Mitocondriile sunt deseori numite centralele energetice ale celulei. Principala lor funcție este de a genera energia necesară pentru a alimenta celulele. Dar mitocondriile nu se rezumă doar la producerea de energie.
Prezente în aproape toate tipurile de celule umane, mitocondriile sunt vitale pentru supraviețuirea noastră. Ele generează majoritatea adenozin trifosfatului (ATP), moneda energetică a celulei.
Mitocondriile sunt, de asemenea, implicate și în alte sarcini, cum ar fi semnalizarea între celule și moartea celulară, cunoscută și sub numele de apoptoză.
Vezi și: Ce este ritmul circadian. Efectele dereglării ceasului tău intern asupra somnului
Structura mitocondriilor
Mitocondriile sunt mici, adesea între 0,75 și 3 micrometri și nu sunt vizibile la microscop decât dacă sunt colorate. Spre deosebire de alte organite (organe miniaturale din interiorul celulei), acestea au două membrane, una exterioară și una interioară. Fiecare membrană are funcții diferite.
Mitocondriile sunt împărțite în diferite compartimente sau regiuni, fiecare dintre acestea îndeplinind roluri distincte.
Unele dintre regiunile majore includ:
- Membrana externă: Moleculele mici pot trece liber prin membrana externă. Această porțiune exterioară include proteine numite porine, care formează canale care permit proteinelor să traverseze. Membrana externă găzduiește, de asemenea, o serie de enzime cu o mare varietate de funcții.
- Spațiul intermembranar: Aceasta este zona dintre membrana internă și cea externă.
- Membrana interioară: Această membrană găzduiește proteine care au mai multe roluri. Deoarece nu există porine în membrana internă, aceasta este impermeabilă la majoritatea moleculelor. Moleculele pot traversa membrana interioară doar prin intermediul unor transportatori membranari speciali. Membrana internă este locul în care se creează cea mai mare parte a ATP.
- Cristae: Acestea sunt pliurile membranei interne. Ele măresc suprafața membranei, mărind astfel spațiul disponibil pentru reacțiile chimice.
- Matrice: Acesta este spațiul din interiorul membranei interne. Conținând sute de enzime, este importantă în producerea de ATP. ADN-ul mitocondrial este găzduit aici (a se vedea mai jos).
Diferite tipuri de celule au un număr diferit de mitocondrii. De exemplu, globulele roșii mature nu au deloc, în timp ce celulele hepatice pot avea peste 2.000. Celulele cu o cerere mare de energie tind să aibă un număr mai mare de mitocondrii. Aproximativ 40% din citoplasma celulelor musculare cardiace este ocupată de mitocondrii, conform Healthline.
Deși mitocondriile sunt adesea desenate ca organite de formă ovală, ele se divid în mod constant (fisiune) și se unesc între ele (fuziune). Așadar, în realitate, aceste organite sunt legate între ele în rețele în continuă schimbare.
Vezi și: Cum să slăbești fără regim sau exerciții chinuitoare. Trucul simplu care arde kilogramele nedorite
ADN mitocondrial
Deși cea mai mare parte a ADN-ului nostru este păstrată în nucleul fiecărei celule, mitocondriile au propriul set de ADN. Interesant este că ADN-ul mitocondrial (ADNmt) este mai asemănător cu ADN-ul bacterian.
ADN-ul mt deține instrucțiunile pentru o serie de proteine și alte echipamente de susținere celulară prin 37 de gene.
Genomul uman stocat în nucleele celulelor noastre conține aproximativ 3,3 miliarde de perechi de baze, în timp ce ADNmt este format din mai puțin de 17.000.
În timpul reproducerii, jumătate din ADN-ul unui copil provine de la tatăl său și jumătate de la mama sa. Cu toate acestea, copilul primește întotdeauna ADNmt de la mama sa. Din acest motiv, ADNmt s-a dovedit foarte util pentru trasarea liniilor genetice.
De exemplu, analizele ADNmt au concluzionat că oamenii ar fi putut fi originari din Africa relativ recent, în urmă cu aproximativ 200.000 de ani, descendenții unui strămoș comun, cunoscut sub numele de Eva mitocondrială.
Ce rol au mitocondriile?
Mitocondriile sunt importante într-o serie de procese. Deși cel mai cunoscut rol al mitocondriilor este producerea de energie, acestea îndeplinesc și alte sarcini importante.
De fapt, doar aproximativ 3 la sută din genele necesare pentru a face o mitocondrie intră în echipamentul său de producere a energiei. Marea majoritate sunt implicate în alte sarcini care sunt specifice tipului de celulă în care se găsesc.
Mai jos sunt câteva dintre rolurile mitocondriilor:
Producerea de energie
ATP, o substanță chimică organică complexă care se găsește în toate formele de viață, este adesea denumită unitatea moleculară de monedă, deoarece alimentează procesele metabolice. Cea mai mare parte a ATP este produsă în mitocondrii printr-o serie de reacții, cunoscute sub numele de ciclul acidului citric sau ciclul Krebs.
Producția de energie are loc în cea mai mare parte în pliurile sau cristele membranei interne.
Mitocondriile convertesc energia chimică din alimentele pe care le consumăm într-o formă de energie pe care celula o poate utiliza. Acest proces se numește fosforilare oxidativă.
Ciclul Krebs produce o substanță chimică numită NADH. NADH este utilizat de enzimele încorporate în criste pentru a produce ATP. În moleculele de ATP, energia este stocată sub formă de legături chimice. Atunci când aceste legături chimice sunt rupte, energia poate fi utilizată.
Moartea celulară
Moartea celulară, numită și apoptoză, este o parte esențială a vieții. Pe măsură ce celulele îmbătrânesc sau se descompun, ele sunt îndepărtate și distruse. Mitocondriile ajută la decizia de a decide ce celule sunt distruse.
Mitocondriile eliberează citocromul C, care activează caspaza, una dintre principalele enzime implicate în distrugerea celulelor în timpul apoptozei.
Deoarece anumite boli, cum ar fi cancerul, implică o întrerupere a apoptozei normale, se crede că mitocondriile joacă un rol în această boală.
Stocarea calciului
Calciul este vital pentru o serie de procese celulare. De exemplu, eliberarea calciului înapoi într-o celulă poate iniția eliberarea unui neurotransmițător de către o celulă nervoasă sau a hormonilor de către celulele endocrine. Calciul este, de asemenea, necesar pentru funcția musculară, fertilizare și coagularea sângelui, printre altele.
Deoarece calciul este atât de critic, celula îl reglează mereu. Mitocondriile joacă un rol în acest sens, absorbind rapid ionii de calciu și reținându-i până când sunt necesari.
Alte roluri ale calciului în celulă includ reglarea metabolismului celular, sinteza steroizilor și semnalizarea hormonală.
Producerea de căldură
Atunci când ne este frig, tremurăm pentru a ne menține cald. Dar organismul poate genera căldură și în alte moduri, unul dintre acestea fiind folosirea unui țesut numit grăsime brună.
În timpul unui proces numit scurgere de protoni, mitocondriile pot genera căldură. Acest lucru este cunoscut sub numele de termogeneză fără tremurături. Grăsimea brună se găsește la cel mai înalt nivel la bebeluși, când suntem mai sensibili la frig, iar nivelurile se reduc încet pe măsură ce îmbătrânim.
Mitocondriile și îmbătrânirea
În ultimii ani, cercetătorii au investigat o legătură între disfuncția mitocondriilor și îmbătrânire. Există o serie de teorii care înconjoară îmbătrânirea, iar teoria radicalilor liberi mitocondriali ai îmbătrânirii a devenit populară în ultimul deceniu sau cam așa ceva.
Teoria este că speciile reactive de oxigen (ROS) sunt produse în mitocondrii, ca un produs secundar al producției de energie. Aceste particule foarte încărcate deteriorează ADN-ul, grăsimile și proteinele.
Din cauza daunelor provocate de ROS, părțile funcționale ale mitocondriilor sunt deteriorate. Atunci când mitocondriile nu mai pot funcționa atât de bine, se produc mai multe ROS, agravând și mai mult daunele.
Deși au fost găsite corelații între activitatea mitocondrială și îmbătrânire, nu toți oamenii de știință au ajuns la aceleași concluzii. Rolul lor exact în procesul de îmbătrânire este încă necunoscut.
Mitocondriile sunt, foarte probabil, cel mai bine cunoscut organit. Și, deși sunt denumite în mod popular ca fiind centrala energetică a celulei, ele efectuează o gamă largă de acțiuni despre care se știe mult mai puțin. De la stocarea calciului la generarea de căldură, mitocondriile sunt extrem de importante pentru funcțiile zilnice ale celulelor noastre.
Fiți la curent cu ultimele noutăți. Urmăriți DCMedical și pe Google News
Te-a ajutat acest articol?
Urmărește pagina de Facebook DCMedical și pagina de Instagram DCMedical Doza de Sănătate și accesează mai mult conținut util pentru sănătatea ta, prevenția și tratarea bolilor, măsuri de prim ajutor și sfaturi utile de la medici și pacienți.
