O cérebro, apesar de pequeno em tamanho, é um órgão altamente ativo. Consome cerca de 20% da energia diária, mesmo representando apenas 2% do peso corporal. O cérebro consome tanta energia pois trabalha dia e noite. Suas funções englobam: tomada de decisões, leitura, fala, respiração, regulação da temperatura corporal, coordenação das mensagens enviadas e recebidas pelo corpo e muito mais.
As principais fontes de energia do cérebro são a glicose e as cetonas.
Glicose é o combustível principal para a maioria das pessoas. A quantidade de glicose necessária para suprir as necessidades do organismo ficam em torno de 110 a 145g ao dia. Mas, a maioria das pessoas acaba consumindo muito mais desnecessariamente, mesmo não sendo atletas. A longo prazo e dependendo da individualidade bioquímica, o corpo e o cérebro podem ficar mais resistentes à insulina, tornando-se mais dependentes das cetonas para produção de ATP.
Em dietas cetogênicas ou períodos de jejum ou na falta de possibilidade de uso de glicose o cérebro adapta-se a usar cetonas.
A produção de corpos cetônicos
O fígado estoca glicose como glicogênio hepático. Após 24 a 48 horas sem carboidratos, o fígado começa a produzir cetonas. O uso de cetonas pode atender cerca de 70% das necessidades energéticas do cérebro, em caso de necessidade.
O Papel das Cetonas no Funcionamento Cerebral
Energia eficiente com menos produção de radicais livres.
Redução do estresse oxidativo.
Redução do dano celular.
Melhoria na função mitocondrial.
Aumento no fluxo sanguíneo cerebral.
Dietas cetogênicas podem ajudar em doenças neurológicas e psiquiátricas.
O cérebro é incrivelmente adaptável e pode funcionar bem com cetonas. Fornecer ao cérebro energia suficiente é essencial para seu funcionamento ideal. Para isso, precisamos de mitocôndrias saudáveis.
Produção de energia pelas mitocôndrias (White, & Venkatesh, 2011)
As mitocôndrias são essenciais para a sobrevivência das células eucarióticas. Além de serem as "usinas de energia" que produzem ATP, também atuam como centros de integração do metabolismo celular, sinalização, resposta ao estresse e apoptose. Embora as mitocôndrias possuam um pequeno genoma próprio, cerca de 99% de suas proteínas são codificadas pelo DNA nuclear e importadas para a organela.
Estrutura e Funções das Mitocôndrias
As mitocôndrias possuem duas membranas e compartimentos aquosos distintos:
Membrana externa: facilita o transporte de metabólitos e proteínas.
Membrana interna: contém cristas que abrigam o sistema de fosforilação oxidativa, responsável pela geração de energia.
Além de ATP, as mitocôndrias participam de:
Síntese de cofatores como os clusters ferro-enxofre (Fe-S).
Metabolismo de aminoácidos, lipídeos e nucleotídeos.
Regulação de espécies reativas de oxigênio (ROS).
Mecanismos de controle de qualidade, como a mitofagia (eliminação de mitocôndrias danificadas).
Função das mitocôndrias (Pfanner, Warscheid, & Wiedemann, 2019)
A biogênese mitocondrial é o processo de formação e manutenção das mitocôndrias. A biogênese depende da importação de proteínas por meio de complexos translocadores específicos:
Complexo TOM (Translocase of the Outer Membrane): entrada inicial das proteínas.
Complexo TIM (Translocase of the Inner Membrane): direciona proteínas para a matriz ou membrana interna.
MIA (Mitochondrial Intermembrane Space Assembly): realiza a dobragem e estabilização de proteínas no espaço intermembrana.
SAM (Sorting and Assembly Machinery): insere proteínas na membrana externa.
Importação de proteínas pelas mitocôndrias (Pfanner, Warscheid, & Wiedemann, 2019)
Esses sistemas são regulados de forma dinâmica para responder às mudanças no estado energético celular e a condições de estresse.
Mitocôndrias como Redes Interconectadas
As mitocôndrias não funcionam como unidades isoladas. Suas proteínas formam redes dinâmicas que conectam:
Biogênese de organelas.
Metabolismo energético.
Morfologia e dinâmica de membranas.
Essas redes também incluem contatos com outras organelas, como o retículo endoplasmático, formando um sistema integrado conhecido como ermione.
Mitocôndrias e Doenças
Defeitos nos mecanismos de importação e processamento de proteínas podem levar a disfunções mitocondriais, relacionadas a doenças e transtornos que afetam o cérebro como:
Doença de Parkinson: acúmulo de proteínas devido à falha no processamento pelo PINK1.
Alzheimer: competição por processamento de proteínas leva ao acúmulo de precursores instáveis.
Transtorno depressivo maior e transtorno afetivo bipolar.
Se o paciente tiver uma dieta carente em micronutrientes, tudo piora.
Além disso, respostas ao estresse, como a UPRmt (Unfolded Protein Response), são ativadas para restaurar a função mitocondrial ou eliminar organelas danificadas.
