Termogênese e Desacoplamento Mitocondrial

As mitocôndrias podem desviar a energia do gradiente de prótons da síntese de ATP e liberá-la como calor. Quando os prótons vazam de volta através da membrana interna sem passar pela ATP sintase, a respiração é desacoplada da fosforilação. No tecido adiposo marrom, a proteína desacopladora UCP1 torna esse vazamento um processo fisiológico controlado para a geração de calor.

Definition

O desacoplamento mitocondrial é a dissipação do gradiente de prótons por uma via diferente da ATP sintase, de modo que a energia da respiração é liberada como calor; termogênese é a produção de calor resultante, classicamente mediada pela UCP1 na gordura marrom.

Scope

O tópico abrange o conceito de desacoplamento, o papel da proteína desacopladora 1 (UCP1) no tecido adiposo marrom, a termogênese sem tremores e como a dissipação da força próton-motriz produz calor em vez de ATP. É uma referência de bioquímica e fisiologia e não uma orientação clínica.

Core questions

• O que significa desacoplar a respiração da síntese de ATP?
• Como a UCP1 gera calor no tecido adiposo marrom?
• O que é termogênese sem tremores?
• Por que o desacoplamento produz calor em vez de ATP?

Key concepts

• Desacoplamento mitocondrial
• Proteína desacopladora 1 (UCP1)
• Tecido adiposo marrom
• Termogênese sem tremores
• Vazamento de prótons
• Produção de calor versus síntese de ATP

Mechanisms

Normalmente, os prótons reentram na matriz apenas através da ATP sintase, acoplando a respiração à produção de ATP. No tecido adiposo marrom, a proteína desacopladora UCP1 fornece um caminho alternativo que permite que os prótons fluam de volta sem produzir ATP; a energia que teria sido capturada é liberada como calor. Isso é ativado como parte da termogênese sem tremores, por exemplo, em resposta ao frio. Como o gradiente dissipado é continuamente reconstruído pela respiração, a oxidação do substrato e o consumo de oxigênio aumentam, enquanto o rendimento de ATP diminui.

Clinical relevance

A termogênese do tecido adiposo marrom contribui para o balanço de calor e o gasto energético e é uma área ativa de pesquisa metabólica. Esta entrada descreve a fisiologia subjacente para referência e não oferece orientação sobre controle de peso ou qualquer tratamento.

History

O tecido adiposo marrom foi por muito tempo conhecido como um órgão gerador de calor em pequenos mamíferos e hibernadores, e a proteína responsável por sua atividade desacopladora, posteriormente nomeada UCP1, foi caracterizada no final do século XX. Revisões abrangentes integraram a bioquímica da UCP1 com a fisiologia da termogênese sem tremores.

Key figures

• Barbara Cannon
• Jan Nedergaard

Seminal works

• cannon-2004

Frequently asked questions

O que faz a proteína desacopladora 1?

A UCP1 permite que os prótons vazem de volta através da membrana mitocondrial interna sem passar pela ATP sintase, de modo que a energia do gradiente de prótons é liberada como calor em vez de ser capturada como ATP.

O que é termogênese sem tremores?

É a produção de calor por meios metabólicos, especialmente através do desacoplamento mediado pela UCP1 no tecido adiposo marrom, distinguindo-se do calor gerado pelo tremor muscular.