01 - Biologia Celular

Os peroxissomos são organelas presentes em praticamente todas as células eucarióticas, e exibem uma identidade funcional muito peculiar que só atualmente tem sido explorada em detalhe pelos pesquisadores.

Particularmente evidentes em células de rim e fígado de mamíferos, assim como em vários tecidos vegetais, são organelas delimitadas por uma membrana única, sendo que, em alguns casos (como nas células do fígado), apresentam uma estrutura cristalina interna denominada de nucleóide (Fig. 4). Esta estrutura é formada por um acúmulo de uma determinada enzima peroxissômica (em geral, urato oxidase), que se cristaliza em seu interior.

Figura 4: Micrografia eletrônica mostrando os peroxissomos. Note a ocorrência de um nucleóide em seu interior (cristais de urato oxidase), característico desta organela.
Fonte: FAWCETT, D.W. The cell. 2^nd Ed. W. B. Saunders Company, Philadelphia. 1981.

Os peroxissomos são caracterizados pela presença de uma série de enzimas oxidativas, como a D-aminoácido oxidase, a urato oxidase e a catalase. Os peroxissomos devem seu nome ao peróxido de hidrogênio, um intermediário chave em seu metabolismo oxidativo. Este composto é produzido por uma série de oxidases que utilizam o oxigênio na remoção de átomos de hidrogênio de substratos específicos, tais como aminoácidos, purinas e alguns produtos do metabolismo de carboidratos, como o ácido lático.

O peróxido de hidrogênio produzido nessas reações é posteriormente utilizado pela catalase na oxidação de vários substratos, incluindo o ácido fórmico, formaldeído, etanol e metanol, com a simultânea redução do peróxido de hidrogênio a água.

No caso do etanol, os peroxissomos têm um papel desintoxicante, pois cerca de ¼ de todo etanol consumido pelo homem, por exemplo, é oxidado a acetaldeído principalmente no fígado. Na ausência destes últimos substratos citados, a catalase alternativamente converte moléculas de peróxido de hidrogênio em água (e oxigênio), o que constitui um dispositivo muito importante na prevenção de um acúmulo indesejável deste composto, altamente oxidante e prejudicial à célula (Fig. 5).

Figura 5: Metabolismo oxidativo do peroxissomo. A oxidação de aminoácidos, purinas e ácido lático, por atividade das oxidases, leva à formação de peróxido de hidrogênio (H₂O₂). Em seguida, a enzima catalase utiliza o H₂O₂ para a oxidação de diversos substratos, reduzindo-o a água. Esta redução do peróxido de hidrogênio pode ocorrer mesmo na ausência de um substrato disponível, evitando um eventual acúmulo deste composto altamente oxidante e prejudicial à célula. Como na mitocôndria, o peroxissomo ainda possui um papel importante na β-oxidação de ácidos graxos, embora restrito aos de cadeia longa.
Fonte: Original

A composição enzimática dos peroxissomos, assim como as funções que desempenham podem, ao contrário dos lisossomos, variar significativamente de um tipo celular para outro. Assim, em folhas verdes de muitas espécies vegetais, os peroxissomos participam de reações oxidativas de aproveitamento de subprodutos da fotossíntese, numa complexa interação com cloroplastos e mitocôndrias (Fig. 6). Como este processo é fotodependente e resulta no consumo de oxigênio e liberação de gás carbônico, é denominado fotorrespiração.

Figura 6: Micrografia eletrônica evidenciando um peroxissomo e sua íntima associação com uma mitocôndria e cloroplastos, facilitando as trocas de metabólitos para a realização da fotorrespiração.
Fonte: ALBERTS, B.; JOHNSON, A.; LEWIS, J.; RAFF, M.; ROBERTS, K. & WALTER, P. - Molecular Biology of the Cell. 5th Edition, New York, Garland, 2008.