Mitokondrier: Partier, Funksjoner og tilknyttede sykdommer

Mitokondrier er små organeller (deler av cellen som har en bestemt funksjon) som er ansvarlige for å bryte ned næringsstoffer og lage molekyler som er fulle av energi i form av ATP (adenosintrifosfat, et spesielt molekyl), som senere brukes av celler .

Av denne grunn er det sagt at mitokondrier fungerer som det cellulære fordøyelsessystemet, som er i stand til å sammenligne med det elektriske systemet som gir elektrisk kraft til et kjøpesenter eller en by, det vil si en kraftkilde.

Et elektrisk kraftgenererende system bruker et drivstoff til å "skape" strøm. Jo større byen er, jo mer energi trenger den.

Tilsvarende, hvis cellene er mer aktive, krever de en større mengde mitokondrier.

For å produsere ATP utfører mitokondrier prosessen kalt cellulær respirasjon. Mitokondriene tar matmolekylene i form av karbohydrater og kombinerer dem med oksygen for å gi det endelige resultatet av ATP. De bruker proteiner som kalles enzymer for riktig kjemisk reaksjon.

Den cellulære respirasjonen dekomponerer de mottatte stoffene i enklere forbindelser (karbondioksid og vann), og dette er hvor utslipp av energi som gir organismen, finner sted.

Disse organeller kalt mitokondrier flyter fritt i alle eukaryotiske celler, både dyr og planter.

Noen celler, som erythrocytter (røde blodlegemer) inneholder ikke mitokondrier. Antallet av dem kan variere fra 1 til 10 000, avhengig av hvilken type celle.

I tilfelle av muskelceller, som krever mye energi, er de mer rikelig. På den annen side trenger ikke nevroner så mye energi, derfor har de en mindre mengde mitokondrier.

Mitokondrier er i stand til å skiftes raskt (elliptisk eller oval), så vel som å bevege seg i cellen hvis det er nødvendig.

Selv om cellen ikke får nok energi, kan den gjengi seg selv ved å bli større og dele senere, i en prosess kalt binær fisjon.

Tvert imot, hvis cellen trenger mindre energi, blir noen mitokondrier inaktive eller dør.

Deler. Struktur av mitokondrier

Mitokondrier er dynamiske og stadig smeltes for å danne kjeder og deretter separeres. De har vanligvis en kapsellignende form når de ses individuelt.

Ved hjelp av elektronmikroskopet har det vært mulig å definere følgende deler av mitokondriene:

Ekstern membran

Det er helt permeabelt for små molekyler. Med en jevn overflate inneholder den spesielle kanaler som transporterer større molekyler. Den fungerer også som beskyttelse og formen varierer fra rund til langstrakt.

I det er porene, spesielle proteiner som oppfyller porernes funksjon (derav navnet) gjennom hvilke andre molekyler kan passere igjen.

Internt membran

Også kalt "intermitokondriell membran". Det er mindre permeabelt enn det ytre, det vil si at det bare lar mye mindre molekyler passere inn i matrisen.

I det er det folder som heter "kamper". Mange av de kjemiske reaksjonene som forekommer i mitokondriene, finner sted spesielt i den indre membranen.

Denne membranen inneholder elektrontransportsystemet, hvorved de blir båret fra en proteinkomponent til den neste, og danner en kjede.

Intermembranøs plass

Det handler om rommet som eksisterer mellom ytre og indre membran. Det kalles også "hulrom".

Den er karakterisert ved å ha en høy konsentrasjon av protoner, på grunn av tilstedeværelsen av elektrontransportsystemet i den indre membran.

Denne plassen er ca 70 ångström, det vil si 7 x 10-9 meter (0.000000007 m).

rygger

De er bretter i den indre membranen og bidrar til å øke overflaten, slik at flere kjemiske reaksjoner som elektrontransport og cellulær respirasjon kan oppstå.

I fravær av disse brettene ville den indre membranen ganske enkelt være en sfærisk overflate hvor færre kjemiske reaksjoner ville oppstå, og ville derfor være en mye mindre effektiv struktur.

matrise

Det er væsken, ligner en gel, som er inneholdt i mitokondriene. Den inneholder en blanding av høye konsentrasjoner av enzymer og i den såkalte Krebs-syklusen, hvor næringsstoffer metaboliseres, omdanner dem til biprodukter som mitokondrier kan bruke til å produsere energi.

I matriksen av mitokondrierene observeres egne ribosomer, som fungerer for å syntetisere proteiner.

En annen egenskap av matrisen er tilstedeværelsen av mitokondrialt DNA, det vil si sitt eget genetiske materiale. I tillegg kan den produsere sine egne ribonukleinsyrer (RNA) og proteiner. Mitokondrielt DNA er nødvendig for syntese av mange proteiner.

Også i matrisen er strukturer kalt granuler, som fortsatt er gjenstand for studier av cellebiologer. Det antas at de kan kontrollere ionkoncentrasjoner.

funksjoner

Mitokondrier oppfyller mer enn en funksjon. Noen betraktes som viktigste og andre er sekundære.

Energiproduksjon

Det er den viktigste funksjonen av mitokondriene. Selv om det er snakk om å "produsere" eller "skape" energi, foretrekker mange forfattere å bruke uttrykket "frigjøre", siden det som faktisk skjer, er en utgivelse av lagret energi takket være de kjemiske reaksjonene som finner sted i mitokondriene.

Som nevnt ovenfor er den frigjorte energien representert av ATP-molekylene.

Dette skjer gjennom en prosess med cellulær respirasjon, også kalt aerob åndedrett, fordi det avhenger av tilstedeværelsen av oksygen. Denne prosessen har 3 faser som er:

1. Glykolyse, eller separasjonen av sukkermolekyler
2. Krebs syklus, en prosess hvor proteiner og fett assimileres i henhold til valget mellom det som er produktivt eller ikke for kroppen.
3. Elektron transport

Varmeproduksjon

Prosessen med termogenese eller varmeproduksjon er tilstede i levende organismer, spesielt i pattedyr. I henhold til måten varmeproduksjonen starter på, klassifiseres den i:

• Termogenese assosiert med trening, det vil si på grunn av bevegelse (for eksempel: rystende).
• Termogenese som ikke er forbundet med trening (bevegelse) innenfor hvilken ikke-trekkende termogenese er inkludert.
• Termogenese indusert av diett.

I denne forstand forekommer ikke-rystende termogenese i matrisen av mitokondriene. Det skyldes "lekkasje" av protoner som noen ganger forekommer under visse forhold, og når det oppstår, blir resultatet frigjøring av protonenergien i form av varme.

Ikke-tørst termogenese forekommer oftere i disse organismer med brunt fettvev, slik som bjørner som lever i kaldt klima, som dvale under de kaldeste tider.

Bidrag til prosessen med apoptose

Apoptosen er ikke mer enn prosessen med programmert celledød, noe som er gunstig for organismene siden det tillater kontroll av veksten av cellene, ødelegger de som ikke er nødvendige.

For eksempel, under dannelsen av det menneskelige embryo, oppstår differensiering av fingrene ved apoptose, eliminering av cellene som er mellom fingrene som resulterer i separasjon av det samme.

På samme måte er denne prosessen av stor hjelp i normal dannelse av organer, ødeleggelse av celler infisert av virus eller kreftceller.

Mitokondrier bidrar til at de riktige cellene overlever og eliminerer de som ikke er nødvendige ved å legge til rette for apoptose.

Kalsiumlagring

Mitokondrier er viktige "kar" der kalsiumioner lagres, og konsentrasjonen av dette mineralet spiller en viktig rolle i cellulær funksjon.

Disse mengdene må styres nøyaktig for å unngå overbelastning som kan påvirke cellens funksjon.

Mitokondriene fungerer også som regulatorer av mengden kalsium og unngår disse overbelastningene.

Bidrag til syntese av visse hormoner

Mitokondrier er involvert i produksjon av hormoner som østrogen og testosteron.

Tilknyttede sykdommer

Som nevnt før er mitokondriens hovedfunksjon å frigjøre den energi som er nødvendig for at kroppen skal kunne opprettholde seg selv og vekstprosessene oppstår.

Det kan skje at mitokondrier ikke frigjør nok energi, og dermed forårsaker skade eller til og med celledød.

Når dette skjer i hele organismen, begynner hvert av kroppens systemer å mislykkes, grunnen til at livet til personen blir utsatt.

Blant organene og systemene som kan bli påvirket av en mitokondriell sykdom er:

• Bukspyttkjertel (diabetes)
• Lever (leversykdom)
• nyrer
• Muskler (svakhet, smerte)
• hjerte
• Øyne (Blindhet, grå stær)
• Hjerne (rystelser, motorproblemer,
• Ører (døvhet)
• Endokrine system
• Åndedrettssystem

Dette skyldes at de trenger en større mengde energi til å fungere ordentlig.

Denne tilstanden skyldes liten eller ingen produksjon av proteiner som genereres i mitokondriene, og som også er relatert til metabolisme.

Opprinnelsen til disse endringene er en slags mutasjon i DNA tilstede i mitokondriene. Til tross for det lave bidrag til det menneskelige genomet, har de ganske brede effekter i hvert av de nevnte systemene.

Andre studier har knyttet flere nevrologiske sykdommer som Parkinsons, med endringer av gener som er relatert til mitokondriell funksjon, siden vevene som er berørt av sykdommen krever energibidraget som mitokondriene gir.