Definicija mitohondrijske dinamike

Angel Zamora Ramirez
Diploma iz fizike

Mitohondrijska dinamika je skup procesa kroz koje mitohondriji oblikuju morfologiju mitohondrijske mreže stanice.

u književnost Uobičajeno je da se mitohondriji pojavljuju kao organela ovalnog oblika koja ima zadatak opskrbljivati energije u stanicu u obliku ATP-a. Ovaj pojednostavljeni model mitohondrija pomaže u lociranju mitohondrija kao dijela stanice, ali također daje pomalo pogrešnu sliku mitohondrija u stanici.

Suprotno onome što se općenito prikazuje, broj mitohondrija varira od jednog tkiva do drugog, tkiva s velikom potrošnjom energije. kao što su skeletni mišići i srčani mišić imaju veći broj mitohondrija od onih koji ne trebaju toliko energije. Osim toga, mitohondriji su sposobni formirati mreže i subpopulacije unutar iste stanice. Mitohondrijska mreža sposobna je prilagoditi se metaboličkim zahtjevima stanice, ta je prilagodba postiže zahvaljujući "mitohondrijskoj dinamici", koja se sastoji od procesa "fuzije" i "fisije" mitohondrijski.

mitohondrijska fuzija

Spajanje mitohondrija događa se kada se dva mitohondrija stapaju u jedan veći, izduženi mitohondrij. Mitohondriji imaju dvije membrane, vanjsku membranu i unutarnju membranu. U procesu fuzije obje se membrane moraju spojiti kako bi stvorile veće mitohondrije. Kod sisavaca se fuzija mitohondrija odvija zahvaljujući bjelančevine Mfn1 i Mfn2 koji su odgovorni za spajanje vanjskih membrana i proteina OPA 1 koji spaja unutarnje membrane.

Matrica je prostor omeđen unutarnjom membranom mitohondrija, u njemu se nalazi DNK mitohondrijske, određene proteine ​​i organske ione, između ostalog. Kada se dva mitohondrija stapaju, sadržaj njihovih matrica također se dijeli. Stoga se smatra da je jedna od funkcija fuzije mitohondrija održavanje mitohondrija u stanju što je optimalno za proizvodnju ATP-a, osim toga, fuzija omogućuje davanje jedinstvenijeg i izduženijeg oblika mitohondrijske mreže ćelija.

mitohondrijska fisija

Suprotno od mitohondrijske fuzije je mitohondrijska fisija. Ovaj proces se događa kada se mitohondrij fragmentira da bi nastala dva manja mitohondrija. Mitohondrijska fisija kod sisavaca nastaje zahvaljujući intervencija proteina Drp1, ovaj se protein nakuplja na određenim specifičnim mjestima na vanjskoj membrani mitohondrija i “stišće” ga dok se ne prereže i dobiju dva manja mitohondrija.

Jedna od funkcija mitohondrijske fisije je transport mitohondrija iz jednog dijela stanice u drugi, budući da je manje mitohondrije lakše transportirati. Također, fisija može poslužiti za isključivanje iz mitohondrijske mreže onih mitohondrija koji više ne funkcioniraju ispravno i naknadno se degradiraju.

Kontrola kvalitete mitohondrija

On održavanje mitohondrijske mreže od vitalne je važnosti za osiguranje pravilnog funkcioniranja metabolizammobitel. Mitohondrijska DNK posebno je osjetljiva na oštećenja i mutacije jer nema zaštitne mehanizme poput nuklearne DNK. Oštećenje mitohondrijske DNK i druga stanja poput oksidativnog stresa mogu uzrokovati nepravilno funkcioniranje mitohondrija.

Kako bi se to riješilo, postoji kontrola kvaliteta koji je u velikoj mjeri oblikovan mitohondrijskom dinamikom. Kontinuirani ciklusi fuzije i fisije pomažu u popravljanju mitohondrijske mreže i izlučuju disfunkcionalne mitohondrije koji utječu na stanicu. Disfunkcionalni mitohondriji se razgrađuju kroz drugi proces koji se naziva "mitofagija". Na taj način se osigurava da je mitohondrijska mreža sastavljena većinom od mitohondrija. funkcionalni.

Mitohondrijska dinamika i patologije

Različita patološka stanja povezana su s kvarom mitohondrijske dinamike. Određeni tipovi Charcot-Marie-Toothove bolesti povezani su s mutacijama u genu koji kodira mitohondrijski fuzijski protein Mfn2. Razne mutacije u genu koji kodira OPA1 povezane su s optičkom atrofijom, najčešćom nasljednom optičkom neuropatijom. Također, stanja koja utječu na metabolizam, poput pretilosti ili metaboličkog sindroma, povezana su s mitohondrijskom disfunkcijom i neravnotežom u dinamici mitohondrija što rezultira jačom mitohondrijskom mrežom. fragmentirano.

Mitohondrijska dinamika i vježba

Skeletni mišići jedno su od tkiva s najvećim brojem mitohondrija zbog velike količine energije koju zahtijevaju. Vježbanje posebno stimulira skeletne mišiće i pokazalo se da može modificirati mitohondrijsku dinamiku u tom tkivu.

Različite studije pokazuju da vježbanje povećava fuziju mitohondrija u skeletnim mišićima. Osim toga, sposoban je potaknuti razgradnju disfunkcionalnih mitohondrija putem mitofagije i povećati broj mitohondrija prisutnih u skeletnim mišićima. Svi ti učinci pojačavaju korisnost tjelovježbe u prevenciji i borbi protiv pretilosti i metaboličkog sindroma.