Definition av mitokondriell dynamik

Ängel Zamora Ramirez
Examen i fysik

Mitokondriell dynamik är den uppsättning processer genom vilka mitokondrier formar morfologin hos en cells mitokondriella nätverk.

I den litteratur Det är vanligt att mitokondrierna framstår som en oval organell som har till uppgift att försörja energi till cellen i form av ATP. Denna förenklade modell av mitokondrierna är till hjälp för att lokalisera den som en del av cellen, men den ger också en något missvisande bild av mitokondrierna i cellen.

I motsats till vad som allmänt visas varierar antalet mitokondrier från en vävnad till en annan, vävnader med hög energiförbrukning. som skelettmuskulatur och hjärtmuskel har ett större antal mitokondrier än de som inte behöver lika mycket energi. Dessutom kan mitokondrier bilda nätverk och subpopulationer inom samma cell. Det mitokondriella nätverket är kapabelt att anpassa sig till cellens metaboliska krav, det är denna anpassning uppnås tack vare "mitokondriell dynamik", som är sammansatt av processerna "fusion" och "klyvning" mitokondriella.

mitokondriell fusion

Mitokondriell fusion uppstår när två mitokondrier smälter samman för att bilda en större, långsträckt mitokondrier. Mitokondrier har två membran, ett yttre membran och ett inre membran. I fusionsprocessen måste båda membranen mötas för att generera en större mitokondrier. Hos däggdjur sker mitokondriell fusion tack vare proteiner Mfn1 och Mfn2 som är ansvariga för fusionen av de yttre membranen och OPA 1-proteinet som smälter de inre membranen.

Matrisen är det utrymme som avgränsas av mitokondriernas inre membran, i det är dna mitokondriella, vissa proteiner och organiska joner, bland annat. När två mitokondrier smälter samman delas även innehållet i deras matriser. Således tros det att en av funktionerna för mitokondriell fusion är att hålla mitokondrier i ett tillstånd optimal för produktion av ATP, dessutom tillåter fusionen att en mer enhetlig och långsträckt form ges till mitokondriella nätverk av cell.

mitokondriell fission

Motsatsen till mitokondriell fusion är mitokondriell fission. Denna process inträffar när en mitokondrie splittras för att ge upphov till två mindre mitokondrier. Mitokondrisk fission hos däggdjur uppstår tack vare intervention av Drp1-proteinet ackumuleras detta protein på vissa specifika platser på mitokondriernas yttre membran och "klämmer" det tills det skärs och två mindre mitokondrier erhålls.

En av funktionerna för mitokondrisk fission är transporten av mitokondrier från en del av cellen till en annan, eftersom mindre mitokondrier är lättare att transportera. Klyvning kan också tjäna till att utesluta från mitokondriella nätverk de mitokondrier som inte längre fungerar korrekt och som därefter bryts ned.

Mitokondriell kvalitetskontroll

han underhåll av mitokondriella nätverket är av avgörande betydelse för att säkerställa att den fungerar korrekt ämnesomsättningmobiltelefon. Mitokondriellt DNA är särskilt känsligt för skador och mutationer eftersom det inte har skyddsmekanismer som nukleärt DNA. Skador på mitokondrie-DNA och andra tillstånd som oxidativ stress kan orsaka att mitokondrier inte fungerar korrekt.

För att hantera detta finns en kontroll av kvalitet som till stor del formats av mitokondriell dynamik. Kontinuerliga cykler av fusion och fission hjälper till att reparera mitokondriella nätverk och utsöndrar dysfunktionella mitokondrier som påverkar cellen. Dysfunktionella mitokondrier bryts ner genom en annan process som kallas "mitofagi". På så sätt säkerställs att det mitokondriella nätverket mestadels består av mitokondrier. funktionell.

Mitokondriell dynamik och patologier

Olika patologiska tillstånd har associerats med en funktionsfel i mitokondriell dynamik. Vissa typer av Charcot-Marie-Tooth-sjukdom har associerats med mutationer i genen som kodar för det mitokondriella fusionsproteinet Mfn2. Olika mutationer i genen som kodar för OPA1 har associerats med optisk atrofi, den vanligaste ärftliga optisk neuropati. Tillstånd som påverkar ämnesomsättningen, såsom fetma eller metabolt syndrom, har också varit relaterade till mitokondriell dysfunktion och med en obalans i mitokondriell dynamik som resulterar i ett starkare mitokondriellt nätverk. fragmenterad.

Mitokondriell dynamik och träning

Skelettmuskulaturen är en av de vävnader med det största antalet mitokondrier på grund av den stora mängd energi som krävs. Träning stimulerar särskilt skelettmuskulaturen och har visat sig kunna modifiera mitokondriell dynamik i denna vävnad.

Olika studier visar att träning ökar mitokondriell fusion i skelettmuskulaturen. Dessutom är det kapabelt att stimulera nedbrytningen av dysfunktionella mitokondrier genom mitofagi och öka antalet mitokondrier som finns i skelettmuskulaturen. Alla dessa effekter förstärker användbarheten av träning för att förebygga och bekämpa fetma och metabola syndrom.