Mitokondriaalse dünaamika definitsioon

Ingel Zamora Ramirez
Füüsika kraad

Mitokondriaalne dünaamika on protsesside kogum, mille kaudu mitokondrid kujundavad raku mitokondriaalse võrgustiku morfoloogiat.

Aastal kirjandust On tavaline, et mitokondrid paistavad ovaalse kujuga organellina, mille ülesanne on varustada energiat rakule ATP kujul. See mitokondrite lihtsustatud mudel on abiks selle asukoha määramisel raku osana, kuid see annab ka mõnevõrra eksitava pildi rakus olevatest mitokondritest.

Vastupidiselt sellele, mida üldiselt näidatakse, on mitokondrite arv kudedes erinev, suure energiatarbimisega kudedes. näiteks skeletilihastes ja südamelihastes on rohkem mitokondreid kui neil, mis ei vaja nii palju energiat. Lisaks on mitokondrid võimelised moodustama võrgustikke ja alampopulatsioone samas rakus. Mitokondriaalne võrk on võimeline kohanema raku metaboolsete vajadustega, see kohanemine on saavutatakse tänu "mitokondriaalsele dünaamikale", mis koosneb "fusiooni" ja "lõhustumise" protsessidest mitokondriaalne.

mitokondriaalne fusioon

Mitokondrite sulandumine toimub siis, kui kaks mitokondrit ühinevad, moodustades ühe suurema pikliku mitokondrite. Mitokondritel on kaks membraani, välimine membraan ja sisemine membraan. Fusiooniprotsessis peavad mõlemad membraanid kokku tulema, et tekitada suurem mitokondrid. Imetajatel toimub mitokondriaalne sulandumine tänu valgud Mfn1 ja Mfn2, mis vastutavad välismembraanide ja OPA 1 valgu sulandumise eest, mis ühendab sisemembraane.

Maatriks on ruum, mida piirab mitokondrite sisemine membraan, selles on DNA muu hulgas mitokondriaalsed, teatud valgud ja orgaanilised ioonid. Kui kaks mitokondrit ühinevad, jagatakse ka nende maatriksite sisu. Seega arvatakse, et mitokondrite sulandumise üks ülesandeid on hoida mitokondreid seisundis optimaalne ATP tootmiseks, lisaks võimaldab liitmine anda mitokondriaalsele võrgustikule ühtsema ja pikliku kuju. kamber.

mitokondriaalne lõhustumine

Mitokondriaalse fusiooni vastand on mitokondriaalne lõhustumine. See protsess toimub siis, kui mitokondrid fragmenteeruvad, moodustades kaks väiksemat mitokondrit. Mitokondriaalne lõhustumine imetajatel toimub tänu sekkumine Drp1 valgust koguneb see valk mitokondrite välismembraani teatud kindlatesse kohtadesse ja "pigistab" seda, kuni see lõigatakse ja saadakse kaks väiksemat mitokondrit.

Mitokondriaalse lõhustumise üheks funktsiooniks on mitokondrite transportimine ühest rakuosast teise, kuna väiksemaid mitokondreid on lihtsam transportida. Samuti võib lõhustumine välistada mitokondriaalsest võrgustikust need mitokondrid, mis enam korralikult ei toimi ja mis hiljem lagunevad.

Mitokondriaalne kvaliteedikontroll

Ta hooldus mitokondriaalne võrgustik on elulise tähtsusega, et tagada selle nõuetekohane toimimine ainevahetusmobiiltelefon. Mitokondriaalne DNA on eriti vastuvõtlik kahjustustele ja mutatsioonidele, kuna sellel puuduvad kaitsemehhanismid nagu tuuma DNA. Mitokondriaalse DNA kahjustused ja muud seisundid, nagu oksüdatiivne stress, võivad põhjustada mitokondrite häireid.

Sellega toimetulemiseks on olemas kontroll kvaliteet mis on suuresti kujundatud mitokondriaalse dünaamika poolt. Pidevad sulandumise ja lõhustumise tsüklid aitavad parandada mitokondriaalset võrgustikku ja sekreteerida düsfunktsionaalseid mitokondreid, mis mõjutavad rakku. Düsfunktsionaalsed mitokondrid lagunevad läbi teise protsessi, mida nimetatakse "mitofagiaks". Sel viisil tagatakse, et mitokondriaalne võrgustik koosneb peamiselt mitokondritest. funktsionaalne.

Mitokondriaalne dünaamika ja patoloogiad

Mitokondriaalse dünaamika talitlushäiretega on seostatud mitmesuguseid patoloogilisi seisundeid. Teatud tüüpi Charcot-Marie-Toothi ​​tõbe on seostatud mutatsioonidega geenis, mis kodeerib mitokondriaalset liitvalku Mfn2. OPA1 kodeeriva geeni erinevaid mutatsioone on seostatud optilise atroofiaga, mis on kõige levinum pärilik optiline neuropaatia. Samuti on sellega seotud ainevahetust mõjutavad seisundid, nagu rasvumine või metaboolne sündroom mitokondriaalne düsfunktsioon ja mitokondriaalse dünaamika tasakaalustamatus, mille tulemuseks on tugevam mitokondriaalne võrgustik. killustatud.

Mitokondriaalne dünaamika ja treening

Skeletilihas on üks kudesid, kus on kõige rohkem mitokondreid, kuna see vajab palju energiat. Treening stimuleerib eriti skeletilihaseid ja on näidanud, et see on võimeline muutma mitokondriaalset dünaamikat selles koes.

Erinevad uuringud näitavad, et treening suurendab mitokondriaalset sulandumist skeletilihastes. Lisaks on see võimeline stimuleerima düsfunktsionaalsete mitokondrite lagunemist mitofagia kaudu ja suurendama skeletilihastes esinevate mitokondrite arvu. Kõik need mõjud suurendavad treeningu kasulikkust rasvumise ja metaboolse sündroomi ennetamisel ja sellega võitlemisel.