Se você já estudou biologia, estará familiarizado com as mitocôndrias – as organelas geralmente chamadas de ‘casa de força da célula’. E você provavelmente estará ciente de que elas são frequentemente comparadas às baterias AA tradicionais, com cada organela operando como uma única unidade.
Mas um novo estudo importante sugere que eles são realmente mais parecidos com as baterias de ponta dos carros da Tesla – com cada dobra dentro da mitocôndria fornecendo energia de forma independente.
E isso realmente faz muito sentido. A razão pela qual a Tesla se tornou um nome tão grande nos carros elétricos e no armazenamento de energia é porque seus sistemas de bateria são capazes de acumular muita energia em um espaço pequeno – ao mesmo tempo em que garante que a falha de uma parte não diminua toda a configuração.
Agora, novas pesquisas de cientistas americanos e alemães sugerem que a natureza pode ter pensado em um sistema semelhante primeiro.
A mitocôndria desempenha um papel fundamental na movimentação da energia retida nas ligações da glicose para uma forma que pode ser utilizada mais facilmente como combustível para a célula.
Para gerenciar esse processo, a estrutura em forma de feijão de vários micrômetros de comprimento contém uma membrana interna ondulada salpicada de canais que transportam íons de hidrogênio carregados positivamente para frente e para trás.
Presume-se que dobras nessa membrana interna chamada cristae aumentem a área superficial desses portais de proteínas, maximizando a produção de mitocôndrias individuais.
É uma suposição justa a ser feita. De certa forma, uma mitocôndria solitária parece um pouco com uma célula eletroquímica à moda antiga.
Ambos são definidos por um reservatório de produtos químicos ao lado de uma interface que ajuda a canalizar sua energia para algo um pouco mais útil. Portanto, ter mais dobras significaria um espaço maior para a troca.
É uma metáfora tão conveniente que poucos se deram ao trabalho de perguntar o quão preciso pode ser.
“Ninguém havia analisado isso antes porque estávamos tão trancados nesse modo de pensar; a suposição era que uma mitocôndria significava uma bateria”, diz o endocrinologista Orian Shirihai, da Universidade da Califórnia, em Los Angeles.
Por toda a simplicidade do modelo, são necessários grandes riscos no que diz respeito à redundância. Um colapso catastrófico em uma parte central do processo significaria potencialmente o fim dessa potência.
Se uma bateria simples falha dentro de uma lanterna ou brinquedo pequeno, dificilmente será um problema. Apenas troque por um novo.
Mas quando uma unidade de energia responsável por empurrar várias toneladas de veículo pela estrada a 100 quilômetros por hora falha, vale a pena ter um plano B.
“Os engenheiros de veículos elétricos me falaram sobre as vantagens de ter muitas células pequenas de bateria em vez de uma grande; se algo acontecer com uma célula, o sistema poderá continuar funcionando e várias baterias pequenas poderão fornecer uma corrente muito alta quando você precisar”, diz Shirihai.
Isso é parte da razão pela qual as baterias de íon de lítio que alimentam carros elétricos como o Modelo S da Tesla não são uma célula grande, mas mais de 7.000 pequenas conectadas, cada uma contribuindo com uma pequena quantidade de energia enquanto agindo de forma independente.
Muitas células vivas têm um monte de mitocôndrias, provavelmente por razões semelhantes. Perder um não é um grande problema, se houver mais uma dúzia para pegar a folga.
Mas Shirihai viu células com não mais do que um punhado de longas mitocôndrias, onde uma única perda poderia ser devastadora.
Para testar o modelo de uma mitocôndria / uma bateria, o endocrinologista e sua equipe usaram técnicas de microscopia e coloração de alta resolução para observar os detalhes finos das mitocôndrias dentro de vários tipos diferentes de células humanas.
A coloração também lhes permitiu determinar como uma diferença de tensão chamada potencial de membrana mitocondrial variava ao longo da cortina sinuosa da membrana interna.
Se toda a membrana tivesse o mesmo potencial, ou se tudo despolarizasse quando uma única crista foi danificada, uma única mitocôndria poderia ser considerada como uma unidade. Mas não foi isso que Shirihai e sua equipe viram.
“O que as imagens nos disseram foi que cada uma dessas cristas é eletricamente independente, funcionando como uma bateria autônoma”, diz Shirihai.
“Uma crista pode ser danificada e parar de funcionar enquanto outras mantêm seu potencial de membrana”.
Saber mais sobre como as mitocôndrias governam seus processos internos pode nos dizer muito sobre como envelhecemos ou por que alguns sofrem de doenças como a síndrome da fadiga crônica.
As mitocôndrias ainda podem ser pensadas em nós, a bateria do nosso celular. É simplesmente um que é muito mais avançado do que jamais atribuímos à natureza.
Publicado em 17/10/2019
Artigo original: https://www.sciencealert.com/tiny-power-units-inside-our-cells-act-more-like-an-electric-car-s-battery-than-we-thought
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