Definiția Mitochondrial Dynamics

Angel Zamora Ramirez
Licenta in fizica

Dinamica mitocondrială este ansamblul proceselor prin care mitocondriile modelează morfologia rețelei mitocondriale a unei celule.

În literatură Este obișnuit ca mitocondriile să apară ca un organel de formă ovală care are sarcina de a furniza energie la celulă sub formă de ATP. Acest model simplificat al mitocondriilor este util în localizarea acesteia ca parte a celulei, dar oferă, de asemenea, o imagine oarecum înșelătoare a mitocondriilor din celulă.

Contrar a ceea ce se arată în general, numărul mitocondriilor variază de la un țesut la altul, țesuturi cu consum mare de energie. precum muschii scheletici si muschii cardiaci au un numar mai mare de mitocondrii decat cele care nu au nevoie de atat de multa energie. În plus, mitocondriile sunt capabile să formeze rețele și subpopulații în cadrul aceleiași celule. Rețeaua mitocondrială este capabilă să se adapteze la cerințele metabolice ale celulei, această adaptare este realizat datorită „dinamicii mitocondriale”, care este compusă din procesele de „fuziune” și „fisiune” mitocondriale.

fuziunea mitocondrială

Fuziunea mitocondrială are loc atunci când două mitocondrii fuzionează pentru a forma o mitocondrie mai mare, alungită. Mitocondriile au două membrane, o membrană exterioară și una interioară. În procesul de fuziune, ambele membrane trebuie să se unească pentru a genera o mitocondrie mai mare. La mamifere, fuziunea mitocondrială are loc datorită proteine Mfn1 și Mfn2 care sunt responsabile pentru fuziunea membranelor exterioare și a proteinei OPA 1 care fuzionează membranele interioare.

Matricea este spațiul delimitat de membrana interioară a mitocondriilor, în ea se află ADN mitocondriale, anumite proteine ​​și ioni organici, printre altele. Când două mitocondrii fuzionează, conținutul matricelor lor este, de asemenea, comun. Astfel, se crede că una dintre funcțiile fuziunii mitocondriale este de a menține mitocondriile într-o stare. optim pentru producerea de ATP, în plus, fuziunea permite să se dea o formă mai unită și mai alungită rețelei mitocondriale a celulă.

fisiune mitocondrială

Opus fuziunii mitocondriale este fisiunea mitocondrială. Acest proces are loc atunci când o mitocondrie se fragmentează pentru a da naștere la două mitocondrii mai mici. Fisiunea mitocondrială la mamifere are loc datorită intervenţie a proteinei Drp1, această proteină se acumulează în anumite locuri specifice de pe membrana exterioară a mitocondriilor și o „strânge” până când este tăiată și se obțin două mitocondrii mai mici.

Una dintre funcțiile fisiunii mitocondriale este transportul mitocondriilor dintr-o parte a celulei în alta, deoarece mitocondriile mai mici sunt mai ușor de transportat. De asemenea, fisiunea poate servi pentru a exclude din rețeaua mitocondrială acele mitocondrii care nu mai funcționează corespunzător și sunt ulterior degradate.

Controlul calității mitocondriale

El întreținere a reţelei mitocondriale este de o importanţă vitală pentru a asigura buna funcţionare a metabolismtelefon mobil. ADN-ul mitocondrial este mai ales susceptibil la deteriorare și mutații, deoarece nu are mecanisme de protecție precum ADN-ul nuclear. Deteriorarea ADN-ului mitocondrial și alte condiții, cum ar fi stresul oxidativ, pot cauza mitocondriile să nu funcționeze corect.

Pentru a face față acestui lucru, există un control al calitate care este în mare măsură modelată de dinamica mitocondrială. Ciclurile continue de fuziune și fisiune ajută la repararea rețelei mitocondriale și secretă mitocondriile disfuncționale care afectează celula. Mitocondriile disfuncționale sunt defalcate printr-un alt proces numit „mitofagie”. În acest fel, se asigură că rețeaua mitocondrială este compusă în mare parte din mitocondrii. funcţional.

Dinamica și patologiile mitocondriale

Diverse stări patologice au fost asociate cu o funcționare defectuoasă a dinamicii mitocondriale. Anumite tipuri de boala Charcot-Marie-Tooth au fost asociate cu mutații ale genei care codifică proteina de fuziune mitocondrială Mfn2. Diverse mutații ale genei care codifică OPA1 au fost asociate cu atrofia optică, cea mai frecventă neuropatie optică ereditară. De asemenea, afecțiunile care afectează metabolismul, cum ar fi obezitatea sau sindromul metabolic, au fost legate de disfuncție mitocondrială și cu un dezechilibru în dinamica mitocondrială rezultând o rețea mitocondrială mai puternică. fragmentat.

Dinamica mitocondrială și exerciții fizice

Mușchiul scheletic este unul dintre țesuturile cu cel mai mare număr de mitocondrii datorită cantității mari de energie de care are nevoie. Exercițiile fizice stimulează în special mușchii scheletici și s-au dovedit a fi capabile să modifice dinamica mitocondrială în acest țesut.

Diverse studii arată că exercițiile fizice cresc fuziunea mitocondrială în mușchii scheletici. În plus, este capabil să stimuleze degradarea mitocondriilor disfuncționale prin mitofagie și să crească numărul de mitocondrii prezente în mușchiul scheletic. Toate aceste efecte întăresc utilitatea exercițiilor fizice în prevenirea și combaterea obezității și a sindromului metabolic.