Notícia

Pesquisadores descrevem mecanismo pelo qual o oxigênio é detectado no sangue

Fonte

Universidade de Sevilha

Data

terça-feira, 4 outubro 2022 13:05

Áreas

Biologia. Biomedicina. Bioquímica. Hematologia. Microbiologia.

Pesquisadores do Instituto de Biomedicina de Sevilha (IBiS) e da Universidade de Sevilha, na Espanha, estudaram o mecanismo pelo qual o oxigênio é detectado no sangue. A pesquisa foi realizada pelo grupo de pesquisa ‘Neurobiologia Celular e Biofísica’ do IBiS, liderado pelo pesquisador Dr. José López Barneo, professor emérito da Universidade de Sevilha, e se concentrou nos mecanismos básicos que fundamentam a detecção de oxigênio pelas células.

A hipóxia (deficiência de oxigênio), além de ocorrer em áreas de grande altitude, é um fator crítico ligado a diversas patologias cardiorrespiratórias com alta morbidade e mortalidade em humanos. O corpo carotídeo, uma estrutura altamente perfundida localizada na bifurcação carotídea, é considerado o órgão protótipo para a detecção aguda de oxigênio. Sua ativação durante a hipóxia causa hiperventilação e outros reflexos cardiovasculares, respostas essenciais para a adaptação à diminuição do oxigênio e que minimizam seus efeitos deletérios. Apesar de sua relevância biomédica, a base molecular para a detecção aguda de hipóxia permaneceu indefinida por décadas.

Em trabalho anterior, o grupo liderado pelo professor José López Barneo mostrou que as células quimiorreceptoras do corpo carotídeo (células glômicas) contêm mitocôndrias especializadas que durante a hipóxia geram sinais (incluindo espécies reativas de oxigênio ou ROS) que regulam a excitabilidade celular. Essa sensibilidade específica das mitocôndrias das células glômicas à hipóxia se deve ao seu metabolismo especializado e depende de fatores de transcrição específicos, enzimas e componentes da cadeia de transporte de elétrons mitocondrial. O estudo, publicado na revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), completou a caracterização dos mecanismos moleculares de detecção aguda de oxigênio pelo corpo carotídeo.

Camundongo geneticamente modificado

Para isso, os pesquisadores usaram um camundongo geneticamente modificado como modelo em que a cadeia de transporte de elétrons é interrompida no corpo carotídeo. Especificamente, os estudos são baseados em um camundongo knockout para o complexo mitocondrial III da cadeia respiratória em células glômicas, o que resulta na desconexão funcional entre os complexos mitocondriais I e IV. As células quimiorreceptoras do corpo carotídeo sobrevivem à disfunção do complexo III mitocondrial, mas mostram uma abolição seletiva da resposta celular à hipóxia, enquanto as respostas a outros estímulos, como a hipoglicemia, são mantidas. Consequentemente, os camundongos apresentam forte inibição da resposta ventilatória hipóxica, com frequência ventilatória insuficiente para lidar com o déficit de oxigênio.

Essa má adaptação torna-se aparente quando camundongos deficientes no complexo mitocondrial III são submetidos a hipóxia sustentada por dias, uma vez que os animais apresentam sintomas de aclimatação alterada (aumento excessivo do hematócrito e hipertrofia cardíaca, entre outros). Os resultados obtidos indicam que, para uma adequada detecção de hipóxia nas células do corpo carotídeo é necessária uma cadeia de transporte de elétrons funcional, onde a ação integrada de seus componentes possibilita a regulação da respiração pelo oxigênio.

Dada a importância do corpo carotídeo na regulação da respiração, os pesquisadores destacaram que a cadeia mitocondrial de transporte de elétrons surge como um potencial alvo terapêutico para o tratamento farmacológico da depressão respiratória ou de patologias em que esteja envolvida a superativação do corpo carotídeo.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade de Sevilha (em espanhol).

Fonte: Universidade de Sevilha. Imagem: Divulgação, Universidade de Sevilha.

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