Medição da Capacidade de Importação de Proteínas das Mitocôndrias Musculares Esqueléticas

Ashley N. Oliveira; Brandon J. Richards; David  A. Hood

doi:10.3791/63055

É necessária uma assinatura do JoVE para visualizar este conteúdo. Faça login ou inicie seu teste gratuito.

Artigo de método

Medição da Capacidade de Importação de Proteínas das Mitocôndrias Musculares Esqueléticas

2.6K visualizações

⸱

DOI:

10.3791/63055

⸱

7 de janeiro de 2022

Ashley N. Oliveira¹ , Brandon J. Richards¹ , David A. Hood¹

¹Muscle Health Research Center, School of Kinesiology and Health Science, York University

Neste artigo

Resumo

Mitocôndrias são organelas metabólicas chave que exibem um alto nível de plasticidade fenotípica no músculo esquelético. A importação de proteínas do citosol é um caminho crítico para a biogênese organela, essencial para a expansão do ritúlume e a manutenção da função mitocondrial. Portanto, a importação de proteínas serve como um barômetro da saúde celular.

Resumo

Mitocôndrias são organelas metabólicas e regulatórias fundamentais que determinam o fornecimento de energia, bem como a saúde geral da célula. No músculo esquelético, as mitocôndrias existem em uma série de morfologias complexas, que vão desde pequenas organelas ovais até uma rede ampla, semelhante a órticulo. Entender como o reticúrio mitocondrial se expande e se desenvolve em resposta a diversos estímulos, como alterações na demanda de energia, tem sido um tema de pesquisa há muito tempo. Um aspecto fundamental desse crescimento, ou biogênese, é a importação de proteínas precursoras, originalmente codificadas pelo genoma nuclear, sintetizadas no citosol, e translocadas em vários subcompartidários mitocondriais. Mitocôndrias desenvolveram um mecanismo sofisticado para este processo de importação, envolvendo muitos canais seletivos de membrana interna e externa, conhecidos como máquinas de importação de proteínas (PIM). A importação para a mitocôndria depende do potencial viável da membrana e da disponibilidade de ATP derivado de organela através da fosforilação oxidativa. Portanto, sua medição pode servir como medida de saúde organela. O PIM também exibe um alto nível de plasticidade adaptativa no músculo esquelético que é fortemente acoplado ao estado energético da célula. Por exemplo, o treinamento de exercícios tem sido mostrado para aumentar a capacidade de importação, enquanto o desuso muscular reduz,coincidentemente com mudanças nos marcadores de conteúdo mitocondrial. Embora a importação de proteínas seja um passo crítico na biogênese e expansão das mitocôndrias, o processo não é amplamente estudado no músculo esquelético. Assim, este artigo descreve como usar mitocôndrias isoladas e totalmente funcionais do músculo esquelético para medir a capacidade de importação de proteínas, a fim de promover uma maior compreensão dos métodos envolvidos e uma valorização da importância do caminho para a rotatividade de organelas no exercício, saúde e doenças.

Introdução

Mitocôndrias são organelas que existem em morfologias complexas em diferentes tipos celulares e são reconhecidas por possuir uma gama crescente de funções que são fundamentais para a saúde celular. Como tal, eles não podem mais ser reduzidos apenas a organelas produtoras de energia. Mitocôndrias são os principais reguladores metabólicos, determinantes do destino celular e centros de sinalização, das quais as funções podem servir como indicadores úteis da saúde celular geral. Nas células musculares esqueléticas, estudos de microscopia eletrônica revelam a presença de mitocôndrias subsarambimais geograficamente distintas (SS) e intermyofibrilar (FMI), que exibem um grau....