biogenesis mitocondrial

La actividad contráctil crónica produce biogénesis mitocondrial en el músculo, entendiendo estos términos como los procesos celulares involucrados en la síntesis y degradación de estas organelas.

Mecanismos celulares de biogénesis mitocondrial
    La iniciación de la biogénesis mitocondrial en las células musculares comienza con ciertas señales provocadas por la contracción del músculo. Lamagnitud de la señal/es, indudablemente hasta cierto punto, está relacionada con la intensidad y duración del esfuerzo contráctil. Esta señalización puede potencialmente conducir a 1) la activación o inhibición de factores de trascripción, los cuales afectarán la velocidad de trascripción, 2) la activación o inhibición de factores de estabilización del RNAm, los cuales median cambios en la velocidadde degradación del RNAm, 3) alteraciones en la eficiencia de la traducción a proteínas, 4) la modificación post-traduccional de las proteínas, 5) cambios en la cinética de importación de proteínas mitocondriales y/o 6) alteraciones en la velocidad de ensamblado de las subunidades que conforman los complejos enzimáticos mitocondriales. 





Lic. M Fernanda Insua (Modificado de Hoods, 2001)    Además, la señal/es podría ser transmitida directamente a la mitocondria para iniciar la replicación o trascripción del ADNmitocondrial (ADNmt), o tener un efecto sobre la traducción del RNAm a proteínas o en el ensamblado de los complejos enzimáticos.


Eventos iniciales de señalización
    Si hablamos de la actividad contráctil, al inicio de la misma, se sucede un número de eventos rápidos, que formanparte del proceso de señalización inicial, que conduce a la síntesis de proteínas y lípidos. Estos incluyen: 1) cambios en la conformación de proteínas sensibles al voltaje, respondiendo a potenciales de acción del sarcolema (membrana plasmática del músculo); 2) activación de unas proteínas de la superficie celular llamadas integrinas, que son mecano-transductores (traducen señales mecánicas desdeel exterior al interior celular); 3) flujo de iones (por ej. de Ca2+) en la célula muscular en contracción; 4) cambios en la duración de los puentes cruzados y el desarrollo de la tensión y 5) el recambio de ATP y la subsiguiente estimulación del metabolismo.
    Se discutirán principalmente los eventos relacionados con la señalización por calcio y el recambio de ATP.
Calcio. Su liberación delretículo sarcoplásmico, permite la interacción de la actina y la miosina en la célula muscular. También es muy reconocido como un importante segundo mensajero en una variedad de células, incluyendo las musculares. Incrementos en la concentración de calcio citosólico pueden activar un número de proteínas kinasas (por ej la Ca2+/calmodulina kinasa II, la proteína kinasa C (PKC)) y fosfatasas (por ej, lacalcineurina), las cuales en última instancia envían sus señales al núcleo para alterar la velocidad de la trascripción de ciertos genes (proceso de síntesis de ARNm a partir del ADN).
    Existen otros eventos en los que participa el calcio que podrían estar relacionados con la biogénesis mitocondrial. Primero, el incremento de calcio citosólico influencia directamente la velocidad de larespiración u oxidación mitocondrial. Esto ocurre a través de la activación de enzimas deshidrogenasas, las cuales requieren calcio para su actividad completa. El cambio en el calcio mitocondrial causa incrementos en los niveles de ATP tanto en el citosol como en la mitocondria, los cuales permanecen más tiempo, luego de que las elevaciones de calcio mitocondrial han declinado.
    En segundo término, sehan reportado cambios mediados por calcio en eventos de fosforilación en la membrana mitocondrial interna, particularmente con la fosforilación de la subunidad c de la ATPasa F0 F1 (la que participa en la síntesis de ATP). Aunque el significado de estos hechos respecto a la biogénesis mitocondrial aún no ha sido establecido, podrían estar formando parte de una cascada de señalización...