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Por que as células, e por extensão os humanos, envelhecem? A resposta pode ter muito a ver com as mitocôndrias, as organelas que fornecem energia às células. Embora essa ideia não seja nova, faltavam evidências diretas em células humanas. Até agora.
Em um estudo publicado em 12 de janeiro na Biologia da Comunicação, uma equipe liderada por pesquisadores da Universidade de Columbia descobriu que as células humanas com mitocôndrias prejudicadas respondem acelerando e gastando mais energia. Embora essa adaptação – chamada de hipermetabolismo – aumente a sobrevivência de curto prazo das células, ela tem um custo alto: um aumento dramático na taxa de envelhecimento das células.
“As descobertas foram feitas em células de pacientes com doenças mitocondriais raras, mas também podem ter relevância para outras condições que afetam as mitocôndrias, incluindo doenças neurodegenerativas, condições inflamatórias e infecções”, diz o investigador principal Martin Picard, PhD, professor associado de comportamento medicina (em psiquiatria e neurologia) na Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons.
“Além disso, o hipermetabolismo pode ser uma das principais razões pelas quais a maioria das células se deteriora à medida que envelhecemos”.
Células hipermetabólicas envelhecem mais rápido
Geralmente, supunha-se que os defeitos mitocondriais (que prejudicam a conversão de fontes alimentares em energia utilizável) forçariam as células a diminuir sua taxa metabólica em um esforço para conservar energia. No entanto, ao analisar a atividade metabólica e o consumo de energia em células de pacientes com doenças mitocondriais, os pesquisadores descobriram que as células com mitocôndrias prejudicadas dobram seu gasto de energia. Além disso, a reanálise de dados de centenas de pacientes com diferentes doenças mitocondriais mostrou que os defeitos mitocondriais também aumentam o custo energético de vida em todo o corpo.
Embora esse aumento de energia mantenha as células funcionando, ele também degrada os telômeros da célula (capas que protegem as extremidades de nossos cromossomos) e ativa respostas ao estresse e inflamação. O efeito líquido acelera o envelhecimento biológico.
“Quando as células gastam mais energia para produzir proteínas e outras substâncias essenciais para a sobrevivência a curto prazo, provavelmente estão roubando recursos de processos que garantem a sobrevivência a longo prazo, como a manutenção dos telômeros”, diz Gabriel Sturm, aluno de pós-graduação e principal autor do estudo. este estudo.
Hipermetabolismo, fadiga e envelhecimento
Esse estado hipermetabólico poderia explicar por que as pessoas com doenças mitocondriais experimentam fadiga e intolerância ao exercício, entre outros sintomas. “Para compensar o uso extra de energia em suas células, seu corpo ‘diz’ para você não se esforçar demais, para economizar energia. Provavelmente vemos a mesma dinâmica à medida que as pessoas envelhecem e sua vitalidade diminui”, diz Picard.
O estudo não aponta novos remédios para pacientes com doenças mitocondriais, que atualmente não são tratáveis, mas reforça as recomendações atuais para que os pacientes se movam mais. “Isso pode parecer contra-intuitivo, pois se você for mais ativo, gastará mais energia e possivelmente piorará seus sintomas”, diz Sturm. “Mas o exercício é conhecido por aumentar a eficiência de um organismo. Um indivíduo que corre, por exemplo, usa menos energia para sustentar os processos corporais básicos do que alguém que não é fisicamente ativo.”
Melhorar a eficiência do organismo, o que reduziria o uso de energia nas células e melhoraria a fadiga e outros sintomas, pode explicar parcialmente os benefícios do exercício para a saúde em pacientes com doenças mitocondriais e pessoas saudáveis.
Em sua busca por novos tratamentos para doenças mitocondriais, os pesquisadores devem se concentrar no hipermetabolismo, diz Picard. “Embora os defeitos mitocondriais prejudiquem a capacidade das células de produzir energia, a deficiência de energia pode não ser o principal iniciador da doença. Nosso estudo mostra que esses defeitos aumentam o consumo de energia. Para mover a agulha terapeuticamente, podemos precisar atingir o hipermetabolismo. Precisamos de mais pesquisas para saber se isso funcionaria.”
O hipermetabolismo também é comum a outras doenças. Se o aumento do gasto de energia celular desempenha um papel causal na condução do processo de envelhecimento, direcionar o hipermetabolismo pode ser uma maneira de melhorar a fadiga, melhorar a qualidade de vida das pessoas ou mesmo retardar o envelhecimento biológico.
A pesquisa foi financiada por doações do National Institutes of Health (R01AG066828), Baszucki Brain Research Fund, J. Willard and Alice S. Marriott Foundation, Muscular Dystrophy Association, Nicholas Nunno Foundation, JDF Fund for Mitochondrial Research e o Shuman Mitocondrial Disease Fund.
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