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Metabolismo celular hiperativo ligado ao envelhecimento biológico

Aumente a sobrevivência das células a curto prazo, ela tem um alto custo: um aumento dramático na taxa de envelhecimento das células.


Embora essa adaptação – chamada de hipermetabolismo – aumente a sobrevivência das células a curto prazo, ela tem um alto custo: um aumento dramático na taxa de envelhecimento das células.

Em um estudo Publicado em 12 de janeiro na Communications Biology, uma equipe liderada por pesquisadores da Universidade de Columbia descobriu que células humanas com mitocôndrias prejudicadas respondem entrando em marcha mais alta e gastando mais energia. Embora essa adaptação – chamada de hipermetabolismo – aumente a sobrevivência das células a curto prazo, ela tem um alto custo: 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 pesquisador principal Martin Picard, PhD, professor associado de medicina comportamental (em psiquiatria e neurologia) na Faculdade de Médicos e Cirurgiões Vagelos da Universidade de Columbia.

"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


Era geralmente assumido que defeitos mitocondriais (que prejudicam a conversão de fontes de alimentos 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 energético. 

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 nível de corpo inteiro.

Embora esse aumento de energia mantenha as células funcionando, ele também degrada os telômeros da célula (tampas que protegem as extremidades de nossos cromossomos) e ativa respostas de estresse e inflamação. O efeito líquido acelera o envelhecimento biológico.

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"Quando as células gastam mais energia para produzir proteínas e outras substâncias essenciais para a sobrevivência a curto prazo, elas provavelmente estão roubando recursos de processos que garantem a sobrevivência a longo prazo, como a manutenção dos telômeros", diz Gabriel Sturm, estudante de pós-graduação e principal autor deste estudo.

Hipermetabolismo, fadiga e envelhecimento


Esse estado hipermetabólico poderia explicar por que 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 conservar 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 movimentem mais. "Isso pode parecer contraintuitivo, já que 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 processos corporais básicos do que alguém que não é fisicamente ativo."

Melhorar a eficiência do organismo, o que diminuiria 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 busca de 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 energética 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 visar o hipermetabolismo. Precisamos de mais pesquisas para saber se isso funcionaria."

O hipermetabolismo também é comum a outras doenças. Se o aumento do gasto energético celular desempenha um papel causal na condução do processo de envelhecimento, visando o hipermetabolismo pode ser uma maneira de melhorar a fadiga, melhorar a qualidade de vida das pessoas, ou mesmo retardar o envelhecimento biológico.

Referência: cuimc.columbia.edu

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