Митохондрии: страни, функции и свързани заболявания

Митохондриите са малки органели (части от клетката, които имат специфична функция), които са отговорни за разрушаването на хранителните вещества и създаването на молекули, пълни с енергия под формата на АТФ (аденозин трифосфат, специална молекула), която се използва по-късно от клетките.,

Поради тази причина се казва, че митохондриите действат като клетъчна храносмилателна система, като могат да се сравняват с електрическата система, която осигурява електрическа енергия на търговски център или град, т.е. източник на енергия.

Енергийната система използва гориво, за да "създаде" електричество. Колкото по-голям е градът, толкова повече енергия ще му трябва.

По подобен начин, ако клетките са по-активни, те изискват по-голямо количество митохондрии.

За производството на АТФ, митохондриите извършват процеса, наречен клетъчно дишане. Митохондриите приемат хранителните молекули под формата на въглехидрати и ги комбинират с кислород, за да дадат крайния резултат на АТФ. Те използват протеини, наречени ензими, за правилната химическа реакция.

Клетъчното дишане разгражда получените вещества в по-прости съединения (въглероден диоксид и вода) и тук се осъществява освобождаването на енергия, която осигурява организма.

Тези органели, наречени митохондрии, плават свободно във всички еукариотни клетки, както животни, така и растения.

Някои клетки, като еритроцити (червени кръвни клетки) не съдържат митохондрии. Броят им може да варира от 1 до 10 000, в зависимост от вида на клетката.

В случай на мускулни клетки, които изискват много енергия, те са по-изобилни. От друга страна, невроните не се нуждаят от толкова енергия, затова имат по-малко количество митохондрии.

Митохондриите могат бързо да променят формата си (елипсовидна или овална), както и да се движат в клетката, ако е необходимо.

Дори ако клетката не получава достатъчно енергия, тя може да се възпроизведе, като стане по-голяма и се раздели по-късно, в процес, наречен бинарно делене.

Напротив, ако клетката се нуждае от по-малко енергия, някои митохондрии стават неактивни или умират.

Части. Структура на митохондриите

Митохондриите са динамични и постоянно се сливат, за да образуват вериги и след това да се разделят. Те обикновено имат формата на капсула, когато се разглеждат индивидуално.

С помощта на електронния микроскоп е възможно да се определят следните части на митохондриите:

Външна мембрана

Той е напълно пропусклив за малки молекули. С гладка повърхност, тя съдържа специални канали, които транспортират по-големи молекули. Той също така служи като защита и неговата форма варира от кръгла до удължена.

В него се намират порините, специални протеини, които изпълняват функцията на порите (оттук и името), чрез които други молекули могат да преминат на свой ред.

Вътрешна мембрана

Нарича се още "мемтихохондриална мембрана". Тя е по-малко проницаема от външната, т.е. позволява само много по-малки молекули да преминат в матрицата.

В него има гънки, които се наричат ​​"гребени". Много от химичните реакции, които се появяват в митохондриите, протичат конкретно във вътрешната мембрана.

Тази мембрана съдържа електронната транспортна система, чрез която те се пренасят от един протеинов компонент към следващия, образувайки верига.

Интермембранозно пространство

Става въпрос за пространството, което съществува между външната и вътрешната мембрани. Тя се нарича още "кухина".

Характеризира се с висока концентрация на протони, поради присъствието на електронната транспортна система във вътрешната мембрана.

Това пространство е приблизително 70 strngström, което е 7 x 10-9 метра (0.000000007 m).

хребети

Те са гънки на вътрешната мембрана и спомагат за увеличаване на повърхността, така че могат да се появят повече химични реакции като електронен транспорт и клетъчно дишане.

При отсъствието на тези гънки, вътрешната мембрана просто ще бъде сферична повърхност, където биха се появили по-малко химически реакции и следователно ще бъде много по-малко ефективна структура.

матрица

Това е течността, подобна на гел, който се съдържа в митохондриите. Той съдържа смес от високи концентрации на ензими и в него се появява така нареченият цикъл на Кребс, в който хранителните вещества се метаболизират, превръщайки ги в странични продукти, които митохондриите могат да използват за производство на енергия.

В матрицата на митохондриите се наблюдават собствени рибозоми, които функционират за синтезиране на протеините.

Друга особеност на матрицата е наличието на митохондриална ДНК, т.е. на собствения генетичен материал. Освен това той може да произвежда собствени рибонуклеинови киселини (РНК) и протеини. Митохондриалната ДНК е необходима за синтеза на много протеини.

Също така в матрицата са структури, наречени гранули, които все още са обект на изследване от клетъчни биолози. Смята се, че те могат да контролират йонните концентрации.

функции

Митохондриите изпълняват повече от една функция. Някои се считат за основни, а други са вторични.

Производство на енергия

Това е най-важната функция на митохондриите. Въпреки че се говори за "производство" или "създаване" на енергия, много автори предпочитат да използват термина "освободи", тъй като това, което в действителност се случва, е освобождаване на натрупаната енергия благодарение на химичните реакции, които се случват в митохондриите.

Както споменахме по-горе, освободената енергия е представена от АТР молекулите.

Това се случва чрез процес на клетъчно дишане, наричан още аеробно дишане, защото зависи от наличието на кислород. Този процес има 3 етапа, които са:

1. Гликолиза, или разделяне на молекулите на захарта
2. Цикълът на Кребс е процес, при който протеините и мазнините се асимилират според избора между това, което е продуктивно или не за тялото.
3. Електронен транспорт

Производство на топлина

Процесът на термогенеза или производството на топлина присъства в живите организми, особено при бозайниците. Според начина, по който започва производството на топлина, той се класифицира на:

• Термогенеза, свързана с упражнения, т.е. поради движение (например: треперене).
• Термогенеза не е свързана с упражнение (движение), в рамките на което е включена термогенеза, която не се дръпва.
• Термогенеза, предизвикана от диетата.

В този смисъл в матрицата на митохондриите се появява не трепереща термогенеза. Това се дължи на "изтичането" на протони, което понякога се случва при определени условия и когато се случи, резултатът е освобождаването на протонната енергия под формата на топлина.

Термогенезата, която не е жажда, се среща по-често в организми с кафява мастна тъкан, като мечки, които живеят в студен климат, които зимуват през най-студените времена.

Принос към процеса на апоптоза

Апоптозата не е нещо повече от процеса на програмирана клетъчна смърт, която е полезна за организмите, тъй като позволява контрол на растежа на клетките, унищожавайки тези, които не са необходими.

Например, по време на образуването на човешкия ембрион, диференцирането на пръстите става чрез апоптоза, като елиминират клетките, които са между пръстите, което води до разделяне на същите.

По същия начин, този процес е от голяма полза за нормалното формиране на органи, разрушаването на клетки, заразени с вируси или ракови клетки.

Митохондриите помагат да се гарантира, че десните клетки оцеляват и елиминират онези, които не са необходими, като улесняват апоптозата.

Съхранение на калций

Митохондриите са важни "съдове", в които се съхраняват калциевите йони и концентрацията на този минерал играе съществена роля в клетъчното функциониране.

Тези количества трябва да се контролират точно, за да се избегнат претоварвания, които могат да повлияят на функцията на клетките.

Митохондриите също действат като регулатори на количествата калций и избягват тези претоварвания.

Принос за синтеза на определени хормони

Митохондриите участват в производството на хормони като естроген и тестостерон.

Свързани заболявания

Както беше споменато по-горе, основната функция на митохондриите е да освободи енергията, необходима на тялото да се поддържа и да се случват процесите на растеж.

Може да се случи, че митохондриите не отделят достатъчно енергия, като по този начин причиняват нараняване или дори клетъчна смърт.

Когато това се случи в целия организъм, всяка една от системите на тялото започва да се проваля, причината защо животът на човека е изложен на риск.

Сред органите и системите, които могат да бъдат засегнати от митохондриална болест, са:

• Панкреас (диабет)
• Черен дроб (заболяване на черния дроб)
• бъбреци
• Мускули (слабост, болка)
• сърце
• Очи (слепота, катаракта)
• Мозъчен (тремор, двигателни проблеми,
• Уши (глухота)
• Ендокринна система
• Дихателна система

Това е така, защото те изискват по-голямо количество енергия, за да функционират правилно.

Този тип състояние се дължи на малкото или никакво производство на протеини, които се генерират в митохондриите и които също са свързани с метаболизма.

Произходът на тези промени е някакъв вид мутация в ДНК, присъстваща в митохондриите. Въпреки малкия си принос към човешкия геном, те имат доста широки ефекти във всяка от гореспоменатите системи.

Други проучвания са свързани с няколко неврологични заболявания като Паркинсон, с изменения на гените, които са свързани с митохондриалната функция, тъй като тъканите, засегнати от болестта, изискват енергийния принос, който осигуряват митохондриите.