მიტოქონდრიული დინამიკის განმარტება

ანხელ ზამორა რამირესი
დიპლომი ფიზიკაში

მიტოქონდრიული დინამიკა არის პროცესების ერთობლიობა, რომლის მეშვეობითაც მიტოქონდრია აყალიბებს უჯრედის მიტოქონდრიული ქსელის მორფოლოგიას.

ში ლიტერატურა ჩვეულებრივ, მიტოქონდრია გამოჩნდება ოვალური ფორმის ორგანელად, რომელსაც აქვს მიწოდების ამოცანა. ენერგია უჯრედამდე ატფ-ის სახით. მიტოქონდრიის ეს გამარტივებული მოდელი გამოსადეგია მისი უჯრედის ნაწილის დადგენაში, თუმცა ის ასევე იძლევა გარკვეულ შეცდომაში შემყვან სურათს უჯრედში მიტოქონდრიის შესახებ.

ზოგადად ნაჩვენების საპირისპიროდ, მიტოქონდრიების რაოდენობა მერყეობს ერთი ქსოვილიდან მეორეში, ქსოვილებში მაღალი ენერგიის მოხმარებით. მაგალითად, ჩონჩხის კუნთებსა და გულის კუნთებს აქვთ მიტოქონდრიების უფრო დიდი რაოდენობა, ვიდრე მათ, რომლებსაც არ სჭირდებათ ამდენი ენერგია. გარდა ამისა, მიტოქონდრიებს შეუძლიათ შექმნან ქსელები და ქვეპოპულაციები იმავე უჯრედში. მიტოქონდრიულ ქსელს შეუძლია მოერგოს უჯრედის მეტაბოლურ მოთხოვნებს. მიღწეული "მიტოქონდრიული დინამიკის" წყალობით, რომელიც შედგება "შერწყმის" და "დაშლის" პროცესებისგან. მიტოქონდრიული.

მიტოქონდრიული შერწყმა

მიტოქონდრიის შერწყმა ხდება მაშინ, როდესაც ორი მიტოქონდრია ერწყმის ერთ უფრო დიდ, წაგრძელებულ მიტოქონდრიას. მიტოქონდრიას აქვს ორი მემბრანა, გარე და შიდა მემბრანა. შერწყმის პროცესში ორივე მემბრანა უნდა გაერთიანდეს უფრო დიდი მიტოქონდრიის შესაქმნელად. ძუძუმწოვრებში მიტოქონდრიული შერწყმა ხდება წყალობით ცილები Mfn1 და Mfn2, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან გარე მემბრანების შერწყმაზე და OPA 1 ცილა, რომელიც აერთიანებს შიდა გარსებს.

მატრიცა არის სივრცე, რომელიც შემოიფარგლება მიტოქონდრიის შიდა მემბრანით, მასში არის დნმ მიტოქონდრიული, გარკვეული ცილები და ორგანული იონები, სხვა საკითხებთან ერთად. როდესაც ორი მიტოქონდრია შერწყმულია, მათი მატრიცების შინაარსი ასევე იზიარებს. ამრიგად, ითვლება, რომ მიტოქონდრიის შერწყმის ერთ-ერთი ფუნქციაა მიტოქონდრიის მდგომარეობაში შენარჩუნება. ოპტიმალური ATP წარმოებისთვის, გარდა ამისა, შერწყმა საშუალებას აძლევს მიტოქონდრიულ ქსელს მიეცეს უფრო ერთიანი და წაგრძელებული ფორმა. უჯრედი.

მიტოქონდრიული დაშლა

მიტოქონდრიული შერწყმის საპირისპიროდ არის მიტოქონდრიული დაშლა. ეს პროცესი ხდება მაშინ, როდესაც მიტოქონდრიის ფრაგმენტები წარმოქმნის ორ პატარა მიტოქონდრიას. მიტოქონდრიის დაშლა ძუძუმწოვრებში ხდება ამის წყალობით ჩარევა Drp1 პროტეინისგან, ეს ცილა გროვდება მიტოქონდრიის გარე მემბრანის გარკვეულ სპეციფიურ უბნებზე და „იწურავს“ მას მანამ, სანამ არ მოიჭრება და არ მიიღება ორი პატარა მიტოქონდრია.

მიტოქონდრიის დაშლის ერთ-ერთი ფუნქციაა მიტოქონდრიების ტრანსპორტირება უჯრედის ერთი ნაწილიდან მეორეზე, რადგან პატარა მიტოქონდრიები უფრო ადვილია ტრანსპორტირება. ასევე, დაშლა შეიძლება ემსახურებოდეს მიტოქონდრიული ქსელიდან იმ მიტოქონდრიების გამორიცხვას, რომლებიც აღარ ფუნქციონირებენ სწორად და შემდგომში დეგრადირდებიან.

მიტოქონდრიის ხარისხის კონტროლი

ის მოვლა მიტოქონდრიული ქსელი სასიცოცხლო მნიშვნელობისაა მიტოქონდრიული ქსელის სათანადო ფუნქციონირების უზრუნველსაყოფად მეტაბოლიზმსმობილური ტელეფონი. მიტოქონდრიული დნმ განსაკუთრებით მგრძნობიარეა დაზიანებისა და მუტაციების მიმართ, რადგან მას არ გააჩნია დამცავი მექანიზმები, როგორიცაა ბირთვული დნმ. მიტოქონდრიის დნმ-ის დაზიანებამ და სხვა პირობებმა, როგორიცაა ოქსიდაციური სტრესი, შეიძლება გამოიწვიოს მიტოქონდრიის არასწორად ფუნქციონირება.

იმისათვის, რომ გაუმკლავდეთ ამას, არსებობს კონტროლი ხარისხიანი რომელსაც დიდწილად აყალიბებს მიტოქონდრიული დინამიკა. შერწყმისა და დაშლის უწყვეტი ციკლები ხელს უწყობს მიტოქონდრიული ქსელის აღდგენას და დისფუნქციური მიტოქონდრიების გამოყოფას, რომლებიც გავლენას ახდენენ უჯრედზე. დისფუნქციური მიტოქონდრია იშლება სხვა პროცესის საშუალებით, რომელსაც ეწოდება "მიტოფაგია". ამ გზით, უზრუნველყოფილია, რომ მიტოქონდრიული ქსელი ძირითადად შედგება მიტოქონდრიებისგან. ფუნქციონალური.

მიტოქონდრიის დინამიკა და პათოლოგიები

სხვადასხვა პათოლოგიური მდგომარეობა ასოცირდება მიტოქონდრიული დინამიკის გაუმართაობასთან. Charcot-Marie-Tooth-ის დაავადების გარკვეული ტიპები დაკავშირებულია მიტოქონდრიული შერწყმის პროტეინის Mfn2 გენში მუტაციებთან. OPA1-ის მაკოდირებელი გენის სხვადასხვა მუტაცია დაკავშირებულია ოპტიკურ ატროფიასთან, ყველაზე გავრცელებულ მემკვიდრეობით ოპტიკურ ნეიროპათიასთან. ასევე, პირობები, რომლებიც გავლენას ახდენს მეტაბოლიზმზე, როგორიცაა სიმსუქნე ან მეტაბოლური სინდრომი, დაკავშირებულია მიტოქონდრიული დისფუნქცია და მიტოქონდრიული დინამიკის დისბალანსი, რაც იწვევს უფრო ძლიერ მიტოქონდრიულ ქსელს. ფრაგმენტული.

მიტოქონდრიული დინამიკა და ვარჯიში

ჩონჩხის კუნთი არის ერთ-ერთი ქსოვილი, რომელსაც აქვს მიტოქონდრიების ყველაზე დიდი რაოდენობა, რაც მას მოითხოვს დიდი რაოდენობით ენერგიის გამო. ვარჯიში განსაკუთრებით ასტიმულირებს ჩონჩხის კუნთებს და ნაჩვენებია, რომ შეუძლია შეცვალოს მიტოქონდრიული დინამიკა ამ ქსოვილში.

სხვადასხვა კვლევები აჩვენებს, რომ ვარჯიში ზრდის მიტოქონდრიულ შერწყმას ჩონჩხის კუნთებში. გარდა ამისა, მას შეუძლია დისფუნქციური მიტოქონდრიების დეგრადაციის სტიმულირება მიტოფაგიის გზით და გაზარდოს ჩონჩხის კუნთებში არსებული მიტოქონდრიების რაოდენობა. ყველა ეს ეფექტი აძლიერებს ვარჯიშის სარგებლიანობას სიმსუქნისა და მეტაბოლური სინდრომის პრევენციასა და წინააღმდეგ ბრძოლაში.