Mitocôndrias usam temporizadores

O momento em que uma pessoa se alimenta pode ser tão importante quanto o que ela come. Um novo estudo do Instituto Weizmann de Ciência, Israel, e Instituto Max Planck de Biologia, Alemanha, que recentemente foi publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), sugere que as usinas de energia das células – as mitocôndrias – são altamente regulamentadas pelo relógio biológico, ou circadiano. Isto pode ajudar a explicar por que as pessoas que dormem e comem em desarmonia com seus relógios circadianos sofrem maior risco de desenvolver obesidade, diabetes e síndrome metabólica.

O Dr. Gad Asher do Departamento de Ciência Biomolecular do Instituto Weizmann, que liderou o estudo, explica que os relógios circadianos, encontrados em seres vivos – desde bactérias, moscas e seres humanos – controlam os ritmos de sono, atividade, alimentação e metabolismo. “Em certo sentido”, diz ele, “é como um calendário diário, dizendo ao corpo o que esperar, para que possa se preparar para o futuro e operar de forma otimizada”.

O Dr. Adi Neufeld-Cohen, do grupo de Asher, em colaboração com a Dra. Maria S. Robles e Professor Matthias Mann do Instituto Max Planck de Bioquímica, estudaram as mudanças circadianas nas mitocôndrias, que por criarem picos e depressões nos níveis de energia celular, também ajudariam a regular os seus ciclos diurnos e noturnos. O grupo identificou e quantificou centenas de proteínas mitocondriais, descobrindo que 40% elevam suas atividades agudamente uma vez por dia. Posterior investigação identificou as proteínas compondo o relógio circadiano mitocondrial que regula essas atividades. Surpreendentemente, a maioria das proteínas circadianas entraram em pico nas mitocôndrias após quatro horas do ciclo de luz do dia (em camundongos, que são ativos durante a noite).

Entre essas proteínas essenciais, os pesquisadores descobriram uma enzima chave que determina a taxa de utilização de açúcar para a produção de energia. Esta proteína atinge o seu valor máximo quatro horas depois do início do ciclo da luz do dia, sugerindo que a maior capacidade da mitocôndria de queimar açúcar seja em torno desse mesmo tempo. Para verificar, os pesquisadores deram açúcar às mitocôndrias e descobriram que em torno da quarta hora, a respiração e utilização de glicose estavam, de fato, mais elevadas. Também descobriram que a proteína responsável pela entrada de ácidos graxos dentro das mitocôndrias só entra em pico na décima-oitava hora e, novamente, os testes mostraram que o processamento de gordura era ótimo nesse mesmo horário. Em camundongos com uma mutação genética que interfere nos seus relógios biológicos gerais, os montantes dessas proteínas não se alteraram ao longo do dia, e a atividade de decomposição de gorduras e açúcares era sempre estável.

“Estes resultados suportam descobertas prévias em nosso laboratório quando se mostrou que, se os camundongos comem apenas à noite, quando estão ativos, em vez de ao longo do dia e da noite, eles consomem a mesma quantidade de calorias, mas os seus níveis de lipídios no fígado serão 50% menores”, explica Asher. “Em outras palavras, o resultado depende não só do que você come, mas também quando você come. Se pudermos ser mais conscientes sobre o momento de nossas atividades celulares, poderemos ser capazes de tirar proveito de vários nutrientes de forma mais saudável.”