Resumo: O dano oxidativo induzido por Ca2+e agentes prooxidantes em mitocôndrias é mediado pelo ataque de espécies reativas de oxigênio geradas pela própria mitocôndria. Estas espécies reativas de oxigênio atacam os grupos tióis de proteínas de membrana promovendo oxidação e ligações cruzadas que conduzem à abertura do poro de transição de permeabilidade mitocondrial (TPM). A TPM em mamíferos caracteriza-se por uma permeabilização não específica e dependente de ea2+que ocorre na membrana mitocondrial interna e é inibida por concentrações submicromolares de ciclosporina A (CsA). No presente estudo foi evidenciado que apesar de mitocôndrias isoladas de tubérculo de batata (Solanum tuberosum) não apresentarem captação e acúmulo significativo de Ca2+, sofrem permeabilização da membrana interna quando tratadas com Ca2+(> 0,2 mM). Esta permeabilização foi potencializada pela adição de diamida, um oxidante de grupos tiólicos que estabelece uma condição de estresse oxidativo devido à oxidação de nucleotídeos de piridina. Esta permeabilização foi inibida pela acidificação do pH do meio de reação, Mg2+ e pelos antioxidantes catalase e ditiotreitol, mas não foi prevenida por inibidores clássicos da TPM de mamíferos como: ADP, bongkrekato e CsA. A ausência de inibição da permeabilização mitocondrial de batata pela CsA contrasta com seu efeito inibitório sobre a atividade da enzima peptidilprolil cis-trans isomerase, que está relacionada com a proteína ciclofilina, um sítio de ligação para CsA. O mersalil, um reagente tiólico monofuncional induz um extenso inchamento insensível à CsA, mesmo na presença de baixas concentrações de Ca2+(> 0,01 mM). Com o objetivo de realizar um estudo comparativo utilizando mitocôndrias vegetais capazes de captar e acumular Ca2+presente no meio extramitocondrial, foram utilizadas mitocôndrias isoladas de batata doce (Impomoea batatas), as quais são capazes de captar Ca2+por um mecanismo eletroforético sensível ao vermelho de rutênio, o que caracteriza a presença de um sistema ativo de captação de Ca2+.O acúmulo de altas concentrações de Ca2+ por mitocôndrias isoladas de batata doce conduziu a uma permeabilização de membrana mitocondrial interna, demonstrada por inchamento da organela e por um lento efluxo de Ca2+. Esta permeabilização induzida por Ca2+também foi estimulada por diamida e inibida parcialmente por catalase. Assim como ocorreu com Solanum tuberosum, o bongkrekato não apresentou efeito inibitório sobre a permeabilização mitocondrial induzida por Ca2+, bem como a CsA não foi capaz de inibir o inchamento mitocondrial e o e fluxo de Ca2+em mitocôndrias de batata doce. Também na batata doce a atividade da enzima peptidilprolil cis-trans isomerase de mitocôndrias foi inibida por CsA. Considerando os resultados aqui apresentados, podemos concluir que foi identificada e caracterizada uma condição de transição de permeabilidade de membrana induzida por Ca2+e espécies reativas de oxigênio, insensível à CsA, em mitocôndrias isoladas de batata e de batata doce. É possível sugerir ainda que a possível existência de um sistema ativo de transporte de Ca2+nestes vegetais não está relacionada com a insensibilidade da transição de permeabilidade destas mitocôndrias vegetais a CsA Ver menos

Abstract: Oxidative damage of mammalian mitochondria induced by Ca2+ and prooxidants is mediated by the atlack of mitochondria-generated reactive oxygen species on membrane proteins thiols, promoting oxidation and cross-linkage that leads to the opening of the mitochondrial permeability transition pore (MPT). In mammalian mitochondria, 1 Ver menos

PTis detined as a Ca2+-dependent, nonspecific permeabilization of the mitochondrial inner membrane, inhibited by submicromolar concentrations of cyclosporin A (CsA). In this study, we presented evidence that deenergized potato tuber (Solanum tuberosum) mitochondria, which do not possesses a Ca2+ uniport, undergo inner membrane permeabilization when treated with Ca2+ (> 0.2 mM), as indicated by mitochondrial swelling. Similar to rat tiver mitochondria, this permeabilization was enhanced by diamide, a thiol oxidant that creates a condition of oxidative stress by oxidizing pyridine nucleotides. This was inhibited by the acidic pH, Mg2+, and by the antioxidants catalase and dithiothreitol. Potato mitochondrial membrane permeabilization was not inhibited by ADP, bongkrekate and CsA, well know inhibitors of the mammalian mitochondrial permeability transition. The lack of inhibition of potato mitochondrial permeabilization by cyclosporin A is in contrast to the inhibition of the peptidylprolyl cis-trans isomerase activity, that is related to the cyclosporin A-binding protein cyclophilin. Interestingly, the monofunctional thiol reagent mersalyl induces an extensive cyclosporin A-insensitive potato mitochondrial swelling, even in the presence of lower Ca2+ concentrations (>0.01). In order to compare a plant mitochondria able to take up and retain the Ca2+present in the extramitochondrial medium of Solanum tuberosum, which is unable to take up Ca2+,we used mitochondria isolated from sweet potato (Impomoea batatas). These mitochondria are able to take up the Ca2+by an eletrophoretical mechanism sensitive to ruthenium red which characterizes an active system of ea2+ uptake. The retaining of high amount of Ca2+by mitochondria isolated from sweet potato leads to an inner mitochondrial permeabilization demonstrated by organelle swelling and by a slow Ca2+efflux. The permeabilization of the sweet potato mitochondrial membrane induced by Ca2+wasalso stimulated by diamide and partially inhibited by catalase. The ATP/ADP translocase inhibitor, bongkrekate, did not show inhibitory effect on the mitochondrial permeabilization induced by Ca2+on sweet potato mitochondria. Cyclosporin A was also unable to inhibit the mitochondrial swelling and Ca2+efllux on sweet potato mitochondria. In conclusion we have identified and characterized a cyclosporin A-insensitive permeability transition pore induced by Ca2+and by reactive oxygen species in isolated potato tuber and sweet potato mitochondria. It is possible to suggest that the absence or the presence of an active system of Ca2+ uptake in these plants are not related to the cyclosporin A-insensitivity of these mitochondria Ver menos