ミトコンドリアダイナミクスの定義

アンヘル・サモラ・ラミレス
物理学の学位

ミトコンドリアダイナミクスは、ミトコンドリアが細胞のミトコンドリアネットワークの形態を形成する一連のプロセスです。

の中に 文学 ミトコンドリアが楕円形のオルガネラとして現れるのは一般的で、供給のタスクがあります エネルギー ATPの形で細胞に。 このミトコンドリアの単純化されたモデルは、細胞の一部としてミトコンドリアの位置を特定するのに役立ちますが、細胞内のミトコンドリアのやや誤解を招く図も示しています.

一般に示されていることとは反対に、ミトコンドリアの数は組織ごとに異なり、エネルギー消費の多い組織です。 骨格筋や心筋などは、それほど多くのエネルギーを必要としないものよりも多くのミトコンドリアを持っています. さらに、ミトコンドリアは同じ細胞内でネットワークと亜集団を形成することができます。 ミトコンドリア ネットワークは、細胞の代謝要求に適応することができます。この適応は、 「融合」と「分裂」のプロセスからなる「ミトコンドリアダイナミクス」により実現 ミトコンドリア。

ミトコンドリア融合

ミトコンドリア融合は、2 つのミトコンドリアが融合して 1 つのより大きく細長いミトコンドリアを形成するときに発生します。 ミトコンドリアには、外膜と内膜の2つの膜があります。 融合プロセスでは、両方の膜が一緒になって、より大きなミトコンドリアを生成する必要があります。 哺乳類では、ミトコンドリアの融合は タンパク質 外膜と内膜を融合する OPA 1 タンパク質の融合を担う Mfn1 と Mfn2。

マトリックスは、ミトコンドリアの内膜によって区切られた空間です。 DNA ミトコンドリア、特定のタンパク質、有機イオンなど。 2 つのミトコンドリアが融合すると、マトリックスの内容も共有されます。 このように、ミトコンドリア融合の機能の 1 つは、ミトコンドリアを一定の状態に保つことであると考えられています。 ATP の生産に最適なだけでなく、この融合により、細胞のミトコンドリア ネットワークに、よりまとまりのある細長い形状を与えることができます。 細胞。

ミトコンドリア分裂

ミトコンドリア融合の反対はミトコンドリア分裂です。 このプロセスは、ミトコンドリアが断片化して 2 つの小さなミトコンドリアが生じるときに発生します。 哺乳類のミトコンドリア分裂は、 介入 Drp1 タンパク質のうち、このタンパク質はミトコンドリアの外膜上の特定の部位に蓄積し、それが切断されて 2 つの小さなミトコンドリアが得られるまでそれを「圧迫」します。

ミトコンドリア分裂の機能の 1 つは、細胞のある部分から別の部分へのミトコンドリアの輸送です。これは、ミトコンドリアが小さいほど輸送しやすいためです。 また、分裂は、ミトコンドリア ネットワークから、適切に機能しなくなり、その後分解されるミトコンドリアを排除するのに役立ちます。

ミトコンドリアの品質管理

彼 メンテナンス ミトコンドリア ネットワークの適切な機能を確保するために非常に重要です。 代謝携帯電話. ミトコンドリア DNA は、核 DNA のような保護機構を持たないため、特に損傷や変異の影響を受けやすい. ミトコンドリア DNA の損傷や、酸化ストレスなどのその他の状態により、ミトコンドリアが適切に機能しなくなる可能性があります。

これに対処するために、次のコントロールがあります。 品質 これは主にミトコンドリアのダイナミクスによって形成されます。 融合と分裂の継続的なサイクルは、ミトコンドリア ネットワークの修復を助け、細胞に影響を与える機能不全のミトコンドリアを分泌します。 機能不全のミトコンドリアは、「マイトファジー」と呼ばれる別のプロセスによって分解されます。 このようにして、ミトコンドリアネットワークが主にミトコンドリアで構成されていることが保証されます。 機能的。

ミトコンドリアのダイナミクスと病態

ミトコンドリアのダイナミクスの機能不全には、さまざまな病的状態が関連しています。 特定の種類のシャルコー・マリー・トゥース病は、ミトコンドリア融合タンパク質 Mfn2 をコードする遺伝子の変異と関連しています。 OPA1 をコードする遺伝子のさまざまな変異は、最も一般的な遺伝性視神経症である視神経萎縮と関連しています。 また、肥満やメタボリック シンドロームなどの代謝に影響を与える状態は、 ミトコンドリアの機能不全とミトコンドリアのダイナミクスの不均衡により、ミトコンドリアのネットワークが強化されます。 断片化した。

ミトコンドリアのダイナミクスと運動

骨格筋は、大量のエネルギーを必要とするため、ミトコンドリアの数が最も多い組織の 1 つです。 運動は特に骨格筋を刺激し、この組織のミトコンドリアのダイナミクスを変更できることが示されています。

様々な研究は、運動が骨格筋のミトコンドリア融合を増加させることを示しています. さらに、ミトファジーを介して機能不全のミトコンドリアの分解を刺激し、骨格筋に存在するミトコンドリアの数を増やすことができます。 これらすべての効果により、肥満やメタボリック シンドロームの予防と対策における運動の有用性が強化されます。