Šta su to mitohondrije? Da li ste već čuli za ovaj pojam? Znate li na šta se odnosi?
Mitohondrije su organele u ćelijama, koje pomažu da se energija koju uzimamo iz hrane pretvori u energiju koju ćelija može da iskoristi. Premda se neretko nazivaju “elektranama ćelije”, mitohondrije imaju mnogo više funkcija od proizvodnje energije.
S obzirom na to da su prisutne u skoro svim tipovima ljudskih ćelija, ove organele su od vitalnog značaja za naš opstanak. Mitohondrije stvaraju većinu adenozin trifosfata (ATP), koji se smatra energetskom valutom ćelije.
Pored toga, zadužene su za “signalizaciju” između ćelija i ćelijske smrti, za čuvanje kalcijuma i proizvodnju toplote. Može se reći da su upravo mitohondrije odgovorne za naše zdravlje, mladost i dugovečnost.
U pojedinim slučajevima, neredovan san, neaktivan život i režimi ishrane poput medicinske dijete mogu da poremete rad mitohondrija i tako izazovu brojne zdravstvene probleme. Pored toga što je teško pridržavati se restriktivnog jelovnika kakav se preporučuje kod VMA dijete, rezultati su potencijalno nezdravi. Naime, kod ovakvih brzih dijeta dolazi do gubitka mišićne mase umesto topljenja masnih naslaga. Iskustva pokazuju da su uobičajene posledice pad energije i snage, slabljenje imuniteta, ubrzano starenje – a sve se odvija na ćelijskom nivou, upravo u mitohondrijama.
Kako mitohondrije funkcionišu, kako izgledaju i šta se dešava u organizmu kada prestanu da rade svoj posao kako treba? Pročitajte.
Struktura mitohondrija
Mitohondrije su male organele, često između 0,75 i 3 mikrometra i nisu vidljive pod mikroskopom (osim ako nisu obojene). Za razliku od drugih organela, one poseduju dve membrane, spoljašnju i unutrašnju, a svaka ima svoje funkcije.
Spoljna membrana mitohondrija je propustljiva, odnosno kroz nju mali molekuli mogu slobodno da prođu. Sadrži porine koji formiraju kanale koji omogućavaju proteinima da uđu. Pored toga sadrži i brojne enzime. Između spoljne i unutrašnje membrane nalazi se tzv. intermembranski prostor.
Unutrašnja membrana sadrži proteine koji imaju nekoliko uloga. Pošto u unutrašnjoj membrani nema porina, ona je nepropusna za većinu molekula. Molekuli mogu da pređu unutrašnju membranu samo u posebnim membranskim transporterima. Nabori unutrašnje membrane nazivaju se kriste, oni povećavaju površinu membrane, čime se prostor dostupan za hemijske reakcije povećava.
Unutar unutrašnje membrane nalazi se matrica koja sadrži na stotine enzima i veoma je važan element u proizvodnji ATP-a.
Da li sve vrste ćelija imaju isti broj mitohondrija?
Broj mitohondrija u ćelijama zavisi od tipa ćelija. Primera radi, ćelije jetre mogu imati više od 2.000 mitohondrija, dok eritrociti (crvena krvna zrnca) uopšte nemaju mitohondrije. U principu, kod ćelija koje imaju veliku potrebu za energijom postoji tendencija da imaju veći broj mitohondrija. Tako u ćelijama srčanog mišića oko 40% citoplazme čine upravo mitohondrije.
Funkcije mitohondrija
Najpoznatija uloga mitohondrija je proizvodnja energije. U njima se kroz niz reakcija (Krebsov ciklus) proizvodi adenozin trifosfat (ATP), složena organska hemikalija koja se nalazi u svim oblicima života i koja pokreće metaboličke procese.
Proizvodnja energije se uglavnom odvija na naborima ili kristama unutrašnje membrane. Mitohondrije pretvaraju hemijsku energiju iz hrane koju jedemo u energetski oblik koji ćelija može da koristi Ovaj proces stvaranja energije naziva se i ćelijsko disanje.
Krebsov ciklus proizvodi hemikaliju zvanu NADH. NADH koriste enzimi ugrađeni u kriste za proizvodnju ATP-a, delom putem oksidativne fosforilacije. U molekulima ATP-a energija se skladišti u obliku hemijskih veza. Kada se ove hemijske veze prekinu, energija se može iskoristiti.
Međutim, kao što je već pomenuto, pored proizvodnje energije potrebne za sve metaboličke procese ove organele obavljaju i druge važne zadatke u organizmu.
Ćelijska smrt
Ćelijska smrt ili apoptoza suštinski je deo života. Kako ćelije postanu stare, one se čiste i uništavaju. Mitohondrije pomažu u “odlučivanju” koje ćelije treba da budu uništene, tako što oslobađaju citohrom C, koji aktivira kaspazu. Kaspaza je jedan od glavnih enzima uključenih u uništavanje ćelija tokom apoptoze.
Čuvanje kalcijuma
Kalcijum je vitalan za brojne ćelijske procese. Primera radi, oslobađanje kalcijuma nazad u ćeliju može pokrenuti oslobađanje neurotransmitera iz nervnih ćelija ili hormona iz endokrinih ćelija. Kalcijum je između ostalog takođe neophodan za funkciju mišića, oplodnju i zgrušavanje krvi. S obzirom na njegovu važnu ulogu, regulacija kalcijuma se strogo sprovodi na tom ćelijskom nivou.
Mitohondrije igraju ulogu u tome tako što brzo apsorbuju jone kalcijuma i zadržavaju ih dok ne budu potrebni. Inače, kalcijum je bitan i za regulisanje ćelijskog metabolizma, hormonsku signalizaciju i sintezu steroida.
Proizvodnja toplote
Kad nam je hladno, drhtimo da bismo se ugrejali. Međutim, telo takođe može da generiše toplotu na druge načine, a jedan od njih je uz pomoć smeđeg masnog tkiva. Mitohondrije mogu generisati toplotu i ovaj proces je poznat kao termogeneza bez drhtanja. Zanimljivo je da novorođene bebe (otprilike do 6 meseci starosti) imaju visoki nivo smeđe masti, zbog čega ne drhte. Refleks drhtavice razvija se upravo u ovom uzrastu kada nivo smeđih masnih ćelija naglo opada.
Mitohondrije i bolesti
Kada mitohondrije ne funkcionišu ispravno, to može izazvati niz zdravstvenih problema. Naime, DNK unutar mitohondrija je podložnija oštećenjima od ostatka genoma, jer se slobodni radikali koji mogu da je oštete proizvode tokom sinteze ATP-a.
Većina mitohondrijalnih bolesti je posledica mutacija u nuklearnoj DNK, koje mogu biti nasleđene ili spontane. Kada mitohondrije prestanu da funkcionišu, ćelija u kojoj se nalaze gubi energiju. U zavisnosti od vrste ćelije, simptomi mogu veoma da variraju i da podrazumevaju sledeće:
- gubitak koordinacije mišića i slabost
- problemi sa vidom ili sluhom
- teškoćama u učenju
- bolesti srca, jetre ili bubrega
- gastrointestinalni problemi
- neurološki problemi, uključujući demenciju
Pored toga, smatra se da je određeni nivo mitohondrijalne disfunkcije prisutan i kod Parkinsonove i Alchajmerove bolesti, bipolarnog poremećaja i šizofrenije, ali i kod sindroma hroničnog umora, dijabetesa i autizma.
Da zaključimo, mitohondrije su ćelijska organela i “elektrana ćelije”. Pored proizvodnje energije, obavljaju širok spektar funkcija – od skladištenja kalcijuma do stvaranja toplote. Stoga se može reći da su od ključnog značaja za svakodnevan normalan rad naših ćelija, odnosno za naše zdravlje.
