Définition de la dynamique mitochondriale

Ange Zamora Ramírez
Licence en physique

La dynamique mitochondriale est l'ensemble des processus par lesquels les mitochondries façonnent la morphologie du réseau mitochondrial d'une cellule.

Dans la littérature Il est courant que les mitochondries apparaissent comme un organite de forme ovale qui a pour tâche de fournir énergie à la cellule sous forme d'ATP. Ce modèle simplifié des mitochondries est utile pour le localiser dans le cadre de la cellule, mais il donne également une image quelque peu trompeuse des mitochondries dans la cellule.

Contrairement à ce qui est généralement montré, le nombre de mitochondries varie d'un tissu à l'autre, tissus à forte consommation d'énergie. comme le muscle squelettique et le muscle cardiaque ont un plus grand nombre de mitochondries que ceux qui n'ont pas besoin d'autant d'énergie. De plus, les mitochondries sont capables de former des réseaux et des sous-populations au sein d'une même cellule. Le réseau mitochondrial est capable de s'adapter aux demandes métaboliques de la cellule, cette adaptation est réalisé grâce à la "dynamique mitochondriale", qui se compose des processus de "fusion" et de "fission" mitochondriale.

fusion mitochondriale

La fusion mitochondriale se produit lorsque deux mitochondries fusionnent pour former une mitochondrie plus grande et allongée. Les mitochondries ont deux membranes, une membrane externe et une membrane interne. Dans le processus de fusion, les deux membranes doivent se rejoindre pour générer une mitochondrie plus grande. Chez les mammifères, la fusion mitochondriale a lieu grâce à protéines Mfn1 et Mfn2 qui sont responsables de la fusion des membranes externes et de la protéine OPA 1 qui fusionne les membranes internes.

La matrice est l'espace délimité par la membrane interne des mitochondries, dans laquelle se trouve la adn mitochondriale, certaines protéines et des ions organiques, entre autres. Lorsque deux mitochondries fusionnent, le contenu de leurs matrices est également partagé. Ainsi, on pense que l'une des fonctions de la fusion mitochondriale est de maintenir les mitochondries dans un état optimale pour la production d'ATP, de plus, la fusion permet de donner une forme plus unie et allongée au réseau mitochondrial du cellule.

fission mitochondriale

À l'opposé de la fusion mitochondriale se trouve la fission mitochondriale. Ce processus se produit lorsqu'une mitochondrie se fragmente pour donner naissance à deux mitochondries plus petites. La fission mitochondriale chez les mammifères se produit grâce à la intervention de la protéine Drp1, cette protéine s'accumule à certains endroits spécifiques de la membrane externe de la mitochondrie et la « comprime » jusqu'à ce qu'elle soit coupée et que deux mitochondries plus petites soient obtenues.

L'une des fonctions de la fission mitochondriale est le transport des mitochondries d'une partie de la cellule à une autre, car les petites mitochondries sont plus faciles à transporter. De plus, la fission peut servir à exclure du réseau mitochondrial les mitochondries qui ne fonctionnent plus correctement et sont ensuite dégradées.

Contrôle qualité mitochondrial

Il entretien du réseau mitochondrial est d'une importance vitale pour assurer le bon fonctionnement de la métabolismetéléphone portable. L'ADN mitochondrial est particulièrement sensible aux dommages et aux mutations car il ne possède pas de mécanismes de protection comme l'ADN nucléaire. Les dommages à l'ADN mitochondrial et d'autres conditions telles que le stress oxydatif peuvent empêcher les mitochondries de fonctionner correctement.

Pour y faire face, il y a un contrôle de qualité qui est largement façonné par la dynamique mitochondriale. Des cycles continus de fusion et de fission aident à réparer le réseau mitochondrial et sécrètent des mitochondries dysfonctionnelles qui affectent la cellule. Les mitochondries dysfonctionnelles sont décomposées par un autre processus appelé "mitophagie". De cette manière, on s'assure que le réseau mitochondrial est composé majoritairement de mitochondries. fonctionnel.

Dynamique et pathologies mitochondriales

Diverses conditions pathologiques ont été associées à un dysfonctionnement de la dynamique mitochondriale. Certains types de maladie de Charcot-Marie-Tooth ont été associés à des mutations du gène codant pour la protéine de fusion mitochondriale Mfn2. Diverses mutations du gène codant pour OPA1 ont été associées à l'atrophie optique, la neuropathie optique héréditaire la plus courante. En outre, les conditions qui affectent le métabolisme, telles que l'obésité ou le syndrome métabolique, ont été liées à la dysfonctionnement mitochondrial et avec un déséquilibre dans la dynamique mitochondriale résultant en un réseau mitochondrial plus fort. fragmenté.

Dynamique mitochondriale et exercice

Le muscle squelettique est l'un des tissus avec le plus grand nombre de mitochondries en raison de la grande quantité d'énergie qu'il nécessite. L'exercice stimule particulièrement le muscle squelettique et s'est avéré capable de modifier la dynamique mitochondriale dans ce tissu.

Diverses études montrent que l'exercice augmente la fusion mitochondriale dans le muscle squelettique. De plus, il est capable de stimuler la dégradation des mitochondries dysfonctionnelles par la mitophagie et d'augmenter le nombre de mitochondries présentes dans le muscle squelettique. Tous ces effets renforcent l'utilité de l'exercice dans la prévention et la lutte contre l'obésité et le syndrome métabolique.