Ορισμός της Μιτοχονδριακής Δυναμικής

Άγγελος Ζαμόρα Ραμίρεζ
Πτυχίο φυσικής

Η μιτοχονδριακή δυναμική είναι το σύνολο των διεργασιών μέσω των οποίων τα μιτοχόνδρια διαμορφώνουν τη μορφολογία του μιτοχονδριακού δικτύου ενός κυττάρου.

Στο βιβλιογραφία Είναι σύνηθες φαινόμενο τα μιτοχόνδρια να εμφανίζονται ως ένα ωοειδές οργανίδιο που έχει το καθήκον να παρέχει ενέργεια στο κύτταρο με τη μορφή ATP. Αυτό το απλοποιημένο μοντέλο των μιτοχονδρίων είναι χρήσιμο για τον εντοπισμό τους ως μέρος του κυττάρου, ωστόσο δίνει επίσης μια κάπως παραπλανητική εικόνα των μιτοχονδρίων στο κύτταρο.

Σε αντίθεση με ό, τι φαίνεται γενικά, ο αριθμός των μιτοχονδρίων ποικίλλει από τον ένα ιστό στον άλλο, ιστούς με υψηλή κατανάλωση ενέργειας. όπως οι σκελετικοί μύες και οι καρδιακοί μύες έχουν μεγαλύτερο αριθμό μιτοχονδρίων από εκείνους που δεν χρειάζονται τόση ενέργεια. Επιπλέον, τα μιτοχόνδρια είναι ικανά να σχηματίζουν δίκτυα και υποπληθυσμούς μέσα στο ίδιο κύτταρο. Το μιτοχονδριακό δίκτυο είναι ικανό να προσαρμόζεται στις μεταβολικές απαιτήσεις του κυττάρου, αυτή η προσαρμογή είναι επιτεύχθηκε χάρη στη «δυναμική των μιτοχονδρίων», η οποία αποτελείται από τις διαδικασίες «σύντηξης» και «σχάσης» μιτοχονδριακό.

μιτοχονδριακή σύντηξη

Η μιτοχονδριακή σύντηξη συμβαίνει όταν δύο μιτοχόνδρια συγχωνεύονται για να σχηματίσουν ένα μεγαλύτερο, επιμήκη μιτοχόνδρια. Τα μιτοχόνδρια έχουν δύο μεμβράνες, μια εξωτερική και μια εσωτερική μεμβράνη. Στη διαδικασία σύντηξης και οι δύο μεμβράνες πρέπει να ενωθούν για να δημιουργήσουν μεγαλύτερα μιτοχόνδρια. Στα θηλαστικά, η μιτοχονδριακή σύντηξη λαμβάνει χώρα χάρη σε πρωτεΐνες Τα Mfn1 και Mfn2 που είναι υπεύθυνα για τη σύντηξη των εξωτερικών μεμβρανών και η πρωτεΐνη OPA 1 που συγχωνεύει τις εσωτερικές μεμβράνες.

Η μήτρα είναι ο χώρος που οριοθετείται από την εσωτερική μεμβράνη των μιτοχονδρίων, σε αυτήν βρίσκεται η dna μιτοχονδριακά, ορισμένες πρωτεΐνες και οργανικά ιόντα, μεταξύ άλλων. Όταν δύο μιτοχόνδρια συγχωνεύονται, τα περιεχόμενα των μητρών τους μοιράζονται επίσης. Έτσι, πιστεύεται ότι μία από τις λειτουργίες της μιτοχονδριακής σύντηξης είναι η διατήρηση των μιτοχονδρίων σε μια κατάσταση βέλτιστη για την παραγωγή ΑΤΡ, επιπλέον, η σύντηξη επιτρέπει να δοθεί ένα πιο ενωμένο και επίμηκες σχήμα στο μιτοχονδριακό δίκτυο του κύτταρο.

μιτοχονδριακή σχάση

Σε αντίθεση με τη μιτοχονδριακή σύντηξη είναι η μιτοχονδριακή σχάση. Αυτή η διαδικασία συμβαίνει όταν ένα μιτοχόνδριο θρυμματίζεται για να δημιουργήσει δύο μικρότερα μιτοχόνδρια. Η μιτοχονδριακή σχάση στα θηλαστικά συμβαίνει χάρη στο παρέμβαση της πρωτεΐνης Drp1, αυτή η πρωτεΐνη συσσωρεύεται σε ορισμένες συγκεκριμένες θέσεις στην εξωτερική μεμβράνη των μιτοχονδρίων και τη «συμπιέζει» μέχρι να κοπεί και να ληφθούν δύο μικρότερα μιτοχόνδρια.

Μία από τις λειτουργίες της μιτοχονδριακής σχάσης είναι η μεταφορά των μιτοχονδρίων από το ένα μέρος του κυττάρου στο άλλο, καθώς τα μικρότερα μιτοχόνδρια μεταφέρονται ευκολότερα. Επίσης, η σχάση μπορεί να χρησιμεύσει στον αποκλεισμό από το μιτοχονδριακό δίκτυο εκείνων των μιτοχονδρίων που δεν λειτουργούν πλέον σωστά και στη συνέχεια υποβαθμίζονται.

Μιτοχονδριακός ποιοτικός έλεγχος

Αυτός συντήρηση του μιτοχονδριακού δικτύου είναι ζωτικής σημασίας για τη διασφάλιση της καλής λειτουργίας του μεταβολισμόςκινητό τηλέφωνο. Το μιτοχονδριακό DNA είναι ιδιαίτερα ευαίσθητο σε βλάβες και μεταλλάξεις επειδή δεν διαθέτει προστατευτικούς μηχανισμούς όπως το πυρηνικό DNA. Η βλάβη στο μιτοχονδριακό DNA και άλλες καταστάσεις όπως το οξειδωτικό στρες μπορεί να προκαλέσει τη μη σωστή λειτουργία των μιτοχονδρίων.

Για να αντιμετωπιστεί αυτό, υπάρχει έλεγχος του ποιότητα που διαμορφώνεται σε μεγάλο βαθμό από τη μιτοχονδριακή δυναμική. Οι συνεχείς κύκλοι σύντηξης και σχάσης βοηθούν στην αποκατάσταση του μιτοχονδριακού δικτύου και στην έκκριση δυσλειτουργικών μιτοχονδρίων που επηρεάζουν το κύτταρο. Τα δυσλειτουργικά μιτοχόνδρια διασπώνται μέσω μιας άλλης διαδικασίας που ονομάζεται «μιτοφαγία». Με αυτόν τον τρόπο, διασφαλίζεται ότι το μιτοχονδριακό δίκτυο αποτελείται κυρίως από μιτοχόνδρια. λειτουργικός.

Μιτοχονδριακή δυναμική και παθολογίες

Διάφορες παθολογικές καταστάσεις έχουν συσχετιστεί με δυσλειτουργία της μιτοχονδριακής δυναμικής. Ορισμένοι τύποι της νόσου Charcot-Marie-Tooth έχουν συσχετιστεί με μεταλλάξεις στο γονίδιο που κωδικοποιεί τη μιτοχονδριακή πρωτεΐνη σύντηξης Mfn2. Διάφορες μεταλλάξεις στο γονίδιο που κωδικοποιεί το OPA1 έχουν συσχετιστεί με την Οπτική Ατροφία, την πιο κοινή κληρονομική οπτική νευροπάθεια. Επίσης, καταστάσεις που επηρεάζουν το μεταβολισμό, όπως η παχυσαρκία ή το μεταβολικό σύνδρομο, έχουν συσχετιστεί με το μιτοχονδριακή δυσλειτουργία και με ανισορροπία στη μιτοχονδριακή δυναμική με αποτέλεσμα ένα ισχυρότερο μιτοχονδριακό δίκτυο. κατακερματισμένη.

Μιτοχονδριακή δυναμική και άσκηση

Ο σκελετικός μυς είναι ένας από τους ιστούς με τον μεγαλύτερο αριθμό μιτοχονδρίων λόγω της μεγάλης ποσότητας ενέργειας που απαιτεί. Η άσκηση διεγείρει ιδιαίτερα τους σκελετικούς μυς και έχει αποδειχθεί ότι είναι ικανή να τροποποιήσει τη μιτοχονδριακή δυναμική σε αυτόν τον ιστό.

Διάφορες μελέτες δείχνουν ότι η άσκηση αυξάνει τη μιτοχονδριακή σύντηξη στους σκελετικούς μυς. Επιπλέον, είναι ικανό να διεγείρει την υποβάθμιση των δυσλειτουργικών μιτοχονδρίων μέσω της μιτοφαγίας και να αυξήσει τον αριθμό των μιτοχονδρίων που υπάρχουν στους σκελετικούς μυς. Όλα αυτά τα αποτελέσματα ενισχύουν τη χρησιμότητα της άσκησης για την πρόληψη και την καταπολέμηση της παχυσαρκίας και του μεταβολικού συνδρόμου.