteínas mitocondriais são quebradas, o que melhora a eficiência mitocondrial e aumenta a produção de energia celular.
“A modulação dos níveis de leucina e SEL1L pode ser uma estratégia para aumentar a produção de energia”, acrescentou Lee. “No entanto, é importante proceder com cautela. SEL1L também desempenha um papel importante na prevenção do acúmulo de proteínas danificadas, o que é essencial para a saúde celular a longo prazo.”
Possível ligação entre câncer e doenças metabólicas
Para compreender melhor as implicações mais amplas da descoberta, os investigadores estudaram os efeitos do metabolismo da leucina em pequenas lombrigas. Caenorhabditis elegans. Eles descobriram que problemas com a degradação da leucina podem prejudicar a função mitocondrial e até causar problemas de fertilidade.
A equipe também examinou células humanas de câncer de pulmão e descobriu que certas mutações relacionadas ao câncer que afetam o metabolismo da leucina demonstraram melhorar a sobrevivência das células cancerígenas. A descoberta sugere que o caminho pode desempenhar um papel importante na futura pesquisa do câncer e no desenvolvimento de terapias.
No geral, a pesquisa fornece novas evidências de que os nutrientes fazem muito mais do que apenas abastecer o corpo. Eles influenciam ativamente a forma como as células geram e conduzem energia em nível molecular. Ao descobrir como a leucina regula a actividade mitocondrial, os investigadores acreditam que o seu trabalho poderá eventualmente ajudar a orientar novos tratamentos para distúrbios metabólicos, cancro e outras doenças associadas à produção deficiente de energia.
A pesquisa foi apoiada pela Estratégia de Excelência Alemã através do CECAD, a Fundação Alemã de Pesquisa (DFG), a Bolsa Avançada do Conselho Europeu de Pesquisa “Estratégias Celulares de Controle-Degradação de Qualidade de Proteínas” (CellularPQCD) e vários centros de pesquisa colaborativos financiados pela Fundação Alexander von Humboldt.
