تعريف ديناميات الميتوكوندريا

أنجيل زامورا راميريز
شهادة في الفيزياء

ديناميات الميتوكوندريا هي مجموعة العمليات التي من خلالها تشكل الميتوكوندريا مورفولوجيا شبكة الميتوكوندريا للخلية.

في ال الأدب من الشائع أن تظهر الميتوكوندريا كعضية بيضاوية الشكل لها مهمة التزويد طاقة إلى الخلية في شكل ATP. هذا النموذج المبسط للميتوكوندريا مفيد في تحديد موقعه كجزء من الخلية ، ولكنه يعطي أيضًا صورة مضللة إلى حد ما للميتوكوندريا في الخلية.

على عكس ما هو موضح بشكل عام ، يختلف عدد الميتوكوندريا من نسيج إلى آخر ، والأنسجة ذات الاستهلاك العالي للطاقة. مثل العضلات الهيكلية وعضلة القلب لديها عدد أكبر من الميتوكوندريا من تلك التي لا تحتاج إلى نفس القدر من الطاقة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الميتوكوندريا قادرة على تكوين شبكات ومجموعات سكانية فرعية داخل نفس الخلية. شبكة الميتوكوندريا قادرة على التكيف مع متطلبات التمثيل الغذائي للخلية ، وهذا التكيف هو تم تحقيقه بفضل "ديناميكيات الميتوكوندريا" ، والتي تتكون من عمليات "الاندماج" و "الانشطار" ميتوكوندريا.

اندماج الميتوكوندريا

يحدث اندماج الميتوكوندريا عندما يندمج اثنان من الميتوكوندريا ليشكلوا ميتوكوندريا واحدة أكبر ، ممدودة. الميتوكوندريا لها غشاءان ، غشاء خارجي وغشاء داخلي. في عملية الاندماج ، يجب أن يجتمع كلا الغشاءين معًا لتكوين ميتوكوندريا أكبر. في الثدييات ، يحدث اندماج الميتوكوندريا بفضل

المصفوفة هي المساحة التي يحدها الغشاء الداخلي للميتوكوندريا ، وفيها الحمض النووي الميتوكوندريا ، وبعض البروتينات والأيونات العضوية ، من بين أشياء أخرى. عندما يندمج اثنان من الميتوكوندريا ، يتم أيضًا مشاركة محتويات مصفوفاتهما. وبالتالي ، يُعتقد أن إحدى وظائف اندماج الميتوكوندريا هي الحفاظ على الميتوكوندريا في حالة الأمثل لإنتاج ATP ، بالإضافة إلى ذلك ، يسمح الاندماج بإعطاء شكل أكثر اتحادًا واستطالة لشبكة الميتوكوندريا في خلية.

انشطار الميتوكوندريا

مقابل اندماج الميتوكوندريا هو الانشطار الميتوكوندريا. تحدث هذه العملية عندما تتكسر الميتوكوندريا لتنتج اثنين من الميتوكوندريا الأصغر. يحدث انشطار الميتوكوندريا في الثدييات بفضل تدخل من بروتين Drp1 ، يتراكم هذا البروتين في مواقع محددة معينة على الغشاء الخارجي للميتوكوندريا و "يضغط" عليه حتى يتم قطعه ويتم الحصول على اثنين من الميتوكوندريا الأصغر.

تتمثل إحدى وظائف انشطار الميتوكوندريا في نقل الميتوكوندريا من جزء واحد من الخلية إلى جزء آخر ، حيث يسهل نقل الميتوكوندريا الأصغر. أيضًا ، يمكن أن يعمل الانشطار على استبعاد الميتوكوندريا من شبكة الميتوكوندريا التي لم تعد تعمل بشكل صحيح ثم تتدهور لاحقًا.

مراقبة جودة الميتوكوندريا

هو صيانة من شبكة الميتوكوندريا ذات أهمية حيوية لضمان حسن سير عمل الاسْتِقْلابالهاتف الخلوي. الحمض النووي للميتوكوندريا عرضة بشكل خاص للتلف والطفرات لأنه لا يحتوي على آليات وقائية مثل الحمض النووي. يمكن أن يؤدي تلف الحمض النووي للميتوكوندريا والحالات الأخرى مثل الإجهاد التأكسدي إلى عدم عمل الميتوكوندريا بشكل صحيح.

من أجل التعامل مع هذا ، هناك سيطرة على جودة التي تتشكل إلى حد كبير من خلال ديناميات الميتوكوندريا. تساعد الدورات المستمرة من الاندماج والانشطار في إصلاح شبكة الميتوكوندريا وإفراز الميتوكوندريا المختلة التي تؤثر على الخلية. يتم تقسيم الميتوكوندريا المختلة من خلال عملية أخرى تسمى "ميتوفاجي". بهذه الطريقة ، يتم التأكد من أن شبكة الميتوكوندريا تتكون في الغالب من الميتوكوندريا. وظيفي.

ديناميات الميتوكوندريا وعلم الأمراض

ارتبطت حالات مرضية مختلفة بخلل في ديناميات الميتوكوندريا. ارتبطت أنواع معينة من مرض شاركو ماري توث بطفرات في الجين الذي يشفر بروتين اندماج الميتوكوندريا Mfn2. ارتبطت الطفرات المختلفة في الجين المشفر OPA1 بضمور العصب البصري ، وهو الاعتلال العصبي البصري الوراثي الأكثر شيوعًا. أيضًا ، تم ربط الحالات التي تؤثر على التمثيل الغذائي ، مثل السمنة أو متلازمة التمثيل الغذائي ، بـ خلل في الميتوكوندريا مع خلل في ديناميات الميتوكوندريا مما أدى إلى شبكة ميتوكوندريا أقوى. مجزأة.

ديناميات الميتوكوندريا والتمرين

العضلات الهيكلية هي واحدة من الأنسجة التي تحتوي على أكبر عدد من الميتوكوندريا بسبب الكمية الكبيرة من الطاقة التي تتطلبها. يحفز التمرين بشكل خاص العضلات الهيكلية وقد ثبت أنه قادر على تعديل ديناميكيات الميتوكوندريا في هذا النسيج.

تظهر دراسات مختلفة أن التمرين يزيد من اندماج الميتوكوندريا في العضلات الهيكلية. بالإضافة إلى ذلك ، فهو قادر على تحفيز تدهور الميتوكوندريا المختلة وظيفيًا من خلال الميتوفاجي وزيادة عدد الميتوكوندريا الموجودة في العضلات الهيكلية. كل هذه الآثار تعزز فائدة ممارسة الرياضة في الوقاية من السمنة ومتلازمة التمثيل الغذائي ومكافحتهما.