Mitochondrijos: Šalys, funkcijos ir susijusios ligos

Mitochondrijos yra mažos organelės (ląstelės dalys, turinčios tam tikrą funkciją), kurios yra atsakingos už maistinių medžiagų skaidymą ir energiją turinčių molekulių ATP (adenozino trifosfatas, speciali molekulė) pavidalu, kurios vėliau naudojamos ląstelėse,

Dėl šios priežasties sakoma, kad mitochondrijos veikia kaip ląstelių virškinimo sistema, galinti palyginti su elektros sistema, kuri suteikia elektros energiją prekybos centrui ar miestui, ty energijos šaltiniui.

Elektros energijos generavimo sistema naudoja kurą „elektros energijos gamybai“. Kuo didesnis miestas, tuo daugiau energijos reikės.

Panašiai, jei ląstelės yra aktyvesnės, joms reikia daugiau mitochondrijų.

Norėdami gaminti ATP, mitochondrijos vykdo procesą, vadinamą ląstelių kvėpavimu. Mitochondrijos maisto molekules įgauna angliavandenių pavidalu ir sujungia su deguonimi, kad gautų galutinį ATP rezultatą. Jie naudoja baltymus, vadinamus fermentais, kad susidarytų teisinga cheminė reakcija.

Ląstelių kvėpavimas suskaido gautas medžiagas paprastesniais junginiais (anglies dioksidu ir vandeniu), ir čia vyksta organizmo išsiskyrimas.

Šios organelės, vadinamos mitochondrais, laisvai plūdės visose eukariotinėse ląstelėse, tiek gyvūnuose, tiek augaluose.

Kai kuriose ląstelėse, tokiose kaip eritrocitai (raudonieji kraujo kūneliai), nėra mitochondrijų. Jų skaičius gali skirtis nuo 1 iki 10 000, priklausomai nuo ląstelės tipo.

Esant raumenų ląstelėms, kurioms reikalinga daug energijos, jos yra gausesnės. Kita vertus, neuronams nereikia tiek daug energijos, todėl jie turi mažesnį mitochondrijų kiekį.

Mitochondrijos gali greitai keisti formą (elipsės arba ovalo formos), taip pat prireikus judėti ląstelėje.

Net jei ląstelė neturi pakankamai energijos, ji gali daugintis ir vėliau padalyti į procesą, vadinamą dvejetainiu dalijimu.

Priešingai, jei ląstelei reikia mažesnio energijos kiekio, kai kurie mitochondrijai tampa neaktyvūs arba miršta.

Šalys Mitochondrijų struktūra

Mitochondrija yra dinamiška ir nuolat sujungia grandines ir atskiria. Paprastai jos yra kapsulės formos, kai žiūrimos atskirai.

Naudojant elektronų mikroskopą, buvo galima apibrėžti šias mitochondrijos dalis:

Išorinė membrana

Jis yra visiškai laidus mažoms molekulėms. Su lygiu paviršiumi yra specialių kanalų, kurie transportuoja didesnes molekules. Jis taip pat tarnauja kaip apsauga, o jo forma skiriasi nuo apvalios.

Jame yra porai, specialūs baltymai, kurie atlieka porų funkciją (taigi ir pavadinimas), per kuriuos kitos molekulės gali praeiti.

Vidinė membrana

Taip pat vadinama „intermitochondrial membrana“. Jis yra mažiau pralaidus nei išorinis, tai yra, tik leidžia daug mažesnių molekulių patekti į matricą.

Jame yra raukšlių, vadinamų „crests“. Daugelis cheminių reakcijų, kurios vyksta mitochondrijose, vyksta konkrečiai vidinėje membranoje.

Šioje membranoje yra elektronų transportavimo sistema, pagal kurią jie perkeliami iš vieno baltymo komponento į kitą, sudarant grandinę.

Intermembraninė erdvė

Tai yra erdvė, esanti tarp išorinių ir vidinių membranų. Jis taip pat vadinamas „ertme“.

Jai būdinga didelė protonų koncentracija dėl elektronų transportavimo sistemos buvimo vidinėje membranoje.

Ši erdvė yra apie 70 ngngström, ty 7 x 10-9 metrų (0, 000000007 m).

Karkasai

Jie yra vidinės membranos raukšlės ir padeda padidinti paviršiaus plotą, todėl gali atsirasti daugiau cheminių reakcijų, pvz., Elektronų transportavimas ir ląstelių kvėpavimas.

Nesant šių raukšlių, vidinė membrana būtų tiesiog sferinis paviršius, kuriame atsiras mažiau cheminių reakcijų ir todėl būtų daug mažiau efektyvi struktūra.

Matrica

Tai yra skystis, panašus į gelį, kuris yra mitochondrijose. Jame yra didelių fermentų koncentracijų mišinys, kuriame vyksta vadinamasis Krebs ciklas, kuriame metabolizuojamos maistinės medžiagos, paverčiant jas šalutiniais produktais, kuriuos mitochondrijos gali panaudoti energijai gaminti.

Mitochondrijų matricoje stebimos savos ribosomos, kurios veikia sintezuojant baltymus.

Kitas matricos bruožas yra mitochondrijų DNR, ty savo genetinės medžiagos, buvimas. Be to, jis gali gaminti savo ribonukleino rūgštis (RNR) ir baltymus. Mitochondrijų DNR yra būtina daugelio baltymų sintezei.

Taip pat matricoje yra struktūros, vadinamos granulėmis, kurios vis dar yra ląstelių biologų tyrimo objektas. Manoma, kad jie gali kontroliuoti jonų koncentracijas.

Funkcijos

Mitochondrijos atlieka daugiau nei vieną funkciją. Kai kurie yra laikomi pagrindiniais, o kiti - antriniai.

Energijos gamyba

Tai svarbiausia mitochondrijos funkcija. Nors kalbama apie „energijos gamybos“ arba „kūrimo“ procesą, daugelis autorių nori naudoti terminą „išlaisvinti“, nes tai, kas iš tikrųjų vyksta, yra saugomos energijos išleidimas dėl cheminių reakcijų, kurios vyksta mitochondrijose.

Kaip jau minėjome, išlaisvintą energiją atstovauja ATP molekulės.

Tai vyksta per ląstelių kvėpavimą, taip pat vadinamą aerobiniu kvėpavimu, nes jis priklauso nuo deguonies. Šiame procese yra 3 etapai:

  1. Glikolizė arba cukraus molekulių atskyrimas
  2. Krebso ciklas - procesas, kuriame baltymai ir riebalai yra prilyginami atrankai tarp to, kas yra produktyvus ar ne kūnas.
  3. Elektronų transportavimas

Šilumos gamyba

Termogenezės ar šilumos gamybos procesas vyksta gyvuose organizmuose, ypač žinduoliuose. Pagal šilumos gamybos būdą jis klasifikuojamas į:

  • Termogenezė, susijusi su pratimu, ty dėl judėjimo (pavyzdžiui, drebulys).
  • Termogenezė nesusijusi su pratimu (judėjimu), per kurį įeina netirpanti termogenezė.
  • Dieta sukeltas termogenezė.

Šia prasme mitochondrijų matricoje atsiranda nerizikuojanti termogenezė. Būtent dėl ​​protonų nutekėjimo, kuris kartais vyksta esant tam tikroms sąlygoms, ir kai jis įvyksta, protonų energijos išsiskyrimas šilumos pavidalu.

Ne troškulys termogenezė dažniau pasitaiko tose organizmuose, kuriuose yra rudi riebaliniai audiniai, tokie kaip lokiai, kurie gyvena šaltame klimate ir kurie užmigdo šalčiausiais laikais.

Įnašas į apoptozės procesą

Apoptozė yra ne daugiau nei užprogramuota ląstelių mirtis, kuri yra naudinga organizmams, nes ji leidžia kontroliuoti ląstelių augimą, sunaikinti tuos, kurie nėra būtini.

Pavyzdžiui, žmogaus embriono formavimosi metu pirštų diferencijavimas vyksta apoptozės būdu, pašalinant tarp pirštų esančių ląstelių, dėl kurių atsiranda to paties atskyrimas.

Taip pat šis procesas labai padeda normaliam organų formavimui, virusų ar vėžinių ląstelių užkrėstų ląstelių naikinimui.

Mitochondrijos padeda užtikrinti, kad dešinės ląstelės išgyventų ir pašalintų tuos, kurie nėra būtini palengvinant apoptozę.

Kalcio saugojimas

Mitochondrijos yra svarbūs „indai“, kuriuose laikomi kalcio jonai, o šio mineralo koncentracija atlieka esminį vaidmenį ląstelių veikloje.

Šie kiekiai turi būti valdomi tiksliai, kad būtų išvengta perkrovos, galinčios paveikti ląstelių funkciją.

Mitochondrijos taip pat veikia kaip kalcio kiekio reguliatoriai ir vengia šių perkrovimų.

Prisidėti prie tam tikrų hormonų sintezės

Mitochondrijos dalyvauja gaminant hormonus, tokius kaip estrogenas ir testosteronas.

Susijusios ligos

Kaip jau minėta, pagrindinė mitochondrijos funkcija yra išlaisvinti energiją, reikalingą organizmui išlaikyti save ir augimo procesus.

Gali atsitikti taip, kad mitochondrija neišleidžia pakankamai energijos, taip sukeldama sužalojimą ar net ląstelių mirtį.

Kai tai įvyksta visame organizme, kiekviena iš kūno sistemų pradeda žlugti, kodėl asmens gyvybei gresia pavojus.

Tarp organų ir sistemų, kurias gali paveikti mitochondrijų liga, yra:

  • Kasa (diabetas)
  • Kepenys (kepenų liga)
  • Inkstai
  • Raumenys (silpnumas, skausmas)
  • Širdis
  • Akys (aklumas, katarakta)
  • Smegenys (drebulys, motorinės problemos,
  • Ausys (kurtumas)
  • Endokrininė sistema
  • Kvėpavimo sistema

Taip yra todėl, kad jiems reikalingas didesnis energijos kiekis, kad tinkamai veiktų.

Tokios būklės priežastis yra mažas arba visai nedidelis baltymų, kurie susidaro mitochondrijose ir kurie taip pat yra susiję su metabolizmu, gamyba.

Šių pokyčių kilmė yra tam tikra mutacija DNR, esanti mitochondrijose. Nepaisant mažo indėlio į žmogaus genomą, jie turi gana platų poveikį kiekvienoje iš minėtų sistemų.

Kiti tyrimai siejo keletą neurologinių ligų, tokių kaip Parkinsono liga, su genų, susijusių su mitochondrijų funkcija, pokyčiais, nes ligos paveikti audiniai reikalauja energijos, kurią teikia mitochondrija.