As mitocôndrias são frequentemente chamadas de usinas de energia da célula porque produzem a energia necessária para o funcionamento do corpo. Estas pequenas estruturas ajustam constantemente a sua atividade com base na quantidade de energia que a célula necessita. Os cientistas sabem há muito tempo que os nutrientes afetam 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 melhora o desempenho mitocondrial. As suas descobertas sugerem que a leucina ajuda a preservar as principais proteínas envolvidas na produção de energia, permitindo que as células produzam energia de forma mais eficiente. O estudo, liderado pelo Professor Dr. Thorsten Hoppe do Instituto de Genética e do Cluster de Excelência em Pesquisa do Envelhecimento do CECAD, é publicado em biologia celular da natureza O título é “A leucina inibe a degradação das proteínas da membrana externa mitocondrial para se adaptar à respiração mitocondrial”.
Como a leucina apoia as usinas de energia das células
A leucina é um aminoácido essencial, o que significa que o corpo não pode produzi-lo por conta própria e deve obtê-lo através dos alimentos. É comumente encontrado em alimentos ricos em proteínas, incluindo carne, laticínios, feijão e lentilhas. Embora a leucina seja mais conhecida pelo seu papel na construção de proteínas, novas pesquisas descobriram outra função importante.
A equipe de pesquisa 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 continuar a ocorrer 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 satisfazerem as crescentes exigências energéticas.
“Ficamos satisfeitos ao descobrir que o estado nutricional das células, particularmente os níveis de leucina, afeta diretamente a produção de energia”, disse Qiaochu Li, Ph.D., primeiro autor do estudo. “Este mecanismo permite que as células se adaptem rapidamente ao aumento da demanda energética durante períodos de abundância de nutrientes”.
O papel da SEL1L na produção de energia
Os pesquisadores também descobriram uma proteína chave chamada SEL1L que ajuda a regular esse processo. Em condições normais, o SEL1L atua como parte do sistema de controle de qualidade da célula, identificando proteínas danificadas ou mal dobradas e marcando-as para destruição.
De acordo com este estudo, a leucina parece inibir a atividade SEL1L. Como resultado, menos proteínas mitocondriais são decompostas, aumentando a eficiência mitocondrial e promovendo a produção de energia celular.
“A modulação dos níveis de leucina e SEL1L pode ser uma estratégia para promover a produção de energia”, acrescentou Li. “No entanto, é importante agir com cautela. SEL1L também desempenha um papel crucial na prevenção do acúmulo de proteínas danificadas, o que é fundamental para a saúde celular a longo prazo.”
Possíveis ligações com câncer e doenças metabólicas
Para compreender melhor as implicações mais amplas desta descoberta, os investigadores estudaram os efeitos do metabolismo da leucina em lombrigas microscópicas. Caenorhabditis elegans. Eles descobriram que problemas com a degradação da leucina podem prejudicar a função mitocondrial e até levar a problemas de fertilidade.
A equipe também examinou células humanas de câncer de pulmão e descobriu que algumas mutações relacionadas ao câncer que afetam o metabolismo da leucina parecem melhorar a sobrevivência das células cancerígenas. Esta descoberta sugere que esta via pode desempenhar um papel importante na futura investigação do cancro e no desenvolvimento de tratamentos.
No geral, este estudo fornece novas evidências de que os nutrientes fazem mais do que simplesmente fornecer combustível para o corpo. Eles também influenciam ativamente a forma como as células geram e gerenciam energia em nível molecular. Ao revelar como a leucina regula a actividade mitocondrial, os investigadores acreditam que o seu trabalho poderá, em última análise, 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, vários centros de pesquisa colaborativos financiados pela Fundação Alemã de Pesquisa (DFG), pela Bolsa Avançada do Conselho Europeu de Pesquisa “Estratégias Celulares para Degradação de Controle de Qualidade de Proteínas” (CellularPQCD) e pela Fundação Alexander von Humboldt.
