Какви са особеностите на наследяването на митохондриите?
Митохондриите са клетъчно отделение, което се наследява по майчина линия. Следователно всички деца на майка имат една и съща митохондриална ДНК (съкратено като mtDNA). Този факт може да се използва при генеалогични изследвания, като се използва митохондриална ДНК, за да се определи например принадлежността на семейството към даден народ.
Освен това, митохондрии с техните mtDNA не са обект на строг механизъм на разделяне, какъвто е случаят с ДНК в нашето клетъчно ядро. Докато ДНК се удвоява и след това се прехвърля в дъщерната клетка до точно 50%, митохондриалната ДНК се репликира горе-долу по време на клетъчния цикъл и също се разпределя неравномерно към новоразвиващите се митохондрии на дъщерната клетка. Митохондриите обикновено съдържат две до десет копия на mtDNA в своята матрица.
Чисто майчиният произход на митохондриите може да се обясни с нашите зародишни клетки. Тъй като мъжкият сперма, когато се обедини с яйцеклетката, само прехвърля нейната глава, който съдържа само ДНК от клетъчното ядро, майчината яйцеклетка допринася всички митохондрии за образуването на по-късните зародиш. Опашката на сперма, в предния край на който са разположени митохондриите, остава извън яйцеклетката, тъй като тя се използва само от спермата за придвижване.
Функция на митохондриите
Терминът „електроцентрали на клетката“ поразително описва функцията на митохондриите, а именно производството на енергия. Всички енергийни източници от храната се метаболизират тук в последната стъпка и се превръщат в химическа или биологично използваема енергия. Ключът към това се нарича АТФ (аденозин трифосфат), химично съединение, което може да съхранява много енергия и да я отделя отново чрез разлагане.
ATP е универсалният доставчик на енергия за всички процеси във всяка клетка, необходим е почти винаги и навсякъде. В матрицата, т.е. пространството вътре в митохондрията, се извършват последните метаболитни стъпки за оползотворяване на въглехидрати или захар (т.нар. клетъчно дишане, виж по-долу) и мазнини (т.нар. бета-окисление). Протеини в крайна сметка също се използват тук, но те вече се превръщат в захари в черен дроб и следователно също поемат по пътя на клетъчното дишане.
По този начин митохондриите са интерфейсът за превръщане на храната в по-големи количества биологично използваема енергия. Има много митохондрии на клетка. Грубо казано, може да се каже, че клетка, която се нуждае от много енергия, като мускулни и нервни клетки, също има повече митохондрии, отколкото клетка, чийто енергиен оборот е по-малък.
Митохондриите могат да инициират програмирана клетъчна смърт (апоптоза) чрез вътрешния сигнен път (междуклетъчен). Допълнителна задача е съхранението на калций. Клетъчното дишане е химически изключително сложен процес за преобразуване на въглехидрати или мазнини към АТФ, универсалния енергиен носител, с помощта на кислород.
Той е разделен на четири технологични единици, които от своя страна се състоят от голям брой отделни химични реакции: гликолиза, PDH (пируват дехидрогеназа) реакция, цитратен цикъл и дихателна верига. Гликолизата е единствената част от клетъчното дишане, което се извършва в клетъчната плазма, останалото се извършва в митохондриите. Гликолизата вече произвежда малки количества АТФ, така че клетките без митохондрии или без снабдяване с кислород могат да отговорят на своите енергийни нужди.
Този тип производство на енергия обаче е много по-неефективен по отношение на използваната захар. От една захарна молекула без митохондрии могат да се получат два АТФ, но с помощта на митохондриите могат да се получат общо 32 АТФ. Структурата на митохондриите е определяща за по-нататъшните стъпки в клетъчното дишане.
PDH реакцията и цитратният цикъл протичат в митохондриалната матрица. За тази цел междинният продукт на гликолизата се транспортира активно чрез транспортери в двете мембрани във вътрешността на митохондриите за по-нататъшно използване. Последната стъпка на клетъчното дишане, дихателната верига, се извършва във вътрешната мембрана и използва стриктното разделяне на пространството между мембраните и матрицата. Тук също влиза в действие кислородът, който вдишваме, което е последното важно фактор за функциониращо производство на енергия.
Физическият и психически стрес може да намали работата на нашите митохондрии и по този начин на тялото ни. Можете да опитате да укрепите своите митохондрии с прости средства. От медицинска гледна точка това все още е противоречиво, но сега има някои изследвания, които приписват положителен ефект на някои методи.
Балансиран диета е важно и за митохондриите. Балансиран електролит баланс е от особено значение. Това включва преди всичко натрий намлява калий, достатъчно витамин В12 и други В витамини, омега3 мастни киселини, желязо и така нареченият коензим Q10, който формира част от дихателната верига във вътрешната мембрана.
Достатъчните упражнения и спорт стимулират разделянето и по този начин разпространението на митохондриите, тъй като сега те трябва да произвеждат повече енергия. Това се забелязва и в ежедневието. Някои проучвания показват, че излагането на студ, например вземането на студен душ, също насърчава разделянето на митохондриите.
По-противоречиви са диетите като кетогенна диета (не въглехидрати) или с прекъсвания постене. Преди такива мерки човек винаги трябва да се консултира с лекаря си с доверие. Особено при тежки заболявания, като рак, човек трябва да бъде внимателен с подобни експерименти. Въпреки това, общи мерки, като спорт и балансиран диета, никога не увреждайте и също така демонстративно укрепвайте митохондриите в нашето тяло.
Всички статии от тази поредица:
