As células possuem vários mecanismos para se protegerem de defeitos mitocondriais:

Controle de qualidade mitocondrial: As células empregam vários mecanismos de controle de qualidade para monitorar a função mitocondrial e eliminar mitocôndrias danificadas ou disfuncionais. Este processo, conhecido como controle de qualidade mitocondrial, envolve:

- Mitofagia :Esta forma seletiva de autofagia tem como alvo as mitocôndrias danificadas para degradação. As mitocôndrias danificadas são marcadas com proteínas de ubiquitina, reconhecidas por receptores de autofagia e posteriormente engolfadas por autofagossomos. Os autofagossomos se fundem com os lisossomos, levando à degradação das mitocôndrias danificadas.

- Fusão e fissão mitocondrial: A fusão de mitocôndrias saudáveis ​​com mitocôndrias danificadas pode ajudar a restaurar a função e complementar as deficiências. Por outro lado, a fissão pode isolar porções danificadas das mitocôndrias, permitindo a sua remoção seletiva através da mitofagia.

- Resposta proteica desdobrada mitocondrial (UPRmt) :Semelhante à resposta proteica desdobrada celular, o UPRmt é ativado quando o dobramento ou importação de proteínas mitocondriais é interrompido. Esta resposta desencadeia a síntese de chaperonas mitocondriais, proteases e outros fatores para corrigir defeitos de dobramento de proteínas e restaurar a função mitocondrial.

Defesa antioxidante: As mitocôndrias são uma importante fonte de espécies reativas de oxigênio (ROS), que podem causar danos oxidativos aos componentes mitocondriais. Para neutralizar isso, as células possuem sistemas de defesa antioxidante, incluindo:

- Antioxidantes enzimáticos :Enzimas como superóxido dismutase (SOD), catalase e glutationa peroxidase eliminam ROS e os convertem em moléculas inofensivas.

- Antioxidantes não enzimáticos :Pequenas moléculas como glutationa, coenzima Q10 e vitaminas C e E ajudam a neutralizar as ERO e a proteger as estruturas mitocondriais.

Mecanismos de reparo de DNA: O DNA mitocondrial (mtDNA) é suscetível a danos causados ​​por EROs e outros fatores. As células possuem mecanismos de reparo de DNA específicos para o mtDNA, incluindo:

- Reparo de excisão de base (BER) :Esta via repara bases individuais danificadas no mtDNA.

- Reparo de quebra de fio simples (SSBR) :Este mecanismo repara quebras de fita simples no mtDNA.

- Reparo de quebra de fita dupla (DSBR) :Esta via repara rupturas mais graves da fita dupla no mtDNA.

Comunicação Nuclear-Mitocondrial: As células possuem vias de sinalização que coordenam a comunicação entre o núcleo e as mitocôndrias. Quando defeitos mitocondriais são detectados, essas vias transmitem sinais ao núcleo, levando a alterações na expressão gênica e à produção de fatores que promovem o reparo ou biogênese mitocondrial.

Ao empregar estes mecanismos de proteção, as células podem manter a integridade mitocondrial, prevenir o acúmulo de mitocôndrias disfuncionais e garantir a função celular adequada.