Для оптимизации митохондрий вам нужно есть правильные виды продуктов питания в достаточном количестве
Многие люди жалуются на то, что им очень сложно похудеть, поскольку приходится бороться с медленным метаболизмом. Однако, метаболизм является гибким и при помощи правильной стратегии его можно оптимизировать. Дело в том, что за похудение отвечают митохондрии человека, которые передаются по наследству от матери. Изменить активность митохондрий – это значит активизировать метаболизм. Чтобы понять механизм похудения, давайте разберемся в биохимии организма.
Каждый человек рождается с индивидуальной биохимией. В вашем организме есть триллионы маленьких энергетических заводов – клеточных органелл митохондрий. Митохондрии преобразуют кислород (которым вы дышите) и пищу (которую вы едите) в энергию организма.
Митохондрии – это своего рода двигатели внутреннего сгорания клеток организма. Наличие эффективных митохондрий означает, что ваш организм будет эффективно сжигать калории. В этом случае у вас будет быстрый метаболизм. Неэффективные митохондрии не сжигают калории и замедляют метаболизм организма.
Следует отметить, что эффективность митохондрий определяют гены. Исследование показало, что если у вас есть родитель или родной брат, который страдает от сахарного диабета 2 типа (даже если масса вашего тела в норме!), то ваши митохондрии на 50% менее эффективны при сжигании калорий, чем у обычного человека.
Эта генетическая предрасположенности означает, что вы с большей вероятностью будете страдать от избыточной массы тела и сахарного диабета. Это впоследствии отрицательно повлияет на ваши митохондрии. Кроме того, само по себе старение и другие хронические заболевания (болезнь сердца, деменция и др.) создают митохондриальную дисфункцию.
Тем не менее, самое большое влияние на митохондрии и процесс похудения оказывает ваша диета. Пища – это своего рода информация, которая говорит вашим клеткам и митохондриям, что им делать. Когда вы едите много сахара и обработанных, вызывающих воспаление продуктов (в том числе рафинированных масел) или просто употребляете слишком много пищи, то вы перегружаете митохондрии в клетках, что вызывает их повреждение. Кроме того, режим голодания приводит к тому, что ваше тело запасает жир. Прочтите статью: Диета для ускорения метаболизма.
Это не означает, что вы не можете контролировать функции своих митохондрий. Для оптимизации митохондрий вам нужно есть правильные виды продуктов питания в достаточном количестве.
Другие факторы, которые влияют на митохондрии: экологические токсины, скрытые инфекции, стресс и микрофлора кишечника.
Вы сможете увеличить количество и функции своих митохондрий, если будете следовать следующим рекомендациям:
Даже несмотря на генетику, вы можете приобрести власть над своим метаболизмом и здоровьем. Если вы научитесь активизировать митохондрии, то сможете увеличить свой метаболизм и быстро похудеть. Какую стратегию применяете вы для повышения уровня энергии, похудения и улучшения сжигания жира?
medimet.info
Что такое митохондрии? Если ответ на этот вопрос вызывает у вас затруднения, то наша статья как раз для вас. Мы рассмотрим особенности строения этих органелл во взаимосвязи с выполняемыми функциями.
Но для начала давайте вспомним, что такое органеллы. Так называют постоянные клеточные структуры. Митохондрии, рибосомы, пластиды, лизосомы... Все это органеллы. Подобно самой клетке, каждая подобная структура имеет общий план строения. Органеллы состоят из поверхностного аппарата и внутреннего содержимого - матрикса. Каждую из них можно сравнить с органами живых существ. Органеллы также имеют свои характерные черты, обусловливающие их биологическую роль.
Органеллы объединяют в группы по признаку строения их поверхностного аппарата. Различают одно-, дву- и немембранные постоянные клеточные структуры. К первой группе относятся лизосомы, комплекс Гольджи, эндоплазматический ретикулум, пероксисомы и различные виды вакуолей. Ядро, митохондрия и пластиды - двумембранные. А рибосомы, клеточный центр и органеллы движения полностью лишены поверхностного аппарата.
Что такое митохондрии? Для эволюционного учения это не просто структуры клетки. Согласно симбиотической теории, митохондрии и хлоропласты являются результатом метаморфоз прокариот. Вполне возможно, что митохондрии произошли от аэробных бактерий, а пластиды - от фотосинтезирующих. Доказательством этой теории является тот факт, что данные структуры имеют собственный генетический аппарат, представленный кольцевой молекулой ДНК, двойную мембрану и рибосомы. Существует также предположение, что в дальнейшем от митохондрий произошли животные эукариотические клетки, а от хлоропластов - растительные.
Митохондрии являются составляющей частью клеток преобладающей части растений, животных и грибов. Отсутствуют они только у анаэробных одноклеточных эукариот, обитающих в бескислородной среде.
Строение и биологическая роль митохондрий долгое время оставались загадкой. Впервые при помощи микроскопа их удалось увидеть Рудольфу Келликеру в 1850 году. В мышечных клетках ученый обнаружил многочисленные гранулы, которые на свету были похожи на пух. Понять, какова роль этих удивительных структур, стало возможно благодаря изобретению профессора Пенсильванского университета Бриттона Ченса. Он сконструировал прибор, который позволял видеть сквозь органеллы. Так была определена структура и доказана роль митохондрий в обеспечении энергией клеток и организма в целом.
Митохондрии могут иметь форму палочек, нитей или круглых телец. Длина их достигает от 0, 5 до 10 мкм. Количество данных органелл в клетке напрямую зависит от интенсивности протекающих в ней обменных процессов. К примеру, у одноклеточных паразитических жгутиконосцев - трипаносом - в клетке расположена единственная крупная митохондрия. Тогда как в амебе может находиться до пятисот тысяч этих структур.
Рассмотрим, что такое митохондрии с точки зрения особенностей их строения. Это двумембранные органеллы. Причем наружная - гладкая, а внутренняя имеет выросты. Матрикс митохондрий представлен различными ферментами, рибосомами, мономерами органических веществ, ионами и скоплениями кольцевых молекул ДНК. Такой состав делает возможным протекание важнейших химических реакций: цикла трикарбоновых кислот, мочевины, окислительного фосфорилирования.
Эта структура наблюдается только у паразитических одноклеточных организмов - трипаносом или лейшманий. Кинетопласт внутри единственной гигантской митохондрии. Он представляет собой хорошо выраженное скопление ДНК. Эта структура практически всегда располагается у основания жгутика, эффективно обеспечивая его необходимой для движения в вязкой среде энергией. Кинетопласт имеет форму мини- и максиколец. Ученые доказали, что если паразит утрачивает свою специфичную ДНК, он не может существовать в организме насекомого. Все дело в том, что в его кинетопласте закодирована информация о единице фермента, который необходим для осуществления процесса фосфорилирования. Однако такие организмы способны развиваться в тканях позвоночных, где получают энергию в ходе процессе гликолиза.
Мембраны митохондрий не одинаковы по своему строению. Замкнутая наружная является гладкой. Она образована бислоем липидов с фрагментами белковых молекул. Его общая толщина составляет 7 нм. Данная структура выполняет функции отграничения от цитоплазмы , а также взаимосвязи органеллы с окружающей средой. Последняя возможна благодаря наличию белка порина, который формирует каналы. По ним посредством активного и пассивного транспорта передвигаются молекулы.
Химическую основу внутренней мембраны составляют белки. Она образует внутри органоида многочисленные складки - кристы. Эти структуры в значительной степени увеличивают активную поверхность органеллы. Главной особенностью строения внутренней мембраны является полная непроницаемость для протонов. В ней не образуются каналы для проникновения ионов извне. В отдельных местах наружная и внутренняя соприкасаются. Здесь расположен особый рецепторный белок. Это своеобразный проводник. С его помощью митохондриальные белки, которые закодированы в ядре, проникают внутрь органеллы. Между мембранами находится пространство, толщиной до 20 нм. В нем расположены различные виды белков, которые являются обязательными компонентами дыхательной цепи.
Строение митохондрии напрямую взаимосвязано с выполняемыми функциями. Основная из них заключается в осуществлении синтеза аденозинтрифосфата (АТФ). Это макромолекула, которая случит основным переносчиком энергии в клетке. В ее состав входит азотистое основание аденин, моносахарид рибоза и три остатка фосфорной кислоты. Именно между последними элементами заключено основное количество энергии. При разрыве одной из них максимально ее может выделиться до 60 кДж. В целом прокариотическая клетка содержит 1 млрд молекул АТФ. Эти структуры постоянно находятся в работе: существование каждой из них в неизменном виде не продолжается больше одной минуты. Молекулы АТФ постоянно синтезируются и расщепляются, обеспечивая организм энергией в тот момент, когда это необходимо.
По этой причине митохондрии называют "энергетическими станциями". Именно в них происходит окисление органических веществ под действием ферментов. Энергия, которая при этом образуется, запасается и хранится в виде АТФ. К примеру, при окислении 1 г углеводов образуется 36 макромолекул этого вещества.
Строение митохондрии позволяет им выполнять еще одну функцию. Благодаря своей полуавтономности они являются дополнительным носителем наследственной информации. Ученые установили, что ДНК самих органелл не могут функционировать самостоятельно. Дело в том, что они не содержат всех необходимых для своей работы белков, поэтому заимствуют их в наследственном материале ядерного аппарата.
Итак, в нашей статье мы рассмотрели, что такое митохондрии. Это двумембранные клеточные структуры, в матриксе которых осуществляется ряд сложных химических процессов. Результатом работы митохондрий является синтез АТФ - соединение, которое обеспечивает организм необходимым количеством энергии.
www.syl.ru
Митохондрия (с греческого μίτος (митос) – нить и χονδρίον (хондрион) – гранула) клеточная – двумембранный органоид, содержит свой собственный генетический материал, митохондриальную ДНК. Они встречаются как сферические или трубчатые клеточные структуры у почти всех эукариотов, но не у прокариотов.
Митохондрии – это органеллы, которые регенерируют высокоэнергетическую молекулу аденозинтрифосфата через дыхательную цепь. В дополнение к этому окислительному фосфорилированию они выполняют другие важные задачи, например, участвуют в образовании кластеров железа и серы. Строение и функции таких органоидов подробно рассмотрены ниже.
...
Вконтакте
Google+
Мой мир
Особенно много находится митохондрий в клетках с высоким энергопотреблением. К ним относятся мышечные, нервные, сенсорные клетки и ооциты. В клеточных структурах сердечной мышцы объемная доля этих органоидов достигает 36 %. Они имеют диаметр около 0.5-1.5 мкм и разнообразные формы, от сфер до сложных нитей. Их число корректируется с учетом энергетических потребностей клетки.
Эукариотические клетки, которые теряют свои митохондрии, не могут их восстановить. Существуют также эукариоты без них, например, некоторые простейшие. Количество данных органоидов на клеточную единицу обычно составляет от 1000 до 2000 при объемной доле в 25 %. Но эти значения могут сильно варьироваться в зависимости от типа клеточной структуры и организма. В зрелой клетке спермы их около четырех-пяти, в зрелой яйцеклетке – несколько сотен тысяч.
Митохондрии передаются через плазму яйцеклетки только от матери, что стало причиной исследования материнских линий. В настоящее время установлено, что также через сперму некоторые мужские органоиды импортируются в плазму оплодотворенной яйцеклетки (зиготы). Вероятно, они будут устранены довольно быстро. Однако есть несколько случаев, когда врачи смогли доказать, что митохондрии ребенка были отцовской линии. Заболевания, вызванные мутациями в митохондриальных генах, наследуются только от матери.
Интересно! Популярный научный термин «энергетическая станция клетки» был придуман в 1957 году Филиппом Сикевицем.
Рассмотрим особенности строения этих важных структур. Они образованы в результате сочетания нескольких элементов. Оболочка этих органоидов складывается из внешней и внутренней мембраны, они в свою очередь состоят из фосфолипидных бислоев и белков. Обе оболочки отличаются по своим свойствам. Между ними расположено пять различных отсеков: наружная мембрана, межмембранное пространство (промежуток между двумя мембранами), внутренняя, криста и матрикс (пространство внутри внутренней мембраны), в целом – внутренние структуры органоида.
На иллюстрациях в учебниках митохондрия преимущественно выглядит как отдельная бобовидная органелла. Так ли это на самом деле? Нет, они образуют трубчатую митохондриальную сеть, которая может проходить и изменять всю клеточную единицу. Митохондрии в клетке способны сочетаться (путем слияния) и повторно делиться (делением).
Обратите внимание! В дрожжах за одну минуту совершается около двух митохондриальных слияний. Поэтому невозможно точное определение текущей численности митохондрий в клетках.
Наружная оболочка окружает всю органеллу и включает в себя каналы белковых комплексов, что позволяют обмен молекулами и ионами между митохондрией и цитозолем. Крупные молекулы не могут пройти через мембрану.
Внешняя, которая охватывает всю органеллу и не свернута, имеет весовое отношение фосфолипида к белку 1:1 и, таким образом, похожа на эукариотическую плазматическую мембрану. Она содержит множество интегральных белков, поринов. Порины образуют каналы, которые обеспечивают свободную диффузию молекул с массой до 5000 дальтон через оболочку. Более крупные белки могут вторгаться, когда сигнальная последовательность на N-конце связывается с большой субъединицей белка транслоксазы, из которой они затем активно перемещаются по мембранной оболочке.
Если трещины возникают во внешней оболочке, белки из межмембранного пространства могут выходить в цитозоль, что может привести к гибели клетки. Наружная мембрана может сливаться с оболочкой эндоплазматического ретикулума, а затем формировать структуру под названием MAM (ER, ассоциированную с митохондрией). Это важно для обмена сигналами между ER и митохондрией, что также необходимо для переноса липидов.
Межмембранное пространство
Участок представляет собой промежуток посреди внешней и внутренней мембраны. Поскольку внешняя обеспечивает свободное проникновение малых молекул, их концентрация, таких как ионы и сахар, в межмембранном пространстве идентична концентрациям в цитозоле. Однако для больших белков требуется передача специфической сигнальной последовательности, так что состав белков различается между межмембранным пространством и цитозолем. Таким образом, белок, который удерживается в межмембранном промежутке, является цитохромом.
Внутренняя митохондриальная мембрана содержит белки с четырьмя видами функций:
Внутренняя имеет, в частности, двойной фосфолипид, кардиолипин, замещенный четырьмя жирными кислотами. Кардиолипин обычно характерен для митохондриальных мембран и бактериальных плазматических мембран. В организме человека он в основном присутствует в областях с высокой метаболической активностью или высокой энергетической активностью, таких как сократительные кардиомиоциты, в миокарде.
Внимание! Внутренняя мембрана содержит более 150 различных полипептидов, около 1/8 всех митохондриальных белков. В результате концентрация липидов ниже, чем у внешнего бислоя, и его проницаемость ниже.
Разделяется на многочисленные кристы, они расширяют внешнюю область внутренней митохондриальной оболочки, поднимая ее способность вырабатывать АТФ.
В типичной митохондрии печени, например, внешняя область, в частности кристы, примерно в пять раз превышает площадь наружной мембраны. Энергетические станции клеток, которые имеют более высокие потребности в АТФ, например, мышечные клетки, содержат больше крист, чем типичная митохондрия печени.
Внутренняя оболочка охватывает матрикс, внутреннюю жидкость митохондрии. Он соответствует цитозолю бактерий и содержит митохондриальную ДНК, ферменты цитратного цикла и их собственные митохондриальные рибосомы, которые отличаются от рибосом в цитозоле (но также и от бактерий). Межмембранное пространство содержит ферменты, которые могут фосфорилировать нуклеотиды под потреблением АТФ.
Матрикс
Матрикс
Это пространство, включенное во внутреннюю митохондриальную мембрану. Содержит около двух третей общего белка. Играет решающую роль в производстве АТФ с помощью синтазы АТФ, включенной во внутреннюю мембрану. Содержит высококонцентрированную смесь сотен различных ферментов (главным образом, участвующих в деградации жирных кислот и пирувата), митохондриально-специфических рибосом, передаточной РНК и нескольких копий ДНК митохондриального генома.
Данные органоиды имеют свой собственный геном, а также ферментативное оборудование, необходимое для осуществления собственного биосинтеза белка.
Митохондрия Что такое Митохондрия и её функции
Строение и функционирование митохондрий
Таким образом, митохондриями называются клеточные электростанции, которые производят энергию и занимают ведущее место в жизни и выживаемости отдельной клетки в частности и живого организма в целом. Митохондрии – это неотъемлемая часть живой клетки, в том числе растительной, которые до конца еще не изучены. Особенно много митохондрий в тех клетках, которым требуется больше энергии.
uchim.guru
Бытует крепко укрепившееся мнение, что выносливость человека связано с тренировкой сердечной мышцы, и что для этого нужно длительное время выполнять невысокую по интенсивности работу.На самом деле всё не так: выносливость неразрывно связано с митохондриями внутри мышечных волокон. Поэтому тренировка выносливости есть не что иное, как развитие максимального количества митохондрии внутри каждого мышечного волокна.А т.к. максимальное количество митохондрий ограничено пространством внутри мышечного волокна, то и развитие выносливости ограничено тем количеством мышц, которые присутствуют у конкретного человека.Короче: чем больше у человека митохондрий внутри конкретных мышечных групп, тем более выносливыми являются эти конкретные мышечные группы.И самое важное: не существует общей выносливости. Есть только локальная выносливость конкретных мышечных групп.
Митохондрии – это особенные органеллы (структуры) внутри клеток человеческого организма, которые отвечают за производство энергии для мышечных сокращений. Иногда их называют энергетическими станциями клетки.При этом процесс производства энергии внутри митохондрий происходит в присутствии кислорода. Кислород делает процесс получения энергии внутри митохондрий максимально эффективным, если сравнивать процесс получения энергии без кислорода.Топливом для производства энергии могут являются совершенно различные вещества: жир, гликоген, глюкоза, лактат, ионы водорода.
При мышечном сокращении всегда появляется остаточный продукт. Обычно это молочная кислота – химическое соединение из лактата и ионов водорода.По мере накопления внутри мышечного волокна (мышечной клетки) ионы водорода начинают вмешиваться в процесс получения энергии для сокращения мышечного волокна. А как только уровень концентрации ионов водорода достигает критической отметки, мышечное сокращение прекращается. И данный момент может свидетельствовать об максимальном уровне выносливости конкретной мышечной группы.Митохондрии обладают способностью поглощать ионы водорода и перерабатывать их внутри себя.Получается следующая ситуация. Если внутри мышечных волокон присутствует большое количество митохондрий, то они способны утилизировать и большее количество ионов водорода. А это означает более длительную работу конкретной мышцы без необходимости прекратить усилие.В идеале, если митохондрий внутри работающих мышечных волокон достаточно для утилизации всего количества образующихся ионов водорода, то такое мышечное волокно становится практически неутомимым и способным продолжать работу до тех пор, пока будет достаточное количество питательных веществ для сокращения мышц.Пример.Почти каждый из нас способен длительное время идти быстрым темпом, но довольно скоро бывает вынужден прекратить бег быстрым темпом. Почему так выходит?При быстрой ходьбе работают т.н. окислительные и промежуточные мышечные волокна. Окислительные мышечные волокна характеризуются максимально возможным количеством митохондрий, грубо говоря, митохондрий там 100 %.В промежуточных мышечных волокнах митохондрий ощутимо меньше, пусть это будет 50 % от максимального количества. В итоге, постепенно внутри промежуточных мышечных волокон начинают накапливаться ионы водорода, которые должны бы привести к прекращению сокращения мышечных волокон.Но этого не происходит по причине того, что ионы водорода проникают внутрь окислительных мышечных волокон, где митохондрии без труда справляются с их утилизацией.В итоге, мы способны продолжать движения до тех пор, пока в организме достаточно гликогена, а также запасов жира внутри работающих окислительных мышечных волокон. Затем мы будем вынуждены сделать отдых для пополнения запасов энергии.В случае с быстрым бегом в работу, помимо упомянутых окислительных и промежуточных мышечных волокон, включаются и т.н. гликолитические мышечные волокна, в которых почти отсутствуют митохондрии. Поэтому гликолитические мышечные волокна способны работать лишь короткое время, зато крайне интенсивно. Именно таким образом повышается скорость бега.Потом общее количество ионов водорода становится таким, что всё количество имеющихся там же митохондрий уже не способно утилизировать их. Наступает отказ от выполнения работы предложенной интенсивности.Но что было бы, если бы все мышечные группы имели внутри себя только окислительные мышечные волокна?В этом случае мышечная группа с окислительными волокнами становится неутомимой. Ее выносливость становится равной бесконечности (при условии достаточного количества питательных веществ – жиров и гликогена).Делаем следующий вывод: Для тренировки выносливости первоочередное значение имеет развитие митохондрий внутри рабочих мышечных волокон. Именно благодаря митохондриям достигается выносливость мышечных групп.Не существует общей выносливости организма, потому что выносливость (способность выполнять работу предложенной интенсивности) связана с присутствием в работающих мышцах митохондрий. Чем митохондрий там больше, тем большую выносливость способны показать мышцы.
Понравилось? Поделитесь!
blogozdorovie.ru
Митохондрии (от греч. Mitos - нить и chondron - зерно) относятся к енергопродукцийнои системы клетки и к мембранного типа органелл. Выявлено, что ферменты цикла Кребса и дыхательной цепи окислительного фосфорилирования
локализуются в митохондриях. Митохондрии присутствуют во всех эукариотических клетках, за исключением отдельных видов амеб и зрелых эритроцитов животных. Гомологами митохондрий у прокариот является мезосомы (от греч. Mesos - средний и soma - тело) - складчатые выпячивания клеточной мембраны.
Строение митохондрий. Различают удлиненные (овальные или цилиндрические), иногда разветвленные митохондрии длиной 3-7 мкм и толщиной 0,2-1 мкм и круглые (шарообразные) диаметром 0,2-1 мкм.
Электронномикроскопически обнаружено, что митохондрия сверху окружена гладкой мембраной, под ней находится складчатая, которая образует кристи (гребни), содержание митохондрии носит название матрикса (рис. 2.23). На нефиксированных электронно препаратах с обеих сторон крист обнаружены мелкие грибовидные тельца, головки которых имеют около 9 нм в диаметре, а ножки 3-4 нм толщиной. Эти тельца названы оксисомамы, содержат ферменты, участвующие в окислительном фосфорилировании, т.е. в присоединении фосфатных остатков в аденозиндифосфата (АДФ) с образованием АТФ (аденозинтрифосфосфату или аденозинтрифосфорной кислоты).
Функции митохондрий. Митохондрии участвуют в энергетических процессах клетки, они содержат ферменты, связанные с образованием энергии и клеточным дыханием. Иными словами, митохондрия является своеобразной биохимической Минифабрика, которая трансформирует (преобразовывает, а не производит) энергию органических соединений (например, жирных кислот) на прикладное энергию, биологически помещенную в АТФ (" миниакумулятор ").
Митохондрии постоянно движутся, совершая вращательные движения, благодаря которым они перемещаются, приближаясь к структурам, используют много энергии. Эта энергия должна быть биологически прикладного, то есть такой, которую легко можно использовать для нужд клетки, лучшей является химическая энергия аккумулированная в АТФ. В отдельных клетках движение митохондрий ограничен только определенным пространством, например, в волокнах поперечнопосмугованих мышц между миофибриллами.
В митохондриях энергетический процесс начинается в матриксе, где происходит расщепление пирувата в цикле трикарбоновых кислот. Во время этого процесса освобождаются атомы водорода. Транспорт атомов водорода осуществляется по цепи НАДН à ФАДН2 à КоQН2, в котором выделяется его кинетическая энергия в виде теплоты. Далее атом водорода диссоциирует на протон и электрон), которые акцептуются коферментом никотинамид (НАД). Поэтому электроны водорода передаются по цепи дыхательных ферментов - флавопротеидов и цитохромов, высвобождают свою кинетическую энергию, а в конце соединяются с протонами и образуют молекулы воды. Энергия, которая при этом освобождается, используется в нескольких точках дыхательной цепи для осуществления реакции фосфорилирования - синтеза АТФ, то есть присоединения фосфатной группы к АДФ. Это происходит на внутренней мембране митохондрий. Электрохимический потенциал, возникающий в результате работы цепи переноса электронов, обеспечивает транспорт внутрь митохондрии ионов К +, Са2 +, Mg2 +.
Таким образом, реакция окисления (переноса электронов) сопряженная (тесно связана) с реакциями фосфорилирования, когда 55 % энергии идет на синтез АТФ, а 45 % рассеивается в виде тепловой энергии. При инфекционных заболеваниях, действия неблагоприятных физико - химических факторов (температуры, радиации и т.п.), эти процессы разъединяются, больше энергии излучается в виде тепловой, и поэтому повышается температура в клетке и в организме. Кроме того, митохондрии участвуют в регуляции обмена воды, депонировании ионов кальция, продукции предшественников стероидных гормонов.
Локализация митохондрий. Митохондрии могут быть рассеяны по всей цитоплазме или сосредоточены в участках, где возникает наибольшая потребность в АТФ. Часто митохондрии размещены равномерно по цитоплазме (например, в печеночных клетках). Отмечена особая локализация митохондрий в поперечнопосмугованих мышцах - вдоль миофибрилл, в хвосте сперматозоида - у его основания, в искореженных канальцах почки - в складках плазмолеммы на базальном полюсе клеток, в нервной системе - в области синапсов, в париетальных клетках желез желудка - плотно у агранулярного эндоплазматической сети.
Количество митохондрий в клетках различных типов бывает разной и зависит от энергетических потребностей клетки. Так, в печеночных клетках насчитывают до 500 мелких митохондрий, тогда как в малых лимфоцитах крови их всего несколько. Количество крист в митохондриях также связана с энергетическими потребностями клетки, в частности в мышечных клетках митохондрии содержат очень большое количество крист. При повышенной функции клетки митохондрии приобретают более овальной или удлиненной формы и количество крист в них растет.
Обновление митохондрий. Митохондрии относятся к саморепликуючих (способных к размножению) органелл. Обновление митохондрий происходит в течение всего клеточного цикла. Например, в клетках печени они заменяются новыми через около 10 дней. Наиболее вероятным путем воспроизведения митохондрий считают их разделение: посередине митохондрии появляется перетяжка или возникает перегородка, после чего органеллы распадаются на две новые митохондрии.
worldofscience.ru
Митохондрия (mitochondrion): ДНК-содержащая цитоплазматическая органелла эукариот, вырабатывающая АТФ.
Митохондрии или хондриосомы (от греч. mitos - нить, chondrion - зернышко, soma - тельце) представляют собой гранулярные или нитевидные органоиды ( рис. 1, а ). Митохондрии можно наблюдать в живых клетках, так как они обладают достаточно высокой плотностью. В таких клетках митохондрии могут двигаться, перемещаться, сливаться друг с другом. Особенно хорошо митохондрии выявляются на препаратах, окрашенных различными способами. Размеры митохондрий непостоянны у разных видов, так же изменчива их форма. Все же у большинства клеток толщина этих структур относительно постоянна (около 0,5 мкм), но длина колеблется, достигая у нитчатых форм 7-60 мкм.
Митохондрии независимо от их величины и формы имеют универсальное строение, их ультраструктура однообразна. Митохондрии ограничены двумя мембранами ( рис. 1, б ), у них четыре субкомпартмента: митохондриальный матрикс , внутренняя мембрана , мембранное пространство и внешняя мембрана , обращенная к цитозолю. Внешняя мембрана отделяет ее от остальной цитоплазмы. Толщина внешней мембраны около 7 нм, она не связана ни с какими другими мембранами цитоплазмы и замкнута сама на себя, так что представляет собой мембранный мешок. Наружную мембрану от внутренней отделяет межмембранное пространство шириной около 10-20 нм. Внутренняя мембрана (толщиной около 7 нм) ограничивает собственно внутреннее содержимое митохондрии, ее матрикс, или митоплазму . Характерной чертой внутренних мембран митохондрий является их способность образовывать многочисленные выпячивания (складки) внутрь митохондрий. Такие выпячивания ( кристы, рис. 27 ) чаще всего имеют вид плоских гребней. Митохондрии осуществляют синтез АТФ, происходящий в результате процессов окисления органических субстратов и фосфорилирования АДФ.
Митохондрии специализируются на синтезе АТФ путем транспорта электронов и окислительного фосфорилирования. (рис 21-1). Хотя они имеют свою собственную ДНК и аппарат белкового синтеза, большинство их белков кодируется клеточной ДНК и поступает из цитозоля. Более того, каждый поступивший в органеллу белок должен достичь определенного субкомпартмента, в котором он функционирует.
Митохондрии - это "энергетические станции" эукариотических клеток. В кристы встроены ферменты, участвующие в преобразовании энергии питательных веществ, поступающих в клетку извне, в энергию молекул АТФ. АТФ - "универсальная валюта", которой клетки расплачиваются за все свои энергетические расходы. Складчатость внутренней мембраны увеличивает поверхность, на которой размещаются ферменты, синтезирующие АТФ. Количество крист в митохондрии и количество самих митохондрий в клетке тем больше, чем больше энергетических трат осуществляет данная клетка. В летательных мышцах насекомых каждая клетка содержит несколько тысяч митохондрий. Меняется их количество и в процессе индивидуального развития (онтогенеза): в молодых эмбриональных клетках они более многочисленны, чем в клетках стареющих. Обычно митохондрии скапливаются вблизи тех участков цитоплазмы, где возникает потребность в АТФ, образующейся в митохондриях.
Расстояние между мембранами в кристе составляет около 10-20 нм. У простейших, одноклеточных водорослей в некоторых клетках растений и животных выросты внутренней мембраны имеют вид трубочек диаметром около 50 нм. Это так называемые трубчатые кристы.
Митохондриальный матрикс гомогенен и имеет более плотную консистенцию, чем окружающая митохондрию гиалоплазма. В матриксе выявляются тонкие нити ДНК и РНК, а также митохондриальные рибосомы, на которых синтезируются некоторые митохондриальные белки. С помощью электронного микроскопа на внутренней мембране и кристах со стороны матрикса можно увидеть грибовидные образования - АТФ-сомы. Это ферменты, образующие молекулы АТФ. Их может быть до 400 на 1 мкм.
Немногие белки, которые кодируются собственным геномом митохондрий, расположены в основном во внутренней мембране. Они обычно образуют субъединицы белковых комплексов, другие компоненты которых кодируются ядерными генами и поступают из цитозоля. Образование таких гибридных агрегатов требует сбалансирования синтеза этих двух типов субъединиц; каким образом координируется синтез белка на рибосомах разных типов, разделенных двумя мембранами, остается загадкой.
Обычно митохондрии располагаются в местах, где необходима энергия для любых жизненных процессов. Возник вопрос, каким образом транспортируется в клетке энергия - путем ли диффузии АТФ и нет ли в клетках структур, исполняющих роль электрических проводников, которые могли бы энергетически объединять отдаленные друг от друга участки клетки. Гипотеза заключается в том, что разность потенциалов в определенной области мембраны митохондрий передается вдоль нее и превращается в работу в другой области той же мембраны [ Скулачев В.П., 1989 ].
Как представлялось, подходящими кандидатами на эту же роль могли быть мембраны самих митохондрий. Кроме того, исследователей интересовали взаимодействие в клетке множественных митохондрий друг с другом, работа всего ансамбля митохондрий, всего хондриома - совокупности всех митохондрий.
Митохондрии характерны за малым исключением для всех эукариотических клеток как аутотрофных (фотосинтезирующие растения), так и гетеротрофных (животные, грибы) организмов. Их основная функция связана с окислением органических соединений и использованием освобождающейся при распаде этих соединений энергии в синтезе молекул АТФ. Поэтому митохондрии часто называют энергетическими станциями клетки.
Хондриом клетки (совокупность митохондрий) может иметь различную композицию в зависимости от энергетических потребностей клетки. В простейшем (и чаще встречающемся) случае он может быть представлен множеством разрозненных небольших митохондрий, функционирующих независимо друг от друга и снабжающих АТФ небольшие участки цитоплазмы. В других случях длинные и разветвленные митохондрии могут энергетически обеспечивать отдаленные друг от друга участки клетки. Вариантом такой протяженной системы может быть хондриом типа митохондриального ретикулума, который встречается как у одноклеточных, так и у многоклеточных организмов. Особенно сложно этот вид хондриома выражен в скелетных мышцах млекопитающих, где группы гигантских разветвленных митохондрий связаны друг с другом с помощью специальных контактов ММК . Наличие ММК характерно для хондриомов сократимых структур. Особенно обильно ММК представлены в клетках сердечных мышц, где они функционально связывают множественные отдельные митохондрии в единую разветвленную цепь.
medbiol.ru
На любой процесс в живом теле необходима энергия, будь то сердцебиение или выжимание штанги в спортзале. За эту работу нужно благодарить маленькие странные органеллы – митохондрии. Странные они потому, что когда-то были паразитами. А стали симбионтами, делая возможной эффективную работу клеток тела.
Откуда у атлета силы
Основная функция митохондрий – выработка энергии, сконцентрированной в молекулах АТФ. Химики употребляют для этого процесса название «окислительное фосфорилирование». Митохондрий достаточно во всех клетках тела, но в некоторых их очень много – в мышечных. Причем количество митохондрий может расти с повышением тренированности человека. То есть выносливость повышается не за счет роста мышечной ткани, а за счет улучшения локальной выработки энергии. Но этим не исчерпываются функции митохондрии.
Свои или чужие?
Белок, входящий в состав этой органеллы, сильно отличается от белка остальной части клетки. У митохондрий есть собственный генетический код, который наследуется на уровне яйцеклетки от органелл матери. Может, поэтому мудрые евреи считают родство по матери – общая энергичность человека зависит генетически от предков женского пола. Поэтому юношам стоит внимательно приглядываться к невестам.
Конвейер для АТФ
Каково строение и функции митохондрий, что за связь между ними? Митохондрия имеет несколько отсеков, которые разделены мембранами. Между внутренней и наружной поверхностью происходит самое важное – окислительное фосфорилирование. Внешняя мембрана всегда проницаема почти для всех метаболитов, внутренняя – только для кислорода, воды и углекислого газа. На внутренней поверхности находится комплекс, синтезирующий АТФ. Также внутри находится генетический материал митохондрии. У нее есть и свой собственный технический «арсенал», обеспечивающий синтез белка для собственных нужд.
Хранилища для кальция
Метаболизм клетки и поддержание постоянного состава ее – сложный процесс. Функции митохондрии, среди прочих, включают в себя хранение ионов кальция. Эти заряженные единицы требуются клетке в разных ее отделах в разной концентрации. Если же где-то нарушается баланс, то митохондрия «делится» ионами кальция. Таким образом, описываемые органеллы участвуют в поддержании гомеостаза.
Работник-универсал
Функции митохондрии также включают в себя участие в синтезе необходимых телу компонентов. Так, они играют значительную роль в создании новых клеток крови, а еще гормонов – эстрогена и тестостерона. В клетках печени митохондрии обладают удивительными ферментами, обезвреживающими приходящие в печень ядовитые соли аммония. Кроме того, функции митохондрии связаны еще и с процессом запрограммированной смерти клеток – апоптоза. Если что-то не в порядке с органеллами, возможны проблемы с целыми органами тела.
Солнце как опасность
Очень многие болезни имеют скрытую причину в нарушении работы митохондрий. И лечить их достаточно сложно: ведь мы еще не научились работать с генетическими заболеваниями, а у каждой митохондрии может произойти мутация, сохраняющаяся при размножении клеток. Поэтому так важно беречь себя от мутагенных факторов, например, солнечной радиации.
www.syl.ru
