Jaké jsou zvláštní rysy mitochondriální dědičnosti?
mitochondrie jsou buněčný kompartment, který se dědí mateřsky. Všechny děti matky proto mají stejnou mitochondriální DNA (zkráceně mtDNA). Tuto skutečnost lze využít v genealogickém výzkumu pomocí mitochondriální DNA k určení například příslušnosti rodiny k lidu.
Kromě toho, mitochondrie s jejich mtDNA nepodléhají přísnému mechanismu dělení, jako je tomu u DNA v našem buněčném jádru. Zatímco DNA je zdvojnásobena a poté přenesena do dceřiné buňky přesně na 50%, mitochondriální DNA se během buněčného cyklu více či méně replikuje a také se nerovnoměrně distribuuje do nově se rozvíjejícího mitochondrie dceřiné cely. Mitochondrie obvykle obsahují dvě až deset kopií mtDNA v jejich matrici.
Čistě mateřský původ mitochondrií lze vysvětlit našimi zárodečnými buňkami. Protože muž spermie, když je spojen s vaječnou buňkou, pouze přenáší své hlava, který obsahuje pouze DNA z buněčné jádromateřská vaječná buňka přispívá všemi mitochondriemi k tvorbě pozdějších embryo. Ocas spermie, na jehož předním konci se nacházejí mitochondrie, zůstává mimo vajíčko, protože je používáno pouze spermiemi k pohybu.
Funkce mitochondrií
Pojem „elektrárny buňky“ nápadně popisuje funkci mitochondrií, totiž produkci energie. Všechny zdroje energie z potravy se zde v posledním kroku metabolizují a přeměňují na chemickou nebo biologicky využitelnou energii. Klíč k tomu se nazývá ATP (Adenosin Tri-Phosphate), chemická sloučenina, která dokáže uložit spoustu energie a znovu ji uvolnit rozkladem.
ATP je univerzálním dodavatelem energie pro všechny procesy v jakékoli buňce, je potřeba téměř vždy a všude. V matici, tj. V prostoru uvnitř mitochondrií, jsou poslední metabolické kroky pro využití sacharidy nebo cukr (tzv. buněčné dýchání, viz níže) a tuky (tzv. beta-oxidace). Proteiny se zde nakonec také používají, ale již se v EU přeměňují na cukry játra a proto také jít cestou buněčného dýchání.
Mitochondrie jsou tedy rozhraním pro přeměnu potravin na větší množství biologicky využitelné energie. Existuje mnoho mitochondrií na buňku. Zhruba řečeno, lze říci, že buňka, která potřebuje hodně energie, jako jsou svalové a nervové buňky, má také více mitochondrií než buňka, jejíž energetický obrat je nižší.
Mitochondrie mohou iniciovat programovanou buněčnou smrt (apoptózu) prostřednictvím vnitřní signální dráhy (mezibuněčné). Dalším úkolem je skladování vápník. Buněčné dýchání je chemicky extrémně složitý proces přeměny sacharidy nebo tuky na ATP, univerzální nosič energie, pomocí kyslíku.
Je rozdělena do čtyř procesních jednotek, které se skládají z velkého počtu jednotlivých chemických reakcí: glykolýza, PDH (pyruvát dehydrogenáza), citrátový cyklus a dýchací řetězec. Glykolýza je jedinou částí buněčného dýchání, která probíhá v buněčné plazmě, zbytek probíhá v mitochondriích. Glykolýza již produkuje malé množství ATP, takže buňky bez mitochondrií nebo bez přívodu kyslíku mohou splňovat své energetické požadavky.
Tento typ výroby energie je však ve srovnání s použitým cukrem mnohem neefektivnější. Z jedné molekuly cukru lze získat dva ATP bez mitochondrií, ale pomocí mitochondrií lze získat celkem 32 ATP. Struktura mitochondrií je rozhodující pro další kroky buněčného dýchání.
PDH reakce a citrátový cyklus probíhají v mitochondriální matrici. Za tímto účelem je meziprodukt glykolýzy aktivně transportován transportéry ve dvou membránách do nitra mitochondrií pro další využití. Poslední krok buněčného dýchání, respirační řetězec, se pak odehrává ve vnitřní membráně a využívá přísné oddělení prostoru mezi membránami a matricí. Zde také vstupuje do hry kyslík, který vdechujeme, což je poslední důležitý faktor pro fungující výrobu energie.
Fyzický a duševní stres může snížit výkonnost našich mitochondrií a tím i našeho těla. Můžete se pokusit posílit mitochondrie jednoduchými prostředky. Z lékařského hlediska je to stále kontroverzní, ale nyní existují některé studie, které některým metodám připisují pozitivní účinek.
Vyvážený strava je také důležité pro mitochondrie. Vyvážený elektrolyt vyvážit je obzvláště relevantní. To zahrnuje především sodík a draslík, dostatek vitaminu B12 a dalších B vitamíny, omega3 mastné kyseliny, železo a takzvaný koenzym Q10, který je součástí dýchacího řetězce ve vnitřní membráně.
Dostatek pohybu a sportu stimuluje dělení, a tím i množení mitochondrií, protože nyní musí produkovat více energie. To je patrné také v každodenním životě. Některé studie ukazují, že vystavení chladu, např. Studená sprcha, také podporuje rozdělení mitochondrií.
Kontroverznější jsou diety, jako je ketogenní strava ne sacharidy) nebo přerušovaný půst. Před takovými opatřeními by se měl vždy poradit s lékařem důvěry. Obzvláště s těžkými nemocemi rakovina, s takovými experimenty byste měli být opatrní. Obecná opatření, například sportovní a vyvážená stravanikdy neubližujte a také prokazatelně posilujte mitochondrie v našem těle.
Všechny články v této sérii:
