Mitokondri zarının yapısı. Kas hücrelerinde mitokondri

İnsan dayanıklılığının kalp kası eğitimiyle ilişkili olduğuna ve bunun için uzun süre düşük yoğunluklu çalışmalar yapmanız gerektiğine dair kesin bir görüş var.
Aslında durum böyle değil: Dayanıklılık, kas liflerinin içindeki mitokondri ile ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır. Bu nedenle dayanıklılık antrenmanı, her kas lifinde maksimum sayıda mitokondrinin geliştirilmesinden başka bir şey değildir.
Ve çünkü Maksimum mitokondri sayısı kas lifi içindeki alanla sınırlı olduğundan, dayanıklılığın gelişimi belirli bir kişide bulunan kas sayısıyla sınırlıdır.
Kısaca konuşursak: Bir kişinin belirli kas gruplarında ne kadar çok mitokondri varsa, o belirli kas gruplarının dayanıklılığı da o kadar fazla olur.
Ve en önemlisi: genel bir dayanıklılık yoktur. Sadece belirli kas gruplarının lokal dayanıklılığı vardır.

Mitokondri. Ne olduğunu

Mitokondri, insan vücudundaki hücrelerin içinde bulunan ve kas kasılmaları için enerji üretmekten sorumlu olan özel organellerdir (yapılar). Bazen hücrenin enerji istasyonları olarak da adlandırılırlar.
Bu durumda mitokondri içindeki enerji üretim süreci oksijen varlığında gerçekleşir. Oksijen, mitokondri içinde enerji elde etme sürecini, oksijen olmadan enerji elde etme sürecine kıyasla mümkün olduğunca verimli hale getirir.
Enerji üretimi için yakıt tamamen farklı maddeler olabilir: yağ, glikojen, glikoz, laktat, hidrojen iyonları.

Mitokondri ve dayanıklılık. Bu nasıl oluyor?

Kas kasılması sırasında her zaman bir artık ürün ortaya çıkar. Bu genellikle laktat ve hidrojen iyonlarından oluşan kimyasal bir bileşik olan laktik asittir.
Hidrojen iyonları kas lifi (kas hücresi) içinde biriktikçe, kas lifinin kasılması için enerji üretme sürecine müdahale etmeye başlarlar. Hidrojen iyonlarının konsantrasyonu kritik bir seviyeye ulaştığında kas kasılması durur. Ve bu an, belirli bir kas grubunun maksimum dayanıklılık seviyesini gösterebilir.
Mitokondri, hidrojen iyonlarını absorbe etme ve bunları dahili olarak işleme yeteneğine sahiptir.
Bunun sonucunda aşağıdaki durum ortaya çıkar. Kas liflerinin içinde çok sayıda mitokondri varsa, daha fazla sayıda hidrojen iyonunu kullanabilirler. Bu, çabayı durdurmaya gerek kalmadan belirli bir kası daha uzun süre çalıştırmak anlamına gelir.
İdeal olarak, çalışan kas liflerinin içinde üretilen hidrojen iyonlarının tamamını kullanmaya yetecek kadar mitokondri varsa, o zaman böyle bir kas lifi neredeyse yorulmaz hale gelir ve kas kasılması için yeterli miktarda besin olduğu sürece çalışmaya devam edebilir.
Örnek.
Hemen hemen her birimiz uzun bir süre hızlı tempoda yürüme yeteneğine sahibiz, ancak çok geçmeden hızlı tempoda koşmayı bırakmak zorunda kalırız. Bu neden oluyor?
Hızlı yürürken sözde Oksidatif ve ara kas lifleri. Oksidatif kas lifleri, mümkün olan maksimum mitokondri sayısı ile karakterize edilir, kabaca konuşursak, burada% 100 mitokondri vardır.
Ara kas liflerinde gözle görülür derecede daha az mitokondri vardır, maksimum sayının% 50'si olsun. Sonuç olarak, ara kas liflerinin içinde yavaş yavaş hidrojen iyonları birikmeye başlar ve bu da kas lifi kasılmasının durmasına yol açmalıdır.
Ancak bu, hidrojen iyonlarının mitokondrinin kullanımlarıyla kolayca baş edebildiği oksidatif kas liflerine nüfuz etmesi nedeniyle gerçekleşmez.
Sonuç olarak, vücutta yeterli miktarda glikojen olduğu kadar çalışan oksidatif kas liflerindeki yağ rezervleri olduğu sürece hareket etmeye devam edebiliriz. Daha sonra enerji rezervlerimizi yenilemek için dinlenmeye zorlanacağız.
Hızlı koşma durumunda, bahsedilen oksidatif ve ara kas liflerine ek olarak sözde. Neredeyse hiç mitokondri bulunmayan glikolitik kas lifleri. Bu nedenle glikolitik kas lifleri yalnızca kısa bir süre ancak son derece yoğun bir şekilde çalışabilir. Koşma hızınız bu şekilde artar.
Daha sonra toplam hidrojen iyonu sayısı, orada bulunan mitokondri sayısının tamamının artık bunları kullanamayacağı hale gelir. Önerilen yoğunluğun çalışmasını gerçekleştirmenin reddedilmesi var.
Peki tüm kas gruplarının içinde yalnızca oksidatif kas lifleri olsaydı ne olurdu?
Bu durumda oksidatif liflere sahip kas grubu yorulmaz hale gelir. Dayanıklılığı sonsuza eşit olur (yeterli miktarda besin - yağ ve glikojen olması şartıyla).
Şu sonucu çıkarıyoruz: Dayanıklılık antrenmanı için çalışan kas liflerindeki mitokondrinin gelişimi birincil öneme sahiptir. Mitokondri sayesinde kas gruplarının dayanıklılığı sağlanır.
Genel bir vücut dayanıklılığı yoktur, çünkü dayanıklılık (önerilen yoğunluktaki işi gerçekleştirme yeteneği), çalışan kaslarda mitokondri varlığıyla ilişkilidir. Ne kadar çok mitokondri varsa kaslar o kadar fazla dayanıklılık gösterebilir.

• Mitokondri, başlangıçta bakterilerden miras alındığı düşünülen hücrelerdeki küçük kalıntılardır. Çoğu hücrede bunlardan birkaç bine kadar bulunur; bu da hücre hacminin yüzde 15 ila 50'si kadardır. Vücudunuzun enerjisinin yüzde 90'ından fazlasının kaynağıdırlar.
• Mitokondrinizin sağlık üzerinde, özellikle de kanser üzerinde büyük bir etkisi vardır; bu nedenle mitokondriyal metabolizmayı optimize etmek, etkili kanser tedavisinin merkezinde yer alabilir.

Yazı Boyutu:

Dr. Mercola'dan

Mitokondri: Ne Olduklarını Bilmiyor Olabilirsiniz Ama Öyleler hayati sağlığın için. Rhonda Patrick, PhD, mitokondriyal metabolizma, anormal metabolizma ve kanser arasındaki etkileşimleri inceleyen bir biyomedikal bilim insanıdır.

Çalışmalarının bir kısmı hastalığın erken biyobelirteçlerini tanımlamayı içeriyor. Örneğin DNA hasarı kanserin erken biyolojik belirteçlerinden biridir. Daha sonra hangi mikro besinlerin bu DNA hasarını onarmaya yardımcı olduğunu belirlemeye çalışıyor.

Ayrıca son zamanlarda ilgimi çeken mitokondriyal fonksiyon ve metabolizmayı da araştırdı. Bu röportajı dinledikten sonra bu konuda daha fazla bilgi edinmek isterseniz, Dr. Lee Know'un Life - The Epic Story of Our Mitokondria adlı kitabıyla başlamanızı öneririm.

Mitokondrinin sağlık üzerinde, özellikle de kanser üzerinde derin bir etkisi vardır ve mitokondriyal metabolizmayı optimize etmenin, etkili kanser tedavisinin kalbinde yer alabileceğine inanmaya başlıyorum.

Mitokondriyal metabolizmayı optimize etmenin önemi

Mitokondri, başlangıçta bakterilerden miras aldığımızı düşündüğümüz küçük organellerdir. Kırmızı kan hücrelerinde ve cilt hücrelerinde neredeyse hiç yoktur, ancak germ hücrelerinde 100.000 adet vardır, ancak çoğu hücrede birden 2.000'e kadar vardır.Vücudunuzun ana enerji kaynağıdırlar.

Organların düzgün çalışabilmesi için enerjiye ihtiyaçları vardır ve bu enerji mitokondri tarafından üretilir.

Mitokondriyal fonksiyon vücutta olup biten her şeyin temelini oluşturduğundan, mitokondri fonksiyonunu optimize etmek ve mitokondrinin ihtiyaç duyduğu tüm temel besinleri ve öncüleri alarak mitokondriyal fonksiyon bozukluğunu önlemek, sağlık ve hastalıkların önlenmesi için son derece önemlidir.

Bu nedenle, kanser hücrelerinin evrensel özelliklerinden biri, mitokondriyal fonksiyonun ciddi bir şekilde bozulmasıdır; burada fonksiyonel mitokondri sayısı radikal bir şekilde azalır.

Dr. Otto Warburg kimya diplomasına sahip bir doktordu ve Albert Einstein'ın yakın arkadaşıydı. Uzmanların çoğu Warburg'u 20. yüzyılın en büyük biyokimyacısı olarak kabul ediyor.

1931'de kanser hücrelerinin glikozu enerji üretimi kaynağı olarak kullandığını keşfetmesi nedeniyle Nobel Ödülü'nü aldı. Buna “Warburg etkisi” deniyordu ama ne yazık ki bu olgu hâlâ neredeyse herkes tarafından göz ardı ediliyor.

Mitokondri sağlığını kökten iyileştiren ketojenik bir diyetin, özellikle 3-bromopiruvat gibi bir glikoz temizleyiciyle birleştirildiğinde çoğu kansere yardımcı olabileceğine inanıyorum.

Mitokondri nasıl enerji üretir?

Enerji üretmek için mitokondrinin soluduğunuz havadaki oksijene, yediğiniz yiyeceklerdeki yağ ve glikoza ihtiyacı vardır.

Bu iki süreç (nefes alma ve yemek yeme) oksidatif fosforilasyon adı verilen bir süreçte birbirine bağlanır. Mitokondri tarafından ATP formunda enerji üretmek için kullanılır.

Mitokondri, yediğiniz yiyeceğin indirgenmiş formundaki elektronları, soluduğunuz havadaki oksijenle birleşerek sonuçta su oluşturacak şekilde aktaran bir dizi elektron taşıma zincirine sahiptir.

Bu işlem, protonları mitokondri zarı boyunca hareket ettirerek ADP'den (adenozin difosfat) ATP'yi (adenozin trifosfat) yeniden şarj eder. ATP vücutta enerjinin taşınmasını sağlar

Ancak bu süreç, reaktif oksijen türleri (ROS) gibi yan ürünler üretir. zarar hücreler ve mitokondriyal DNA, daha sonra bunları çekirdeğin DNA'sına aktarır.

Böylece bir uzlaşma ortaya çıkar. Vücut enerji üreterek yaşlanmak ROS'un süreçte ortaya çıkan yıkıcı yönleri nedeniyle. Vücudun yaşlanma hızı büyük ölçüde mitokondrinin ne kadar iyi çalıştığına ve beslenmeyi optimize ederek telafi edilebilecek hasar miktarına bağlıdır.

Mitokondrinin kanserdeki rolü

Kanser hücreleri ortaya çıktığında, ATP üretiminin bir yan ürünü olarak üretilen reaktif oksijen türleri, apoptoz olarak da bilinen hücre intiharı sürecini tetikleyen bir sinyal gönderir.

Kanser hücreleri her gün oluştuğu için bu iyi bir şeydir. Hasarlı hücreleri öldürerek vücut onlardan kurtulur ve yerine sağlıklı olanları koyar.

Ancak kanser hücreleri bu intihar protokolüne dirençlidir; kanseri bir metabolik hastalık olarak derinlemesine araştıran Dr. Warburg ve daha sonra Thomas Seyfried tarafından açıklandığı gibi, buna karşı yerleşik savunmaları vardır.

Patrick'in açıkladığı gibi:

“Kemoterapi ilaçlarının etki mekanizmalarından biri de reaktif oksijen türlerinin oluşmasıdır. Hasar yaratırlar ve bu da kanser hücresini ölüme doğru itmeye yeterlidir.

Bence bunun nedeni, mitokondrisini kullanmayan, yani artık reaktif oksijen türleri üretmeyen bir kanser hücresinin, aniden onu mitokondriyi kullanmaya zorlamanız ve reaktif oksijen türlerinde bir artış yaşamanızdır (sonuçta, mitokondrinin yaptığı budur) ve - bum, ölüm, çünkü kanser hücresi zaten bu ölüme hazır. Ölmeye hazır."

Akşam yemek yememek neden iyidir?

Uzun ömürlülük ve sağlık kaygıları gibi çeşitli nedenlerden dolayı uzun bir süredir aralıklı orucun hayranıyım, ama aynı zamanda güçlü kanser önleme ve tedavi yararları sağlıyor gibi göründüğü için. Bunun mekanizması da orucun mitokondri üzerindeki etkisiyle ilgilidir.

Belirtildiği gibi, mitokondrinin gerçekleştirdiği elektron transferinin önemli bir yan etkisi, bazılarının elektron taşıma zincirinden dışarı sızması ve oksijenle reaksiyona girerek süperoksit serbest radikalleri oluşturmasıdır.

Süperoksit anyonu (oksijeni bir elektron kadar azaltmanın sonucu), çoğu reaktif oksijen türünün öncüsü ve oksidatif zincir reaksiyonlarının bir aracısıdır. Serbest oksijen radikalleri hücre zarlarındaki, protein reseptörlerindeki, enzimlerdeki ve DNA'daki lipitlere saldırarak mitokondriyi zamanından önce öldürebilir.

Bazı Serbest radikaller aslında faydalıdır, vücudun hücresel fonksiyonları düzenlemesi için gereklidir, ancak serbest radikallerin aşırı oluşumuyla sorunlar ortaya çıkar. Ne yazık ki, nüfusun çoğunluğunun çoğu hastalığa, özellikle de kansere yakalanmasının nedeni budur. Bu sorunu çözmenin iki yolu vardır:

• Antioksidanları artırın
• Mitokondriyal serbest radikallerin üretimini azaltın

Bana göre mitokondriyal serbest radikalleri azaltmanın en etkili stratejilerinden biri vücudunuza verdiğiniz yakıt miktarını sınırlamaktır. Kalori kısıtlamasının sürekli olarak birçok terapötik fayda sağladığı göz önüne alındığında, bu hiç de tartışmalı değildir. Aralıklı orucun etkili olmasının nedenlerinden biri de budur, çünkü yiyeceklerin tüketildiği süreyi sınırlandırır, bu da tüketilen kalori miktarını otomatik olarak azaltır.

Bu, özellikle yatmadan birkaç saat önce yemek yemezseniz etkilidir çünkü bu, metabolik olarak en düşük durumunuzdur.

Uzman olmayanlar için bunların hepsi aşırı karmaşık görünebilir, ancak anlaşılması gereken bir şey, vücut en az kaloriyi uyku sırasında kullandığından, yatmadan önce yemek yemekten kaçınmanız gerektiğidir, çünkü bu zamanda aşırı yakıt, aşırı miktarda enerji oluşumuna yol açacaktır. Dokuyu tahrip eden serbest radikaller yaşlanmayı hızlandırır ve kronik hastalıkların oluşmasına katkıda bulunur.

Oruç tutmak sağlıklı mitokondriyal fonksiyona başka nasıl yardımcı olur?

Patrick ayrıca orucun etkili olmasının ardındaki mekanizmanın bir kısmının vücudun lipitlerden ve yağ depolarından enerji elde etmeye zorlanması olduğunu, bunun da hücrelerin mitokondrilerini kullanmaya zorlanması anlamına geldiğini belirtiyor.

Mitokondri, vücudun yağdan enerji üretebildiği tek mekanizmadır. Böylece oruç tutmak mitokondriyi aktive etmeye yardımcı olur.

Ayrıca aralıklı oruç ve ketojenik diyetin kanser hücrelerini öldürme mekanizmasında da büyük bir rol oynadığına inanıyor ve bazı mitokondri aktive edici ilaçların neden kanser hücrelerini öldürebildiğini açıklıyor. Bunun nedeni yine reaktif oksijen türlerinde bir artış meydana gelmesidir; bu hasar, konunun sonucunu belirleyecek ve kanser hücrelerinin ölümüne yol açacaktır.

Mitokondrinin beslenmesi

Beslenme açısından bakıldığında Patrick, mitokondriyal enzimlerin düzgün çalışması için gerekli olan aşağıdaki besin maddelerini ve önemli yardımcı faktörleri vurguluyor:

1. Koenzim Q10 veya ubikinol (indirgenmiş form)
2. Yağ asitlerini mitokondriye taşıyan L-karnitin
3. ATP moleküllerinin hammaddesi olan D-riboz
4. Magnezyum
5. Riboflavin, tiamin ve B6 dahil tüm B vitaminleri
6. Alfa Lipoik Asit (ALA)

Patrick'in belirttiği gibi:

“Çeşitli nedenlerden dolayı mümkün olduğu kadar çok mikro besin maddesini tam gıdalardan almayı tercih ediyorum. Öncelikle liflerle kompleks oluşturarak emilimini kolaylaştırırlar.

Ayrıca bu durumda doğru orantı da sağlanır. Bunları bol miktarda elde edemezsiniz. Oran tam olarak ihtiyacınız olan şeydir. Henüz belirlenmemiş olması muhtemel başka bileşenler de var.

Çok çeşitli yiyecekleri yediğinizden ve doğru mikro besinleri aldığınızdan emin olmak için çok dikkatli olmalısınız. Bu nedenle B kompleksi takviyesi almanın faydalı olduğunu düşünüyorum.

Bu nedenle bunları kabul ediyorum. Diğer bir neden ise yaşlandıkça, esas olarak hücre zarlarının artan sertliği nedeniyle B vitaminlerini artık o kadar kolay ememiyor olmamızdır. Bu, B vitaminlerinin hücreye taşınma şeklini değiştirir. Suda çözünürler, dolayısıyla yağda depolanmazlar. Onlardan zehirlenmek imkansızdır. Aşırı durumlarda, biraz daha fazla idrara çıkacaksınız. Ancak bunların çok faydalı olduğuna eminim."

Egzersiz mitokondriyi genç tutmaya yardımcı olabilir

Egzersiz aynı zamanda mitokondri sağlığını da destekler çünkü mitokondrinizin çalışmasını sağlar. Daha önce de belirtildiği gibi, artan mitokondriyal aktivitenin yan etkilerinden biri, sinyal molekülleri olarak görev yapan reaktif oksijen türlerinin oluşmasıdır.

Sinyal verdikleri işlevlerden biri daha fazla mitokondri oluşumudur. Yani egzersiz yaptığınızda vücut, artan enerji taleplerini karşılamak için daha fazla mitokondri oluşturarak tepki verir.

Yaşlanma kaçınılmazdır. Ancak biyolojik yaşınız kronolojik yaşınızdan çok farklı olabilir ve mitokondrinin biyolojik yaşlanmayla pek çok ortak noktası vardır. Patrick, insanların biyolojik olarak nasıl yaşlanabileceğini gösteren son araştırmalardan bahsediyor Çok farklı hızlarda.

Araştırmacılar telomer uzunluğu, DNA hasarı, LDL kolesterol, glukoz metabolizması ve insülin duyarlılığı gibi bir düzineden fazla farklı biyobelirteci insanların yaşamlarının üç noktasında (22, 32 ve 38 yaşları) ölçtüler.

"Biyolojik belirteçlere göre 38 yaşındaki birinin biyolojik olarak 10 yaş daha genç veya daha yaşlı görünebileceğini bulduk. Aynı yaşa rağmen biyolojik yaşlanma tamamen farklı oranlarda gerçekleşir.

İlginç bir şekilde, bu kişilerin fotoğrafları çekildiğinde ve fotoğrafları yoldan geçenlere gösterilip, tasvir edilen kişilerin kronolojik yaşını tahmin etmeleri istendiğinde, insanlar kronolojik yaşı değil biyolojik yaşı tahmin ettiler.”

Yani, gerçek yaşınıza bakılmaksızın, kaç yaşında göründüğünüz, büyük ölçüde mitokondri sağlığınız tarafından belirlenen biyolojik biyobelirteçlerinize karşılık gelir. Yani yaşlanmayı önleyemesek de, nasıl yaşlanacağınız üzerinde çok fazla kontrole sahipsiniz ve bu da çok fazla güç demektir. Ve en önemli faktörlerden biri mitokondriyi iyi çalışır durumda tutmaktır.

Patrick'e göre "gençlik" kronolojik yaş değil, kendinizi kaç yaşında hissettiğiniz ve vücudunuzun ne kadar iyi çalıştığıdır:

“Zihinsel performansımı ve atletik performansımı nasıl optimize edeceğimi bilmek istiyorum. Gençliğimi uzatmak istiyorum. 90 yaşına kadar yaşamak istiyorum. Bunu yaptığımda da 20'li yaşlarımda yaptığım gibi San Diego'da sörf yapmak istiyorum. Keşke bazı insanlar gibi hızla yok olup gitmeseydim. Bu düşüşü geciktirmeyi ve gençliğimi mümkün olduğu kadar uzatmayı seviyorum, böylece hayattan mümkün olduğu kadar keyif alabilirim.

Mitokondrinin yapısı ve işlevi oldukça karmaşık bir konudur. Bir organelin varlığı, hemen hemen tüm nükleer organizmaların karakteristiğidir - hem ototroflar (fotosentez yapabilen bitkiler) hem de neredeyse tamamı hayvanlar, bazı bitkiler ve mantarlar olan heterotroflar.

Mitokondrinin temel amacı organik maddelerin oksidasyonu ve bu işlem sonucunda ortaya çıkan enerjinin daha sonra kullanılmasıdır. Bu nedenle organellerin ikinci (resmi olmayan) bir adı da vardır: hücrenin enerji istasyonları. Bazen "katabolizma plastidleri" olarak adlandırılırlar.

Mitokondri nedir

Terim Yunan kökenlidir. Çeviride bu kelime “iplik” (mitos), “tahıl” (kondrion) anlamına gelir. Mitokondri, hücrelerin normal işleyişi için büyük önem taşıyan ve tüm organizmanın varlığını mümkün kılan kalıcı organellerdir.

“İstasyonlar”, mitokondrinin işlevsel durumuna bağlı olarak değişen belirli bir iç yapıya sahiptir. Şekilleri iki tipte olabilir - oval veya dikdörtgen. İkincisi genellikle dallanma görünümüne sahiptir. Bir hücredeki organel sayısı 150 ile 1500 arasında değişmektedir.

Özel bir durum germ hücreleridir. Sperm yalnızca bir sarmal organel içerirken dişi gametler yüzbinlerce mitokondri daha içerir. Hücrede organeller tek bir yerde sabitlenmezler, sitoplazma boyunca hareket edebilir ve birbirleriyle birleşebilirler. Boyutları 0,5 mikron, uzunlukları 60 mikrona ulaşabiliyor, minimum ise 7 mikron.

Bir “enerji istasyonunun” boyutunu belirlemek kolay bir iş değildir. Gerçek şu ki, elektron mikroskobu altında incelendiğinde organelin sadece bir kısmı bölüme giriyor. Spiral bir mitokondrinin ayrı, bağımsız yapılarla karıştırılabilecek birkaç bölümü vardır.

Yalnızca üç boyutlu bir görüntü, hücresel yapıyı tam olarak bulmamızı ve 2-5 ayrı organelden mi yoksa karmaşık şekle sahip bir mitokondriden mi bahsettiğimizi anlamamızı mümkün kılacaktır.

Yapısal özellikler

Mitokondriyal kabuk iki katmandan oluşur: dış ve iç. İkincisi, yaprak benzeri ve boru şeklinde bir şekle sahip olan çeşitli büyümeleri ve kıvrımları içerir.

Her zarın özel bir kimyasal bileşimi, belirli miktarda belirli enzimleri ve belirli bir amacı vardır. Dış kabuk, iç kabuktan 10-20 nm kalınlığında bir zarlar arası boşlukla ayrılır.

Altyazılı şekilde organelin yapısı çok net görünüyor.

Mitokondri yapı diyagramı

Yapı şemasına bakarak aşağıdaki açıklamayı yapabiliriz. Mitokondrinin içindeki viskoz boşluğa matris denir. Bileşimi, içinde gerekli kimyasal işlemlerin gerçekleşmesi için uygun bir ortam yaratır. Reaksiyonları ve biyokimyasal süreçleri destekleyen mikroskobik granüller içerir (örneğin glikojen iyonlarını ve diğer maddeleri biriktirirler).

Matris DNA, koenzimler, ribozomlar, t-RNA ve inorganik iyonları içerir. ATP sentaz ve sitokromlar, kabuğun iç katmanının yüzeyinde bulunur. Enzimler Krebs döngüsü (TCA döngüsü), oksidatif fosforilasyon vb. işlemlere katkıda bulunur.

Böylece organelin asıl görevi hem matris hem de kabuğun iç tarafı tarafından yerine getirilir.

Mitokondrinin işlevleri

“Enerji istasyonlarının” amacı iki ana görevle karakterize edilebilir:

• enerji üretimi: ATP moleküllerinin daha sonra salınmasıyla içlerinde oksidatif süreçler gerçekleştirilir;
• genetik bilginin depolanması;
• hormonların, amino asitlerin ve diğer yapıların sentezine katılım.

Oksidasyon ve enerji üretimi süreci birkaç aşamada gerçekleşir:

ATP sentezinin şematik çizimi

Şunu belirtmekte fayda var: Krebs döngüsü (sitrik asit döngüsü) sonucunda ATP molekülleri oluşmaz, moleküller oksitlenir ve karbondioksit açığa çıkar. Bu, glikoliz ve elektron taşıma zinciri arasındaki bir ara adımdır.

Tablo “Mitokondrinin işlevleri ve yapısı”

Bir hücredeki mitokondri sayısını ne belirler?

Hakim sayıda organel, hücrenin enerji kaynaklarına ihtiyaç duyulan bölgelerinin yakınında birikir. Özellikle kas hücrelerinin kasılmasını sağlayan parçası olan miyofibrillerin bulunduğu bölgede çok sayıda organel toplanır.

Erkek germ hücrelerinde yapılar flagellum ekseni etrafında lokalizedir - ATP ihtiyacının gamet kuyruğunun sürekli hareketinden kaynaklandığı varsayılmaktadır. Hareket için özel kirpikler kullanan protozoadaki mitokondrinin düzeni tamamen aynı görünüyor - organeller tabanlarında zarın altında birikir.

Sinir hücrelerine gelince, mitokondrinin lokalizasyonu, sinir sisteminden gelen sinyallerin iletildiği sinapsların yakınında gözlenir. Protein sentezleyen hücrelerde organeller ergastoplazma bölgelerinde birikir ve bu sürece güç sağlayan enerjiyi sağlarlar.

Mitokondriyi kim keşfetti

Hücresel yapı 1897-1898 yıllarında K. Brand sayesinde adını almıştır. Otto Wagburg, 1920'de hücresel solunum süreçleri ile mitokondri arasındaki bağlantıyı kanıtlamayı başardı.

Çözüm

Mitokondri, canlı bir hücrenin en önemli bileşenidir; ATP molekülleri üreten bir enerji istasyonu görevi görür ve böylece hücresel yaşam süreçlerini sağlar.

Mitokondrinin çalışması, enerji potansiyelinin üretilmesiyle sonuçlanan organik bileşiklerin oksidasyonuna dayanır.

Mitokondri, ökaryotların hücresel aktivite için enerji üreten “güç santralleridir”. Bunlar enerjiyi hücrenin kullanabileceği formlara dönüştürerek enerji üretirler. İçinde bulunan mitokondri, hücresel solunum için "taban" görevi görür. - hücre aktivitesi için enerji üreten bir süreç. Mitokondri ayrıca büyüme ve diğer hücresel süreçlerde de rol oynar.

Ayırt edici özellikler

Mitokondri karakteristik dikdörtgen veya oval bir şekle sahiptir ve çift zarla kaplıdır. Hem içinde hem de içinde bulunurlar. Bir hücredeki mitokondri sayısı, hücrenin tipine ve işlevine bağlı olarak değişir. Olgun kırmızı kan hücreleri gibi bazı hücreler hiç mitokondri içermez. Mitokondri ve diğer organellerin yokluğu, vücutta oksijeni taşımak için gereken milyonlarca hemoglobin molekülüne yer bırakır. Öte yandan kas hücreleri, kas aktivitesi için gerekli enerjiyi üreten binlerce mitokondri içerebilir. Mitokondri ayrıca yağ hücrelerinde ve karaciğer hücrelerinde de bol miktarda bulunur.

Mitokondriyal DNA

Mitokondrinin kendi DNA'sı (mtDNA) vardır ve kendi proteinlerini sentezleyebilir. mtDNA, hücresel solunum sırasında meydana gelen elektron transferinde ve oksidatif fosforilasyonda rol oynayan proteinleri kodlar. Mitokondriyal matristeki oksidatif fosforilasyon, ATP formunda enerji üretir. MtDNA'dan sentezlenen proteinler aynı zamanda RNA ve ribozomal RNA'yı ileten RNA moleküllerini üretmek üzere kodlanır.

Mitokondriyal DNA, nükleer DNA'daki mutasyonları önlemeye yardımcı olan DNA onarım mekanizmalarına sahip olmaması nedeniyle, içinde bulunan DNA'dan farklıdır. Sonuç olarak mtDNA, nükleer DNA'ya göre çok daha yüksek bir mutasyon oranına sahiptir. Oksidatif fosforilasyon tarafından üretilen reaktif oksijene maruz kalmak da mtDNA'ya zarar verir.

Mitokondrinin yapısı

Mitokondri çift ile çevrilidir. Bu zarların her biri gömülü proteinler içeren bir fosfolipid çift katmanıdır. Dış zar pürüzsüzdür ancak iç zarın birçok kıvrımı vardır. Bu kıvrımlara krista denir. Mevcut yüzey alanını artırarak hücresel solunumun “üretkenliğini” arttırırlar.

Çift zarlar mitokondriyi iki ayrı bölüme ayırır: zarlar arası boşluk ve mitokondriyal matris. Zarlar arası boşluk, iki zar arasındaki dar kısımdır, mitokondriyal matris ise zarların içinde yer alan kısımdır.

Mitokondriyal matris mtDNA, ribozomlar ve enzimler içerir. Sitrik asit döngüsü ve oksidatif fosforilasyon da dahil olmak üzere hücresel solunumun bazı adımları, yüksek enzim konsantrasyonu nedeniyle matriste meydana gelir.

Mitokondri yarı özerktir, çünkü çoğalmak ve büyümek için yalnızca kısmen hücreye bağımlıdırlar. Kendi DNA'ları, ribozomları, proteinleri vardır ve bunların sentezi üzerinde kontrolleri vardır. Bakteriler gibi mitokondri de dairesel DNA'ya sahiptir ve ikili fisyon adı verilen bir üreme süreciyle çoğalır. Çoğalmadan önce mitokondri, füzyon adı verilen bir süreçte bir araya gelir. Bu stabiliteyi korumak için gereklidir, çünkü bu olmazsa mitokondri bölünürken küçülür. Azalan mitokondri, normal hücre işleyişi için gerekli olan yeterli enerjiyi üretemez.

Çift zarlı bir organel olan mitokondri ökaryotik hücrelerin karakteristik özelliğidir. Vücudun bir bütün olarak işleyişi mitokondrinin işlevlerine bağlıdır.

Yapı

Mitokondri birbirine bağlı üç bileşenden oluşur:

• dış zar;
• iç zar;
• matris.

Dış pürüzsüz zar, aralarında tübüller oluşturan hidrofilik proteinlerin bulunduğu lipitlerden oluşur. Maddelerin taşınması sırasında moleküller bu tübüllerden geçer.

Dış ve iç zarlar 10-20 nm mesafede bulunur. Zarlar arası boşluk enzimlerle doludur. Maddelerin parçalanmasında rol oynayan lizozom enzimlerinden farklı olarak, zarlar arası boşluktaki enzimler, ATP tüketimi (fosforilasyon işlemi) ile fosforik asit kalıntılarını substrata aktarır.

İç zar, dış zarın altında çok sayıda kıvrım - krista şeklinde paketlenmiştir.
Eğitimlidirler:

• yalnızca oksijene, karbondioksite, suya geçirgen olan lipitler;
• oksidatif süreçlerde ve maddelerin taşınmasında rol oynayan enzimatik, taşıma proteinleri.

Burada solunum zinciri nedeniyle hücresel solunumun ikinci aşaması meydana gelir ve 36 ATP molekülü oluşur.

EN İYİ 4 makalebununla birlikte okuyanlar

Kıvrımlar arasında yarı sıvı bir madde vardır - matris.
Matris şunları içerir:

• enzimler (yüzlerce farklı tip);
• yağ asidi;
• proteinler (%67 mitokondriyal proteinler);
• mitokondriyal dairesel DNA;
• mitokondriyal ribozomlar.

Ribozomların ve DNA'nın varlığı organelin bir miktar özerkliğine işaret eder.

Pirinç. 1. Mitokondrinin yapısı.

Enzimatik matris proteinleri, hücresel solunum sırasında piruvat - piruvik asidin oksidasyonunda rol oynar.

Anlam

Bir hücredeki mitokondrinin ana işlevi ATP'nin sentezidir, yani. enerji üretimi. Hücresel solunum (oksidasyon) sonucunda 38 ATP molekülü oluşur. ATP sentezi, organik bileşiklerin (substrat) oksidasyonuna ve ADP'nin fosforilasyonuna dayanarak gerçekleşir. Mitokondrinin substratı yağ asitleri ve piruvattır.

Pirinç. 2. Glikoliz sonucu piruvat oluşumu.

Solunum sürecinin genel bir açıklaması tabloda sunulmaktadır.

Nerede gerçekleşir?	Maddeler	Süreçler
sitoplazma		Glikolizin bir sonucu olarak, matrise giren iki molekül pirüvik asit halinde ayrışır.
		Koenzim A'ya (CoA) bağlanan, asetil-koenzim-A'yı (asetil-CoA) oluşturan bir asetil grubu bölünür ve bir karbondioksit molekülü açığa çıkar. Asetil-CoA ayrıca karbonhidrat sentezinin olmadığı durumlarda yağ asitlerinden de oluşturulabilir.
	Asetil-CoA	Krebs döngüsüne veya sitrik asit döngüsüne (trikarboksilik asit döngüsü) girer. Döngü sitrik asit oluşumuyla başlar. Daha sonra yedi reaksiyonun sonucu olarak iki molekül karbondioksit oluşur: NADH ve FADH2.
	NADH ve FADH2	Oksitlendiğinde NADH, NAD +, iki yüksek enerjili elektron (e -) ve iki H + protonuna ayrışır. Elektronlar, iç zardaki üç enzim kompleksini içeren solunum zincirine aktarılır. Bir elektronun komplekslerden geçişine enerji salınımı eşlik eder. Aynı zamanda protonlar zarlar arası boşluğa salınır. Serbest protonlar matrise geri dönme eğilimindedir ve bu da bir elektrik potansiyeli yaratır. Voltaj arttıkça H+, özel bir protein olan ATP sentazı yoluyla içeri doğru hücum eder. Proton enerjisi ADP'yi fosforile etmek ve ATP'yi sentezlemek için kullanılır. H+ oksijenle birleşerek su oluşturur.

Pirinç. 3. Hücresel solunum süreci.

Mitokondri, tüm organizmanın işleyişinin bağlı olduğu organellerdir. Mitokondriyal fonksiyon bozukluğunun belirtileri, oksijen tüketimi oranında bir azalma, iç zarın geçirgenliğinde bir artış ve mitokondrinin şişmesidir. Bu değişiklikler toksik zehirlenme, bulaşıcı hastalık, hipoksi nedeniyle ortaya çıkar. 4.5. Alınan toplam puan: 92.