Definice mitochondriální dynamiky

Angel Zamora Ramirez
Titul z fyziky

Mitochondriální dynamika je soubor procesů, jejichž prostřednictvím mitochondrie utvářejí morfologii mitochondriální sítě buňky.

V literatura Je běžné, že se mitochondrie jeví jako oválná organela, která má za úkol zásobovat energie do buňky ve formě ATP. Tento zjednodušený model mitochondrií pomáhá při jejich lokalizaci jako součásti buňky, ale také poskytuje poněkud zavádějící obraz mitochondrií v buňce.

Na rozdíl od toho, co se obecně ukazuje, se počet mitochondrií liší od jedné tkáně k druhé, tkání s vysokou spotřebou energie. jako jsou kosterní svaly a srdeční svaly mají větší počet mitochondrií než ty, které nepotřebují tolik energie. Kromě toho jsou mitochondrie schopny vytvářet sítě a subpopulace v rámci stejné buňky. Mitochondriální síť je schopna se přizpůsobit metabolickým nárokům buňky, tato adaptace je dosaženo díky „mitochondriální dynamice“, která se skládá z procesů „fúze“ a „štěpení“ mitochondriální.

mitochondriální fúze

K mitochondriální fúzi dochází, když se dvě mitochondrie spojí a vytvoří jednu větší, prodlouženou mitochondrii. Mitochondrie mají dvě membrány, vnější membránu a vnitřní membránu. V procesu fúze se obě membrány musí spojit, aby vytvořily větší mitochondrie. U savců dochází k mitochondriální fúzi díky

Matrice je prostor vymezený vnitřní membránou mitochondrií, v ní je dna mitochondriální, některé proteiny a organické ionty, mimo jiné. Když se dvě mitochondrie spojí, sdílí se také obsah jejich matric. Předpokládá se tedy, že jednou z funkcí mitochondriální fúze je udržovat mitochondrie ve stavu optimální pro produkci ATP, navíc fúze umožňuje jednotnější a protáhlejší tvar, který má dát mitochondriální síti buňka.

mitochondriální štěpení

Opakem mitochondriální fúze je mitochondriální štěpení. K tomuto procesu dochází, když se mitochondrie fragmentuje, aby vznikly dvě menší mitochondrie. K mitochondriálnímu štěpení u savců dochází díky zásah proteinu Drp1 se tento protein hromadí na určitých specifických místech na vnější membráně mitochondrie a „stlačuje“ jej, dokud se nerozřízne a nezíská se dvě menší mitochondrie.

Jednou z funkcí mitochondriálního štěpení je transport mitochondrií z jedné části buňky do druhé, protože menší mitochondrie se přenášejí snadněji. Také štěpení může sloužit k vyloučení z mitochondriální sítě těch mitochondrií, které již nefungují správně a jsou následně degradovány.

Kontrola kvality mitochondrií

On údržba mitochondriální sítě je životně důležitý pro zajištění správného fungování mitochondriální sítě metabolismusmobilní telefon. Mitochondriální DNA je zvláště náchylná k poškození a mutacím, protože nemá ochranné mechanismy jako jaderná DNA. Poškození mitochondriální DNA a další stavy, jako je oxidační stres, mohou způsobit, že mitochondrie nebudou správně fungovat.

Aby bylo možné se s tím vypořádat, existuje kontrola kvalitní který je z velké části formován mitochondriální dynamikou. Nepřetržité cykly fúze a štěpení pomáhají opravit mitochondriální síť a vylučovat dysfunkční mitochondrie, které ovlivňují buňku. Dysfunkční mitochondrie jsou odbourávány dalším procesem zvaným „mitofágie“. Tímto způsobem je zajištěno, že mitochondriální síť je složena převážně z mitochondrií. funkční.

Mitochondriální dynamika a patologie

Různé patologické stavy byly spojeny se špatnou funkcí mitochondriální dynamiky. Některé typy Charcot-Marie-Tooth Disease byly spojeny s mutacemi v genu kódujícím mitochondriální fúzní protein Mfn2. Různé mutace v genu kódujícím OPA1 byly spojovány s optickou atrofií, nejběžnější dědičnou neuropatií zrakového nervu. Také stavy, které ovlivňují metabolismus, jako je obezita nebo metabolický syndrom, byly spojeny s mitochondriální dysfunkce a s nerovnováhou v mitochondriální dynamice vedoucí k silnější mitochondriální síti. roztříštěný.

Mitochondriální dynamika a cvičení

Kosterní sval je jednou z tkání s největším počtem mitochondrií kvůli velkému množství energie, které vyžaduje. Cvičení stimuluje zejména kosterní svalstvo a ukázalo se, že je schopné modifikovat mitochondriální dynamiku v této tkáni.

Různé studie ukazují, že cvičení zvyšuje mitochondriální fúzi v kosterním svalstvu. Kromě toho je schopen stimulovat degradaci dysfunkčních mitochondrií prostřednictvím mitofágie a zvýšit počet mitochondrií přítomných v kosterním svalstvu. Všechny tyto účinky posilují užitečnost cvičení při prevenci a boji proti obezitě a metabolickému syndromu.