Canais mitoKATP e regulação do volume da matriz na dinâmica mitocondrial no fígado.

• Processo: 23/04340-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Metabolismo e Bioenergética
• Pesquisador responsável: Eloisa Aparecida Vilas Boas
• Beneficiário: Lucas Rafael Pereira Camara
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Metabolismo energético
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: MitoKATP | potencial de membrana | Volume mitocondrial | Metabolismo energético

Resumo

As mitocôndrias são organelas responsáveis pela geração eficiente de ATP através do metabolismo de carboidratos, lipídeos e proteínas. São organelas dinâmicas, que passam por uma constante alteração de tamanho e forma ao longo do tempo, através de processos de fusão e fissão mitocondrial. A membrana interna mitocondrial apresenta um potencial interno negativo, fundamental para sustentar a fosforilação oxidativa. Portanto, o transporte de íons através da membrana mitocondrial interna deve ser cuidadosamente regulado e tem um forte impacto nos processos metabólicos.O potássio (K+) é um íon que mantém e regula diversas funções básicas das células, sendo de grande importância na estabilidade do espaço e volume celular. A combinação de um meio intracelular rico em K+ e um potencial eletroquímico de membrana mitocondrial, que propicie um ambiente eletrostaticamente negativo, permite a entrada de K+ na matriz mitocondrial via vazamento. Além disso, a entrada de K+ na matriz mitocondrial também pode ocorrer através de canais mitoKATP. A entrada desse íon é acompanhada por um processo osmótico obrigatório, resultando em inchaço da organela. Em contrapartida, a saída de K+ da matriz ocorre através do trocador de K+/H+. Sabe-se que a ciclagem de K+ nas mitocôndrias não diminui de forma expressiva os potenciais de membrana, logo o principal efeito da atividade de mito KATP deve ser a regulação do volume mitocondrial. Nosso grupo já mostrou que algumas situações que levam a alterações na morfologia mitocondrial no fígado estão associadas com o aumento da atividade do mitoKATP, como durante a sobrecarga de nutrientes. Diante disso, o presente projeto visa entender como a atividade do mitoKATP ajuda a manter a arquitetura e a homeostase associada à dinâmica mitocondrial no fígado. A hipótese é que mudanças no tamanho, dinâmica e forma mitocondrial, moduladas por esses canais, requerem alterações no transporte de K+ através da membrana interna para manter o volume da matriz.