Mitokondrier: Fester, Funktioner och associerade sjukdomar

Mitokondrier är små organeller (delar av cellen som har en specifik funktion) som är ansvariga för att bryta ner näringsämnen och skapa molekyler som är fulla av energi i form av ATP (adenosintrifosfat, en speciell molekyl) som senare används av celler .

Av detta skäl sägs att mitokondrier fungerar som det cellulära matsmältningssystemet, att kunna jämföra med det elektriska systemet som ger el till ett köpcentrum eller en stad, det vill säga en kraftkälla.

Ett elgenererande system använder ett bränsle för att "skapa" el. Ju större staden är desto mer energi behöver den.

På liknande sätt, om cellerna är mer aktiva, kräver de en större mängd mitokondrier.

För att producera ATP utför mitokondrier processen som kallas cellulär andning. Mitokondrier tar matmolekylerna i form av kolhydrater och kombinerar dem med syre för att ge slutresultatet av ATP. De använder proteiner som kallas enzymer för att den korrekta kemiska reaktionen ska uppstå.

Den cellulära andningen sönderdelar de mottagna ämnena i enklare föreningar (koldioxid och vatten), och det är här frigöringen av energi som ger organismen sker.

Dessa organeller kallas mitokondrier flytande fritt i alla eukaryota celler, både djur och växter.

Vissa celler, såsom erytrocyter (röda blodkroppar) innehåller inte mitokondrier. Deras antal kan variera från 1 till 10 000, beroende på vilken typ av cell som helst.

När det gäller muskelceller, som kräver mycket energi, är de mer rikliga. Å andra sidan behöver neuroner inte så mycket energi, därför har de en mindre mängd mitokondrier.

Mitokondrier har förmåga att snabbt ändra form (elliptisk eller oval) såväl som rörelse i cellen om det behövs.

Även om cellen inte får tillräckligt med energi kan den reproducera sig genom att bli större och dela senare, i en process som kallas binär fission.

Tvärtom, om cellen behöver en mindre mängd energi blir vissa mitokondrier inaktiva eller dör.

Delar. Struktur av mitokondrier

Mitokondrier är dynamiska och ständigt smältar för att bilda kedjor och separeras sedan. De har typiskt en kapselliknande form när de ses individuellt.

Med hjälp av elektronmikroskopet har det varit möjligt att definiera följande delar av mitokondrier:

Externt membran

Det är helt permeabelt för små molekyler. Med en jämn yta innehåller den speciella kanaler som transporterar större molekyler. Det fungerar också som skydd och dess form varierar från rund till långsträckt.

I det är porinerna, speciella proteiner som uppfyller funktionen av porer (därav namnet) genom vilka andra molekyler kan passera i sin tur.

Internt membran

Kallas även "intermitokondriellt membran". Det är mindre permeabelt än det yttre, det vill säga att det bara tillåter mycket mindre molekyler att passera in i matrisen.

I det finns det veck som kallas "crests". Många av de kemiska reaktionerna som uppträder i mitokondrierna sker speciellt i det inre membranet.

Detta membran innehåller elektrontransportsystemet, genom vilket de bärs från en proteinkomponent till nästa, bildande en kedja.

Intermembranöst utrymme

Det handlar om det utrymme som finns mellan yttre och inre membran. Det kallas också "hålrum".

Det karakteriseras av att ha en hög koncentration av protoner, på grund av närvaron av elektrontransportsystemet i det inre membranet.

Detta utrymme är cirka 70 ångström, det vill säga 7 x 10-9 meter (0.000000007 m).

åsar

De är vikningar av det inre membranet och hjälper till att öka ytan, så att fler kemiska reaktioner som elektrontransport och cellulär andning kan uppstå.

I avsaknad av dessa veck skulle det inre membranet helt enkelt vara en sfärisk yta där färre kemiska reaktioner skulle inträffa och skulle därför vara en mycket mindre effektiv struktur.

matris

Det är vätskan, liknar en gel, som ingår i mitokondrier. Det innehåller en blandning av höga koncentrationer av enzymer och därmed uppträder den så kallade Krebs-cykeln, i vilka näringsämnen metaboliseras, omvandlar dem till biprodukter som mitokondrier kan använda för att producera energi.

I matrisen hos mitokondrier observeras egna ribosomer, vilka fungerar för att syntetisera proteinerna.

En annan egenskap hos matrisen är närvaron av mitokondriellt DNA, det vill säga sitt eget genetiska material. Dessutom kan den producera egna ribonukleinsyror (RNA) och proteiner. Mitokondriellt DNA är nödvändigt för syntesen av många proteiner.

Även i matrisen kallas strukturer granuler, som fortfarande är föremål för studier av cellbiologer. Man tror att de kan kontrollera jonkoncentrationer.

funktioner

Mitokondrier uppfyller mer än en funktion. Vissa anses vara viktigaste och andra är sekundära.

Energiproduktion

Det är den viktigaste funktionen hos mitokondrier. Även om det finns tal om att "producera" eller "skapa" energi, föredrar många författare att använda termen "befria", eftersom det som faktiskt händer är en släpp av lagrad energi tack vare de kemiska reaktionerna som äger rum i mitokondrier.

Som vi nämnde ovan representeras den energi som frigörs av ATP-molekylerna.

Detta händer genom en process av cellulär andning, även kallad aerob andning, eftersom det beror på närvaron av syre. Denna process har 3 steg som är:

1. Glykolys eller separation av sockermolekyler
2. Krebs-cykeln, en process där proteiner och fetter assimileras enligt valet mellan vad som är produktivt eller inte för kroppen.
3. Elektrontransport

Värmeproduktion

Processen för termogenes eller värmeproduktion är närvarande i levande organismer, särskilt i däggdjur. Enligt hur produktionen av värme börjar klassificeras den i:

• Termogenes i samband med motion, det vill säga på grund av rörelse (till exempel: skakning).
• Termogenes som inte är associerad med motion (rörelse) inom vilken icke-rubbande termogenes ingår.
• Termogenes inducerad av diet.

I detta avseende uppträder icke-skakande termogenes i matrisen av mitokondrier. Det beror på "läckage" av protoner som ibland förekommer under vissa förhållanden och när det uppstår, är resultatet utsöndringen av protonenergin i form av värme.

Icke-törstig termogenes förekommer oftare i dessa organismer med brun fettvävnad, såsom björnar som lever i kalla klimat, som vilar under de kallaste tiderna.

Bidrag till processen för apoptos

Apoptosen är inte mer än processen med programmerad celldöd, vilket är fördelaktigt för organismerna eftersom det tillåter kontroll av celltillväxten, förstör de som inte är nödvändiga.

Under bildningen av det mänskliga embryot förekommer exempelvis differentiering av fingrarna genom apoptos, vilket eliminerar cellerna som ligger mellan fingrarna vilket resulterar i separation av samma.

På samma sätt är denna process till stor hjälp vid normal organbildning, förstörelse av celler infekterade av virus eller cancerceller.

Mitokondrier hjälper till att säkerställa att de rätta cellerna överlever och eliminera de som inte är nödvändiga genom att underlätta apoptos.

Kalciumförvaring

Mitokondrier är viktiga "kärl" där kalciumjoner lagras och koncentrationen av detta mineral spelar en viktig roll vid cellfunktionen.

Dessa kvantiteter måste kontrolleras exakt för att undvika överbelastningar som kan påverka cellernas funktion.

Mitokondrier fungerar också som reglerare för mängden kalcium och undviker dessa överbelastningar.

Bidrag till syntesen av vissa hormoner

Mitokondrier är involverade i produktionen av hormoner såsom östrogen och testosteron.

Associerade sjukdomar

Som tidigare nämnts är mitokondrierens huvudfunktion att frigöra den energi som krävs för att kroppen ska behålla sig själv och tillväxtprocesserna uppträder.

Det kan hända att mitokondrier inte släpper ut tillräckligt med energi, vilket orsakar skada eller till och med celldöd.

När detta händer i hela organismen börjar varje kroppssystem att misslyckas, varför människans liv är utsatt för risk.

Bland de organ och system som kan påverkas av en mitokondriell sjukdom är:

• Bukspottkörteln (diabetes)
• Lever (leversjukdom)
• njurar
• Muskler (svaghet, smärta)
• hjärta
• Ögon (Blindhet, grå starr)
• Hjärna (tremor, motorproblem,
• Öron (dövhet)
• Endokrina systemet
• Andningsorganen

Detta beror på att de kräver en större mängd energi för att fungera ordentligt.

Denna typ av tillstånd beror på den lilla eller ingen produktion av proteiner som genereras i mitokondrier och som också är relaterade till metabolism.

Ursprunget av dessa förändringar är någon typ av mutation i det DNA som finns närvarande i mitokondrier. Trots sitt låga bidrag till det mänskliga genomet har de ganska breda effekter i vart och ett av de tidigare nämnda systemen.

Andra studier har kopplat flera neurologiska sjukdomar som Parkinsons, med förändringar av gener som är relaterade till mitokondriell funktion, eftersom de vävnader som drabbas av sjukdomen kräver det energibidrag som mitokondrierna ger.