Fêtes, fonctions et maladies associées aux mitochondries

Le mitochondries Ce sont de petits organites (parties de cellules ayant une fonction spécifique) qui est responsable de la dégradation des nutriments et de créer des molécules énergétiques que l'ATP (adénosine triphosphate, une molécule particulière), qui est ensuite utilisé par les cellules.

Pour cette raison, il est dit que les mitochondries agissent comme le système digestif cellulaire et peuvent être comparés avec le système électrique qui fournit l'énergie électrique à un centre commercial ou une ville, qui est une source d'énergie.

Un système de production d'électricité utilise un combustible pour "créer" de l'électricité. Plus la ville sera grande, plus elle aura besoin d'énergie.

De même, si les cellules sont plus actives, elles nécessitent une plus grande quantité de mitochondries.

Pour produire de l'ATP, les mitochondries exécutent le processus appelé respiration cellulaire. Les mitochondries prennent les molécules alimentaires sous forme de glucides et les combinent avec de l'oxygène pour donner le résultat final de l'ATP. Ils utilisent des protéines appelées enzymes pour que la réaction chimique correcte se produise.

La respiration cellulaire décompose les substances reçues en composés plus simples (dioxyde de carbone et eau), ce qui est l'endroit où la libération d'énergie qui fournit à l'organisme se produit.

Ces organites appelées mitochondries flottent librement dans toutes les cellules eucaryotes, à la fois les animaux et les plantes.

Certaines cellules, telles que les érythrocytes (globules rouges), ne contiennent pas de mitochondries. Leur nombre peut varier de 1 à 10 000, selon le type de cellule.

Dans le cas des cellules musculaires, qui nécessitent beaucoup d’énergie, elles sont plus abondantes. D'un autre côté, les neurones n'ont pas besoin d'autant d'énergie, ils ont donc moins de mitochondries.

Les mitochondries sont capables de changer rapidement de forme (elliptique ou ovale) et de se déplacer dans la cellule si nécessaire.

Même si la cellule ne reçoit pas assez d'énergie, elle peut se reproduire en devenant plus grande et en se divisant plus tard, dans un processus appelé fission binaire.

À l'inverse, si la cellule a besoin de moins d'énergie, certaines mitochondries deviennent inactives ou meurent.

Les parties Structure des mitochondries

Les mitochondries sont dynamiques et fusionnent constamment pour former des chaînes, puis se séparent. Ils ont généralement une forme de capsule lorsqu'ils sont visualisés individuellement.

À l'aide du microscope électronique, il a été possible de définir les parties suivantes des mitochondries:

Membrane externe

Il est complètement perméable aux petites molécules. Avec une surface lisse, il contient des canaux spéciaux qui transportent des molécules plus grandes. Il sert également de protection et sa forme varie de ronde à allongée.

Ce sont les porines, des protéines spéciales qui remplissent la fonction de pores (d'où son nom) à travers lesquelles d'autres molécules peuvent passer à leur tour.

Membrane Interne

Aussi appelé "membrane intermitochondriale". Il est moins perméable que l’extérieur, c’est-à-dire qu’il ne laisse passer que des molécules beaucoup plus petites dans la matrice.

Il y a des plis appelés "crêtes". La plupart des réactions chimiques qui se produisent dans les mitochondries se produisent spécifiquement dans la membrane interne.

Cette membrane contient le système de transport d'électrons, par lequel ils sont transportés d'un composant protéique à l'autre, formant une chaîne.

Espace intermembranaire

Il s'agit de l'espace qui existe entre les membranes externes et internes. On l'appelle aussi "cavité".

Il se caractérise par une forte concentration de protons, due à la présence du système de transport d'électrons dans la membrane interne.

Cet espace est d'environ 70 Angströms, soit 7 x 10-9 mètres (0,000000007 m).

Crêtes

Ce sont des plis de la membrane interne et aident à augmenter la surface, de sorte que davantage de réactions chimiques telles que le transport des électrons et la respiration cellulaire peuvent se produire.

En l'absence de ces plis, la membrane interne serait simplement une surface sphérique qui se produisent des réactions moins chimiques et, par conséquent, serait une structure beaucoup moins efficace.

Matrice

C'est le fluide, semblable à un gel, qui est contenu dans les mitochondries. Il contient un mélange à haute concentration d'enzymes et l'a appelé le cycle de Krebs, dans lequel les nutriments sont métabolisés, ce qui rend les sous-produits que les mitochondries peuvent être utilisées pour produire de l'énergie se produit.

Dans la matrice des mitochondries, on observe des ribosomes propres à la synthèse des protéines.

Une autre caractéristique de la matrice est la présence d'ADN mitochondrial, c'est-à-dire son propre matériel génétique. En outre, il peut produire ses propres acides ribonucléiques (ARN) et ses protéines. L'ADN mitochondrial est nécessaire à la synthèse de nombreuses protéines.

La matrice contient également des structures appelées granules, qui font encore l'objet d'études par des biologistes cellulaires.On pense qu'ils peuvent contrôler les concentrations d'ions.

Fonctions

Les mitochondries remplissent plus d'une fonction. Certains sont considérés comme majeurs et d'autres sont secondaires.

La production d'énergie

C'est la fonction la plus importante des mitochondries. Bien que l'on parle de "produire" ou de "créer" de l'énergie, de nombreux auteurs préfèrent utiliser le terme "libérer", car ce qui se produit est une libération d'énergie stockée grâce aux réactions chimiques qui se produisent dans les mitochondries.

Comme nous l'avons mentionné ci-dessus, l'énergie libérée est représentée par les molécules d'ATP.

Cela se produit par un processus de respiration cellulaire, également appelé respiration aérobie, car il dépend de la présence d'oxygène. Ce processus comporte 3 étapes:

1. Glycolyse ou séparation de molécules de sucre
2. Krebs cycle, un processus dans lequel les protéines et les graisses sont assimilées en fonction de la sélection entre ce qui est productif ou non pour le corps.
3. Transport d'électrons

Production de chaleur

Le processus de thermogenèse ou de production de chaleur est présent dans les organismes vivants, en particulier chez les mammifères. Selon le mode de production de la chaleur, il est classé en:

• La thermogenèse associée à l'exercice, c'est-à-dire due au mouvement (par exemple: frissons).
• La thermogenèse n'est pas associée à l'exercice (mouvement) dans lequel la thermogenèse non assoiffée est incluse.
• Thermogenèse induite par l'alimentation.

En ce sens, la thermogenèse non frissonnante se produit dans la matrice des mitochondries. C’est à cause des «fuites» de protons qui se produisent parfois dans certaines conditions et lorsque cela se produit, il en résulte une libération de l’énergie des protons sous forme de chaleur.

La thermogenèse non assoiffée se produit plus fréquemment chez les organismes à tissu adipeux brun, tels que les ours qui vivent dans des climats froids, qui hibernent pendant les temps les plus froids.

Contribution au processus d'apoptose

L'apoptose n'est pas plus que le processus de mort cellulaire programmée, ce qui est bénéfique pour les organismes car elle permet de contrôler la croissance des cellules, détruisant celles qui ne sont pas nécessaires.

Par exemple, lors de la formation de l'embryon humain, la différenciation des doigts se produit par apoptose, éliminant les cellules qui se trouvent entre les doigts, ce qui entraîne leur séparation.

De la même manière, ce processus est d'une grande aide dans la formation normale des organes, la destruction des cellules infectées par des virus ou des cellules cancéreuses.

Les mitochondries aident à assurer que les bonnes cellules survivent et éliminent celles qui ne sont pas nécessaires en facilitant l'apoptose.

Stockage de calcium

Les mitochondries sont des "vaisseaux" importants dans lesquels les ions calcium sont stockés et la concentration de ce minéral joue un rôle essentiel dans le fonctionnement cellulaire.

Ces quantités doivent être contrôlées avec précision pour éviter les surcharges qui peuvent affecter le fonctionnement des cellules.

Les mitochondries agissent également comme régulateurs des quantités de calcium et évitent ces surcharges.

Contribution à la synthèse de certaines hormones

Les mitochondries sont impliquées dans la production d'hormones telles que l'œstrogène et la testostérone.

Maladies associées

Comme mentionné précédemment, la fonction principale des mitochondries est de libérer l'énergie nécessaire au maintien de l'organisme et aux processus de croissance.

Il peut arriver que les mitochondries ne libèrent pas suffisamment d'énergie, provoquant ainsi des blessures ou même la mort cellulaire.

Lorsque cela se produit dans l'organisme entier, chacun des systèmes du corps commence à échouer, raison pour laquelle la vie de la personne est mise en danger.

Parmi les organes et systèmes pouvant être affectés par une maladie mitochondriale, citons:

• Pancréas (Diabète)
• Foie (maladie du foie)
• Reins
• Muscles (faiblesse, douleur)
• Coeur
• Yeux (cécité, cataracte)
• Cerveau (tremblements, problèmes moteurs,
• Oreilles (surdité)
• Système endocrinien
• Système respiratoire

C'est parce qu'ils ont besoin d'une plus grande quantité d'énergie pour fonctionner correctement.

Ce type d'affections est dû à la production faible ou nulle des protéines générées dans les mitochondries et liées au métabolisme.

L'origine de ces altérations est un type de mutation de l'ADN présent dans les mitochondries. Malgré sa faible contribution au génome humain, ils ont des effets assez larges dans chacun des systèmes susmentionnés.

D'autres études ont associé plusieurs maladies neurologiques telles que la maladie de Parkinson à des altérations des gènes liés à la fonction mitochondriale, les tissus affectés par la maladie nécessitant l'apport énergétique fourni par les mitochondries.

Références

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