Parti dei mitocondri, funzioni e malattie associate

il mitocondri Sono piccoli organelli cellulari (parti aventi una funzione specifica) che è responsabile per abbattere le sostanze nutritive e creare molecole energetiche come ATP (adenosina trifosfato, una molecola speciale), che viene poi utilizzato dalle cellule.

Per questo motivo, si dice che i mitocondri agiscono come il sistema digestivo cellulare e può essere confrontato con l'impianto elettrico che fornisce energia elettrica ad un centro commerciale o di una città, cioè, una fonte di potere.

Un sistema di generazione di energia elettrica utilizza un combustibile per "creare" elettricità. Più grande è la città, più energia avrà bisogno.

Allo stesso modo, se le cellule sono più attive, richiedono una maggiore quantità di mitocondri.

Per produrre ATP, i mitocondri svolgono il processo chiamato respirazione cellulare. I mitocondri prendono le molecole del cibo sotto forma di carboidrati e le combinano con l'ossigeno per dare il risultato finale dell'ATP. Usano proteine ​​chiamate enzimi per il verificarsi della reazione chimica corretta.

La respirazione cellulare decompone le sostanze ricevute in composti più semplici (anidride carbonica e acqua), ed è qui che avviene il rilascio di energia che fornisce l'organismo.

Questi organelli chiamati mitocondri galleggiano liberamente in tutte le cellule eucariotiche, sia animali che vegetali.

Alcune cellule, come gli eritrociti (globuli rossi) non contengono mitocondri. Il loro numero può variare da uno a 10.000, a seconda del tipo di cella.

Nel caso delle cellule muscolari, che richiedono molta energia, sono più abbondanti. D'altra parte, i neuroni non hanno bisogno di tanta energia, quindi hanno una minore quantità di mitocondri.

I mitocondri sono in grado di cambiare rapidamente forma (ellittica o ovale) e di muoversi all'interno della cellula se necessario.

Anche se la cellula non riceve abbastanza energia, possono riprodursi diventando più grandi e dividendo più tardi, in un processo chiamato fissione binaria.

Viceversa, se la cellula ha bisogno di una minore quantità di energia, alcuni mitocondri diventano inattivi o muoiono.

Parti. Struttura dei mitocondri

I mitocondri sono dinamici e si fondono costantemente per formare catene e quindi separarsi. Di solito hanno una forma simile a una capsula se osservati singolarmente.

Con l'aiuto del microscopio elettronico, è stato possibile definire le seguenti parti dei mitocondri:

Membrana esterna

È completamente permeabile a piccole molecole. Con una superficie liscia, contiene canali speciali che trasportano molecole più grandi. Serve anche come protezione e la sua forma varia da rotonda a allungata.

In esso ci sono i porini, proteine ​​speciali che svolgono la funzione di pori (da cui il suo nome) attraverso i quali altre molecole possono passare a turno.

Membrana interna

Chiamato anche "membrana intermitocondriale". È meno permeabile di quella esterna, cioè consente solo a molecole molto più piccole di passare nella matrice.

In esso ci sono pieghe che vengono chiamate "creste". Molte delle reazioni chimiche che avvengono nei mitocondri si svolgono specificamente nella membrana interna.

Questa membrana contiene il sistema di trasporto degli elettroni, con il quale vengono trasportati da un componente proteico all'altro, formando una catena.

Spazio intermembrano

Riguarda lo spazio che esiste tra la membrana esterna e quella interna. È anche chiamato "cavità".

È caratterizzato da un'alta concentrazione di protoni, dovuta alla presenza del sistema di trasporto degli elettroni nella membrana interna.

Questo spazio è di circa 70 ångström, ovvero 7 x 10-9 metri (0,000000007 m).

creste

Sono pieghe della membrana interna e aiutano ad aumentare la superficie, in modo che possano verificarsi più reazioni chimiche come il trasporto degli elettroni e la respirazione cellulare.

In assenza di queste pieghe, la membrana interna sarebbe semplicemente una superficie sferica in cui si verificherebbero meno reazioni chimiche e quindi, sarebbe una struttura molto meno efficiente.

matrice

È il fluido, simile a un gel, che è contenuto nei mitocondri. Esso contiene una miscela ad alta concentrazione di enzimi e chiamato così il ciclo di Krebs in cui sono metabolizzati nutrienti, rendendo sottoprodotti che i mitocondri possono essere utilizzati per produrre energia avviene.

Nella matrice dei mitocondri si osservano i propri ribosomi, che funzionano per sintetizzare le proteine.

Un'altra caratteristica della matrice è la presenza del DNA mitocondriale, cioè il suo stesso materiale genetico. Inoltre, può produrre i propri acidi ribonucleici (RNA) e proteine. Il DNA mitocondriale è necessario per la sintesi di molte proteine.

Anche nella matrice ci sono strutture chiamate granuli, che sono ancora oggetto di studio da parte dei biologi cellulari.Si ritiene che possano controllare le concentrazioni di ioni.

funzioni

I mitocondri soddisfano più di una funzione. Alcuni sono considerati importanti e altri sono secondari.

Produzione di energia

È la funzione più importante dei mitocondri. Sebbene si parli di "produzione" o "creazione" di energia, molti autori preferiscono usare il termine "liberare", perché ciò che effettivamente accade è un rilascio di energia immagazzinata grazie alle reazioni chimiche che avvengono nei mitocondri.

Come accennato in precedenza, l'energia rilasciata è rappresentata dalle molecole di ATP.

Ciò avviene attraverso un processo di respirazione cellulare, chiamato anche respirazione aerobica, poiché dipende dalla presenza di ossigeno. Questo processo ha 3 fasi che sono:

1. Glicolisi o separazione delle molecole di zucchero
2. Ciclo di Krebs, un processo in cui proteine ​​e grassi sono assimilati in base alla selezione tra ciò che è produttivo o no per il corpo.
3. Trasporto di elettroni

Produzione di calore

Il processo di termogenesi o produzione di calore è presente negli organismi viventi, specialmente nei mammiferi. Secondo il modo in cui inizia la produzione di calore, è classificato in:

• Termogenesi associata all'esercizio, cioè a causa del movimento (ad esempio: brividi).
• Termogenesi non associata all'esercizio (movimento) entro cui è inclusa la termogenesi non assetata.
• Termogenesi indotta dalla dieta.

In questo senso, la termogenesi senza brividi si verifica nella matrice dei mitocondri. È dovuto al "leakage" del protone che a volte si verifica in determinate condizioni e quando si verifica, il risultato è il rilascio dell'energia del protone sotto forma di calore.

La termogenesi non assetata si verifica più frequentemente in quegli organismi con tessuto adiposo bruno, come gli orsi che vivono in climi freddi, che vanno in letargo durante i periodi più freddi.

Contributo al processo di apoptosi

L'apoptosi non è più del processo di morte cellulare programmata, che è benefica per gli organismi poiché consente il controllo della crescita delle cellule, distruggendo quelli che non sono necessari.

Ad esempio, durante la formazione dell'embrione umano, la differenziazione delle dita avviene per apoptosi, eliminando le cellule che si trovano tra le dita e che risultano nella loro separazione.

Allo stesso modo, questo processo è di grande aiuto nella normale formazione degli organi, nella distruzione delle cellule infettate da virus o cellule cancerose.

I mitocondri aiutano a garantire che le cellule giuste sopravvivano ed eliminano quelle che non sono necessarie facilitando l'apoptosi.

Deposito di calcio

I mitocondri sono importanti "vasi" in cui sono immagazzinati ioni di calcio e la concentrazione di questo minerale svolge un ruolo essenziale nel funzionamento cellulare.

Queste quantità devono essere controllate con precisione per evitare sovraccarichi che possono influire sulla funzione delle celle.

I mitocondri agiscono anche come regolatori della quantità di calcio ed evitano questi sovraccarichi.

Contributo alla sintesi di alcuni ormoni

I mitocondri sono coinvolti nella produzione di ormoni come estrogeni e testosterone.

Malattie associate

Come accennato in precedenza, la funzione principale dei mitocondri è di rilasciare l'energia necessaria affinché il corpo si mantenga e i processi di crescita si verifichino.

Può accadere che i mitocondri non rilasciano abbastanza energia, causando così lesioni o persino la morte cellulare.

Quando questo accade in tutto l'organismo, ognuno dei sistemi del corpo inizia a fallire, motivo per cui la vita della persona è messa a rischio.

Tra gli organi e sistemi che possono essere colpiti da una malattia mitocondriale sono:

• Pancreas (Diabete)
• Fegato (malattia del fegato)
• reni
• Muscoli (debolezza, dolore)
• cuore
• Occhi (Cecità, cataratta)
• Cervello (tremori, problemi motori,
• Orecchie (sordità)
• Sistema endocrino
• Sistema respiratorio

Questo perché richiedono una quantità maggiore di energia per funzionare correttamente.

Questo tipo di affezioni sono dovute alla produzione scarsa o nulla delle proteine ​​che sono generate nei mitocondri e che sono anche correlate al metabolismo.

L'origine di queste alterazioni è un tipo di mutazione nel DNA presente nei mitocondri. Nonostante il suo basso contributo al genoma umano, hanno effetti piuttosto ampi in ciascuno dei sistemi sopra menzionati.

Altri studi hanno collegato diverse malattie neurologiche come il morbo di Parkinson, con alterazioni dei geni correlati alla funzione mitocondriale, poiché i tessuti colpiti dalla malattia richiedono l'apporto energetico fornito dai mitocondri.

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