Mitohondrije, funkcije i pridružene bolesti



mitohondriji to su male organele (dijelovi stanice koje imaju specifičnu funkciju) koje su odgovorne za razbijanje hranjivih tvari i stvaranje molekula punih energije u obliku ATP-a (Adenosín Trifosfato, posebna molekula), koju kasnije stanice koriste.

Iz tog razloga, rečeno je da mitohondriji djeluju kao stanični probavni sustav, uspoređujući se s električnim sustavom koji osigurava električnu energiju trgovačkom centru ili gradu, odnosno izvoru energije.

Sustav proizvodnje električne energije koristi gorivo za "stvaranje" električne energije. Što je grad veći, to će mu trebati više energije.

Isto tako, ako su stanice aktivnije, one zahtijevaju veću količinu mitohondrija..

Da bi proizveli ATP, mitohondrije provode proces koji se naziva stanično disanje. Mitohondriji uzimaju molekule hrane u obliku ugljikohidrata i kombiniraju ih s kisikom kako bi dali konačni rezultat ATP-a. Oni koriste bjelančevine koje se nazivaju enzimi za ispravnu kemijsku reakciju.

Stanično disanje razgrađuje primljene tvari u jednostavnije spojeve (ugljični dioksid i vodu), a to je mjesto gdje dolazi do ispuštanja energije koja osigurava organizam..

Ove organele nazvane mitohondrije slobodno plutaju u svim eukariotskim stanicama, i životinjama i biljkama.

Neke stanice, kao što su eritrociti (crvena krvna zrnca) ne sadrže mitohondrije. Njihov broj može varirati od jednog do 10.000, ovisno o tipu ćelije.

U slučaju mišićnih stanica, koje zahtijevaju mnogo energije, one su više u izobilju. S druge strane, neuronima nije potrebna toliko energije pa imaju manju količinu mitohondrija.

Mitohondrije su sposobne za brzo mijenjanje oblika (eliptične ili ovalne), kao i za kretanje unutar stanice ako je potrebno.

Čak i ako stanica ne dobiva dovoljno energije, mogu se reproducirati tako da postanu veći i kasnije se dijele, u procesu koji se naziva binarna fisija..

Naprotiv, ako je stanici potrebna manja količina energije, neke mitohondrije postaju neaktivne ili umiru.

Dijelovi. Struktura mitohondrija

Mitohondrije su dinamične i konstantno se spajaju kako bi oblikovale lance, a zatim se odvoje. Obično imaju oblik kapsule kada se promatraju pojedinačno.

Pomoću elektronskog mikroskopa moguće je definirati sljedeće dijelove mitohondrija:

Vanjska membrana

Potpuno je propusna za male molekule. S glatkom površinom sadrži posebne kanale koji prenose veće molekule. Također služi i kao zaštita i njen oblik varira od okruglog do izduženog.

U njoj su porini, posebni proteini koji ispunjavaju funkciju pora (otuda i njeno ime) kroz koje druge molekule mogu proći.

Unutarnja membrana 

Također se naziva "intermitohondrijska membrana". Ona je manje propusna od vanjske, to jest, ona dopušta samo mnogo manjih molekula da uđu u matricu.

U njemu se nalaze nabori koji se nazivaju "grbovi". Mnoge kemijske reakcije koje se događaju u mitohondrijima odvijaju se specifično u unutarnjoj membrani.

Ova membrana sadrži sustav za prijenos elektrona, kojim se prenose iz jedne proteinske komponente u drugu, formirajući lanac.

Intermembranski prostor

Radi se o prostoru koji postoji između vanjske i unutarnje membrane. Također se naziva "šupljina".

Karakterizira ga visoka koncentracija protona, zbog prisutnosti sustava za prijenos elektrona u unutarnjoj membrani.

Ovaj prostor je otprilike 70 ngngström, odnosno 7 x 10-9 metara (0.000000007 m).

grebeni

Oni su nabori unutarnje membrane i pomažu povećati površinu, tako da se može pojaviti više kemijskih reakcija kao što je prijenos elektrona i stanično disanje..

U odsutnosti ovih nabora, unutarnja membrana bi jednostavno bila sferična površina gdje bi se pojavilo manje kemijskih reakcija i stoga bi bila mnogo manje učinkovita struktura.

matrica

To je tekućina, slična gelu, koji se nalazi unutar mitohondrija. Sadrži mješavinu visoke koncentracije enzima iu njoj nastaje tzv. Krebsov ciklus, u kojem se metaboliziraju hranjive tvari, pretvarajući ih u nusproizvode koje mitohondri mogu koristiti za proizvodnju energije..

U matrici mitohondrija se promatraju vlastiti ribozomi, koji djeluju za sintezu proteina.

Još jedna značajka matrice je prisutnost mitohondrijske DNA, odnosno vlastitog genetskog materijala. Osim toga, može proizvesti vlastite ribonukleinske kiseline (RNA) i proteine. Mitohondrijska DNA je neophodna za sintezu mnogih proteina.

U matrici se također nalaze strukture nazvane granulama, koje su još uvijek predmet istraživanja bioloških stanica. Vjeruje se da oni mogu kontrolirati koncentracije iona.

funkcije

Mitohondriji ispunjavaju više od jedne funkcije. Neki se smatraju glavnim, a drugi sekundarni.

Proizvodnja energije

To je najvažnija funkcija mitohondrija. Iako se govori o "proizvodnji" ili "stvaranju" energije, mnogi autori radije koriste izraz "osloboditi", jer se zapravo događa oslobađanje pohranjene energije zahvaljujući kemijskim reakcijama koje se događaju u mitohondrijima..

Kao što smo ranije spomenuli, oslobođena energija je predstavljena molekulama ATP.

To se događa kroz proces staničnog disanja, koji se naziva i aerobnim disanjem, jer ovisi o prisutnosti kisika. Ovaj proces ima 3 faze koje su:

  1. Glikoliza ili odvajanje molekula šećera
  2. Krebsov ciklus, proces u kojem se proteini i masti asimiliraju prema izboru između onoga što je produktivno ili ne za tijelo.
  3. Prijenos elektrona

Proizvodnja topline

Proces termogeneze ili proizvodnje topline prisutan je u živim organizmima, osobito u sisavcima. Prema načinu na koji počinje proizvodnja topline, on se klasificira u:

  • Termogeneza povezana s vježbanjem, to jest, zbog kretanja (na primjer: drhtanje).
  • Termogeneza nije povezana s vježbanjem (kretanjem) unutar kojeg je uključena termogeneza koja ne drhti.
  • Termogeneza uzrokovana dijetom.

U tom smislu, termogeneza koja ne drhti pojavljuje se u matrici mitohondrija. To je zbog "propuštanja" protona koji se ponekad događa pod određenim uvjetima, a kada se dogodi, rezultat je oslobađanje protonske energije u obliku topline..

Termogeneza koja nije žedna češće se javlja u organizmima s smeđim masnim tkivom, kao što su medvjedi koji žive u hladnim klimatskim uvjetima, a koji hiberniraju tijekom zamrznutih razdoblja.

Doprinos procesu apoptoze

Apoptoza nije samo proces programirane stanične smrti, što je korisno za organizme jer omogućuje kontrolu rasta stanica, uništavajući one koji nisu potrebni.

Primjerice, tijekom formiranja ljudskog embrija dolazi do diferencijacije prstiju apoptozom, eliminirajući stanice koje se nalaze između prstiju što rezultira razdvajanjem istih..

Na isti način, ovaj proces je od velike pomoći u normalnom formiranju organa, uništenju stanica zaraženih virusima ili stanicama raka.

Mitohondrije pomažu osigurati da prave stanice preživljavaju i eliminiraju one koje nisu nužne olakšavajući apoptozu.

Skladištenje kalcija

Mitohondrije su važne "posude" u kojima se pohranjuju kalcijevi ioni i koncentracija tog minerala igra ključnu ulogu u funkcioniranju stanica..

Te količine moraju se precizno kontrolirati kako bi se izbjeglo preopterećenje koje može utjecati na funkciju stanica.

Mitohondrije također djeluju kao regulatori količine kalcija i izbjegavaju preopterećenja.

Doprinos sintezi određenih hormona

Mitohondriji su uključeni u proizvodnju hormona kao što su estrogen i testosteron.

Povezane bolesti

Kao što je već spomenuto, glavna funkcija mitohondrija je oslobađanje energije potrebne za održavanje tijela i procesa rasta..

Može se dogoditi da mitohondriji ne oslobađaju dovoljno energije, uzrokujući time ozljede ili čak i staničnu smrt.

Kada se to dogodi u cijelom organizmu, svaki od sustava u tijelu počinje propadati, razlog zašto je život osobe ugrožen.

Među organima i sustavima koji mogu biti pod utjecajem mitohondrijske bolesti su:

  • Gušterača (dijabetes)
  • Jetra (bolest jetre)
  • bubrezi
  • Mišići (slabost, bol)
  • srce
  • Oči (sljepoća, katarakta)
  • Mozak (tremor, motorički problemi,
  • Uši (gluhoća)
  • Endokrini sustav
  • Dišni sustav

To je zbog toga što zahtijevaju veću količinu energije za ispravno funkcioniranje.

Ova vrsta osjećaja je posljedica male ili nikakve proizvodnje proteina koji se stvaraju u mitohondrijima i koji su također povezani s metabolizmom.

Podrijetlo ovih promjena je neka vrsta mutacije u DNA prisutnoj u mitohondrijima. Unatoč niskom doprinosu ljudskom genomu, oni imaju prilično široke učinke u svakom od gore navedenih sustava.

Druge studije povezale su nekoliko neuroloških bolesti kao što je Parkinsonova, s izmjenama gena koji su povezani s mitohondrijskom funkcijom, budući da tkiva zahvaćena bolešću zahtijevaju energetski doprinos koji mitohondriji daju..

reference

  1. "Ostale" funkcije mitohondrija. Preuzeto s: ruf.rice.edu.
  2. Što je mitohondrija i koje su njezine funkcije? Preuzeto s: comofuncionaque.com.
  3. Cell-Mitohondriji. Preuzeto s: ducksters.com.
  4. Mitohondriji-stanice. Preuzeto s: kidsbiology.com.
  5. Mitohondrijske bolesti. Preuzeto s: tsbvi.edu.
  6. Funkcija mitohondrija. Preuzeto s: ivyroses.com.
  7. López, M. i Pereda, S. (2013). Biologija 1. Medijsko obrazovanje. Santiago de Chile, Santillana del Pacífico S. A. de Ediciones.
  8. Struktura mitohondrija. Preuzeto s: ivyroses.com.
  9. Vidyasagar, A. (2015). Live Science: Što su mitohondriji? Preuzeto s: livescience.com.
  10. Rogers, K. Britanska knjižnica: Mitochondrion. Preuzeto s: britannica.com.
  11. Mitohondrije - Uključivanje Powerhouse-a. Preuzeto s: biology4kids.com.