Определение за митохондриална динамика

Анхел Замора Рамирес
Диплома по физика

Митохондриалната динамика е набор от процеси, чрез които митохондриите оформят морфологията на митохондриалната мрежа на клетката.

В литература Обичайно е митохондриите да изглеждат като органела с овална форма, която има за задача да доставя енергия към клетката под формата на АТФ. Този опростен модел на митохондриите е полезен при локализирането им като част от клетката, но също така дава донякъде подвеждаща картина на митохондриите в клетката.

Противно на това, което обикновено се показва, броят на митохондриите варира от една тъкан до друга, тъкани с висока консумация на енергия. като скелетните мускули и сърдечния мускул имат по-голям брой митохондрии от тези, които не се нуждаят от толкова много енергия. Освен това митохондриите са способни да образуват мрежи и субпопулации в една и съща клетка. Митохондриалната мрежа е способна да се адаптира към метаболитните нужди на клетката, тази адаптация е постигнато благодарение на "митохондриалната динамика", която се състои от процесите на "сливане" и "деление" митохондриална.

митохондриален синтез

Митохондриалното сливане възниква, когато две митохондрии се сливат, за да образуват една по-голяма, удължена митохондрия. Митохондриите имат две мембрани, външна мембрана и вътрешна мембрана. В процеса на синтез двете мембрани трябва да се съберат, за да генерират по-големи митохондрии. При бозайниците митохондриалното сливане се осъществява благодарение на протеини Mfn1 и Mfn2, които са отговорни за сливането на външните мембрани и протеина OPA 1, който слива вътрешните мембрани.

Матрицата е пространството, ограничено от вътрешната мембрана на митохондриите, в нея е ДНК митохондриални, определени протеини и органични йони, между другото. Когато две митохондрии се сливат, съдържанието на техните матрици също се споделя. Следователно се смята, че една от функциите на митохондриалното сливане е да поддържа митохондриите в състояние оптимално за производството на АТФ, в допълнение, сливането позволява да се придаде по-обединена и удължена форма на митохондриалната мрежа на клетка.

митохондриално делене

Противоположно на митохондриалното сливане е митохондриалното делене. Този процес се случва, когато една митохондрия се фрагментира, за да даде началото на две по-малки митохондрии. Митохондриалното делене при бозайниците се случва благодарение на интервенция на протеина Drp1, този протеин се натрупва на определени специфични места по външната мембрана на митохондриите и я „изстисква“, докато се разреже и се получат две по-малки митохондрии.

Една от функциите на митохондриалното делене е транспортирането на митохондриите от една част на клетката в друга, тъй като по-малките митохондрии се транспортират по-лесно. Също така деленето може да служи за изключване от митохондриалната мрежа на тези митохондрии, които вече не функционират правилно и впоследствие се разграждат.

Контрол на качеството на митохондриите

Той поддръжка на митохондриалната мрежа е от жизненоважно значение за осигуряване на правилното функциониране на метаболизъммобилен телефон. Митохондриалната ДНК е особено податлива на увреждане и мутации, тъй като няма защитни механизми като ядрената ДНК. Увреждането на митохондриалната ДНК и други състояния като оксидативен стрес могат да накарат митохондриите да не функционират правилно.

За да се справите с това, има контрол на качество което до голяма степен се формира от митохондриалната динамика. Непрекъснатите цикли на сливане и делене помагат за възстановяването на митохондриалната мрежа и отделят дисфункционални митохондрии, които засягат клетката. Дисфункционалните митохондрии се разграждат чрез друг процес, наречен "митофагия". По този начин се гарантира, че митохондриалната мрежа е съставена предимно от митохондрии. функционален.

Митохондриална динамика и патологии

Различни патологични състояния са свързани с неправилно функциониране на митохондриалната динамика. Някои видове болест на Charcot-Marie-Tooth са свързани с мутации в гена, кодиращ митохондриалния слят протеин Mfn2. Различни мутации в гена, кодиращ OPA1, са свързани с оптична атрофия, най-често срещаната наследствена оптична невропатия. Също така, състояния, които засягат метаболизма, като затлъстяване или метаболитен синдром, са свързани с митохондриална дисфункция и с дисбаланс в митохондриалната динамика, което води до по-силна митохондриална мрежа. фрагментиран.

Митохондриална динамика и упражнения

Скелетният мускул е една от тъканите с най-голям брой митохондрии поради голямото количество енергия, която изисква. Упражненията особено стимулират скелетните мускули и е доказано, че са способни да променят митохондриалната динамика в тази тъкан.

Различни проучвания показват, че упражненията увеличават сливането на митохондриите в скелетните мускули. В допълнение, той е способен да стимулира разграждането на дисфункционални митохондрии чрез митофагия и увеличаване на броя на митохондриите, присъстващи в скелетните мускули. Всички тези ефекти засилват полезността на упражненията за предотвратяване и борба със затлъстяването и метаболитния синдром.