Muito predominante em doenças neurodegenerativas, a disfunção mitocondrial, ou seja, diminuição ou deficiência na atividade das mitocôndrias, está recebendo cada vez mais atenção, especialmente, quando falamos dela em conjunto com a homeostase celular do ferro.
As mitocôndrias são responsáveis pela produção de ATP, por diversos processos metabólicos e também pela morte celular. Já o ferro tem seu papel vital para a sobrevivência de uma célula. Dado que em doenças neurodegenerativas, há a disfunção mitocondrial, ao mesmo tempo que, há um aumento patológico da concentração de ferro no cérebro, um estudo avaliou o funcionamento dessa homeostase em doenças neurodegenerativas mais comumente conhecidas, A Doença de Parkinson (DP) e a Doença de Alzheimer (DA).
O ferro:
O grupo do ferro, já bem conhecido pelo importante papel no transporte de oxigênio como cofator para moléculas de hemoglobina, mioglobina e neoglobina, transporte de elétrons, síntese de óxido nítrico e etapa terminal da fosforilação oxidativa. A importância do ferro ocorre na maioria das células via endocitose mediada por receptor, entre a proteína da membrana plasmática, o receptor transferrina 1 (TfR1) e a proteína transportadora do ferro, a transferrina (Tf), que liga dois íons de ferro férrico (Fe3+). O ferro recém-importado tem três potenciais destinos, uso imediato, armazenamento de forma férrica não biodisponível ou entrega às mitocôndrias para apoio das muitas funções metabólicas necessárias.
Utilização e armazenamento do ferro na mitocôndria:
Após o transporte para a matriz mitocondrial, o ferro pode ser utilizado ou armazenado. A síntese do ferro-heme requer reações tanto quanto mitocondriais, quanto do citosol, líquido preenchedor do citoplasma, espaço que fica entre a membrana plasmática e outras paredes da célula, como a matriz mitocondrial do interior da mitocôndria.
Como a mitocôndria precisa de um fluxo constante para alimentar a síntese do fluxo de ferro-enxofre-clúster (dois átomos de Fe + dois átomos de S = 2Fe-2S), pode haver uma geração de ERO (Espécie de oxigênio reativos), capazes de intoxicar e danificar a célula, para evitar isso, a mitocôndria pode utilizar imediatamente o Fe2+ em uma via sintética ou sequestrá-lo em um complexo proteico de armazenamento que consiste em ferritina mitocondrial oligomerizada (FtMt).
A homeostase:
Os mamíferos utilizam sistemas pós-transicionais para regulação dos níveis de ferro, relacionados com importação, armazenamento, utilização e exportação, até o momento, 9 deles contendo elementos reguladores de ferro foram identificados e validados.
O ferro é fundamental para o desenvolvimento cerebral, assim como o funcionamento dele na idade adulta. O que sabemos até o momento sobre as proteínas de homeostase do ferro no cérebro foram de estudos realizados em eritrócitos periféricos, especialmente em desenvolvimento. Dada a não uniformidade regional, pode ser que, essas mesmas proteínas sejam utilizadas de forma diferente no sistema nervoso central para atingir a homeostase de ferro cerebral.
A desregulação e a neurodegeneração:
A neurodegeneração representa o aparecimento de muitas condições que individualmente já afetam o metabolismo do ferro, como o envelhecimento, disfunção mitocondrial, estresse oxidativo, neuroinflamação e características adicionais fisiopatológicas das doenças de Parkinson e Alzheimer. O fato dessas organelas estarem prejudicadas nas doenças neurodegenerativas levantam a possibilidade da desregulação do ferro, o que pode levar por sua vez, a disfunção mitocondrial.
O acúmulo de ferro a nível cerebral é comum em diferentes doenças degenerativas, onde a disfunção mitocondrial e o estresse oxidativo ocorrem juntos, ameaçando a homeostase dos sistemas analisados neste estudo. Compreender os mecanismos destas disfunções nas doenças degenerativas, permitirá melhores condutas terapêuticas especificamente direcionadas.
