Дефиниција митохондријалне динамике

Ангел Замора Рамирез
Диплома из физике

Динамика митохондрија је скуп процеса кроз које митохондрије обликују морфологију митохондријалне мреже ћелије.

У књижевност Уобичајено је да се митохондрије појављују као органела овалног облика која има задатак да снабдева енергије у ћелију у облику АТП. Овај поједностављени модел митохондрија је од помоћи у лоцирању као дела ћелије, али такође даје донекле погрешну слику митохондрија у ћелији.

Супротно ономе што је генерално приказано, број митохондрија варира од једног ткива до другог, ткива са великом потрошњом енергије. као што су скелетни мишићи и срчани мишић имају већи број митохондрија од оних којима није потребно толико енергије. Поред тога, митохондрије су способне да формирају мреже и субпопулације унутар исте ћелије. Митохондријална мрежа је способна да се прилагоди метаболичким захтевима ћелије, ова адаптација је постигнуто захваљујући „митохондријалној динамици“, која је састављена од процеса „фузије“ и „фисије“ митохондријски.

митохондријална фузија

Митохондријска фузија се дешава када се две митохондрије споје и формирају једну већу, издужену митохондрију. Митохондрије имају две мембране, спољашњу и унутрашњу мембрану. У процесу фузије обе мембране морају да се споје да би створиле веће митохондрије. Код сисара се митохондријална фузија одвија захваљујући протеини Мфн1 и Мфн2 који су одговорни за фузију спољашњих мембрана и протеина ОПА 1 који спаја унутрашње мембране.

Матрица је простор омеђен унутрашњом мембраном митохондрија, у њему се налази дна митохондријалних, одређених протеина и органских јона, између осталог. Када се две митохондрије споје, садржај њихових матрица се такође дели. Стога се сматра да је једна од функција митохондријалне фузије одржавање митохондрија у стању оптимално за производњу АТП-а, осим тога, фузија омогућава да се митохондријалној мрежи да јединственији и издуженији облик. мобилни.

фисија митохондрија

Насупрот митохондријалној фузији је фисија митохондрија. Овај процес се дешава када се митохондриј фрагментира да би настао две мање митохондрије. Митохондријална фисија код сисара настаје захваљујући интервенција Дрп1 протеина, овај протеин се акумулира на одређеним специфичним местима на спољној мембрани митохондрија и „стиска“ га док се не пресече и не добију две мање митохондрије.

Једна од функција митохондријалне фисије је транспорт митохондрија из једног дела ћелије у други, пошто се мање митохондрије лакше транспортују. Такође, фисија може послужити да се из митохондријалне мреже искључе оне митохондрије које више не функционишу како треба и које се касније деградирају.

Контрола квалитета митохондрија

Он одржавање митохондријалне мреже је од виталног значаја за обезбеђивање правилног функционисања метаболизаммобилни телефон. Митохондријска ДНК је посебно подложна оштећењима и мутацијама јер нема заштитне механизме попут нуклеарне ДНК. Оштећење митохондријалне ДНК и друга стања као што је оксидативни стрес могу довести до тога да митохондрије не функционишу како треба.

Да би се ово решило, постоји контрола над квалитета који је у великој мери обликован митохондријалном динамиком. Непрекидни циклуси фузије и фисије помажу у поправљању митохондријалне мреже и луче дисфункционалне митохондрије које утичу на ћелију. Дисфункционалне митохондрије се разграђују кроз други процес који се зове "митофагија". На овај начин се обезбеђује да се митохондријална мрежа састоји углавном од митохондрија. функционална.

Динамика и патологије митохондрија

Различита патолошка стања су повезана са кваром у динамици митохондрија. Одређени типови Цхарцот-Марие-Тоотх болести су повезани са мутацијама у гену који кодира митохондријски фузиони протеин Мфн2. Различите мутације у гену који кодира ОПА1 су повезане са оптичком атрофијом, најчешћом наследном оптичком неуропатијом. Такође, стања која утичу на метаболизам, као што су гојазност или метаболички синдром, су повезана са митохондријалну дисфункцију и са неравнотежом у динамици митохондрија што резултира јачом митохондријалном мрежом. фрагментиран.

Митохондријска динамика и вежбање

Скелетни мишић је једно од ткива са највећим бројем митохондрија због велике количине енергије која му је потребна. Вежбање посебно стимулише скелетне мишиће и показало се да може да модификује митохондријалну динамику у овом ткиву.

Различите студије показују да вежбање повећава фузију митохондрија у скелетним мишићима. Поред тога, способан је да стимулише деградацију дисфункционалних митохондрија кроз митофагију и повећа број митохондрија присутних у скелетним мишићима. Сви ови ефекти појачавају корисност вежбања у превенцији и борби против гојазности и метаболичког синдрома.