A Mitokondriumok elképesztő szerepe az egészségünkben

Ebben a részben a biológiában témakör 2023-as áttöréséről lesz szó. Ez az érdem pedig a mitokondriumot illeti. Azon belül, a mitokondriumok átfogó egészségügyi szerepét.

A mitokondriumok döntő szerepet játszanak a sejten belüli energiatermelésben. A közelmúltban elért áttörések kimutatták, hogy a mitokondriális működés fokozása javítja a sejtek egészségét és élettartamát. A tanulmányok új módszereket tártak fel a mitokondriális biogenzisz stimulálására, amely folyamat során új mitokondriumok képződnek. Ez a folyamat elengedhetetlen az anyagcsere egészségének megőrzésében. Ez az egyik legértékesebb állóképességi adaptáció, ha lehet ilyet mondani. Ugyanakkor, mint biológiai folyamat viszonylag ritkán fordul elő. Speciális körülmények indítják el az úgynevezett AMPK génkört, aminek a része a mitokondriális biogenzis. Ehhez hozzájárul a már előbb említett edzés, és az alacsony makronutriens szint a szervezetben. Az olyan beavatkozások, mint az időszakos böjt és bizonyos mozgási protokollok, javíthatják a mitokondriális funkciót és elősegíthetik az autofágiát. Ami egyébként a 2016-os év Nobel-díjas témája. Ez a folyamat segít lecserélni a sérült mitokondriumokat, és a meglévő egészséges mitokondriumok regenerálódását. Ezáltal fokozza a sejt általános működését és a különböző betegségekkel szembeni, ellenálló képességét.

De mi az a mitokondrium?

A mitokondriumok a sejtmembránhoz közeli organellumok, amelyek a legtöbb eukarióta sejtben megtalálhatóak. Gyakran a sejtek erőműveiként emlegetik, mert ezek termelik az adenozin trifoszfát az ATP nagy részét, amelyet kémiai energiaforrásként használnak. A mitokondriumok más feladatokban is részt vesznek, mint például a jelátvitel, a sejtdifferenciálódás, a sejtnövekedés, a sejtciklus és a sejthalál szabályozása.
Beszéljünk a biogenesisről. A mitokondriális biogenezis az a folyamat, amelynek során új mitokondriumok képződnek. Ez a folyamat döntő fontosságú a sejtek számára, hogy alkalmazkodjanak a megnövekedett energiaigényhez. Ebben a folyamatban a sejt másolatot készít a meglévő mitokondriumai DNS-éről, és olyan fehérjéket szintetizál, amik által új mitokondriumok képződnek. A mitokondriális biogenezis kulcsfontosságú szabályzója az úgynevezett PGC-1alfa, amelyet különféle ingerek aktiválnak, beleértve az edzést és a kalóriakorlátozást.
Tudom, hogy ez most extenzív, de hidd el nem az, ha elképzeled, hogy a sejtmaghoz eljut minden információ, ami a sejten kívül és a sejten belül történik. A sejtmag feldolgozza az információkat és enkódolja egy MRNS fehérjébe, amit a riboszóma, ami szintén egy sejtszerv dekódol tehát kiolvas, és kiadja a feladatokat a további sejt egységeknek, hogy hogyan változtassák meg a sejt működését. Na egy ilyen feladat a PGC-1alfa, ami alapján a sejt további egységei végrehajtják a szükséges módosításokat. Nagyjából ez a sejten belüli kommunikáció folyamata.

Oké, így jönnek létre a mitokondriumok, de mit csinál egy mitokondrium?

A mitokondriumok központi szerepet töltenek be számos sejtfolyamatban. Az egyik az energiatermelés. Az oxidatív foszforiláció révén a mitokondriumok ATP-t termelnek a tápanyagok oxidációja által felszabadult energiából. A mitokondrium feladata az apoptózis, amiben a mitokondriumok kiválasztják a citokróm c nevű jelző fehérjét, elindítva a kaszpáz kaszkádot, ami programozott sejthalálhoz vezet.

Úgy gondolod, hogy jó móka, ha nem működnek megfelelően a mitokondriumok?

A kalcium homeosztázisban a mitokondriumok segítik a sejten belüli kalcium ionok szabályozását, ami létfontosságú a különböző sejtfolyamatokhoz. További feladata a hőtermelés, ugyanis a barna zsírszövetben található mitokondriumok, az úgynevezett „non shivering thermogenesis” által hőt termelnek.
A legújabb tanulmányok rávilágítottak a mitokondriumok fontosságára az agyműködésben és a mentális egészségben. A mitokondriális funkció létfontosságú a neuroplaszticitásban, ami a tanulásért és a memóriáért felel. A mitokondriumok befolyásolják az olyan neurotranszmitterek termelődését mint a szerotonin és a dopamin, amelyek létfontosságúak a hangulat szabályozásához. A mitokondriumok szerepet játszanak a hipotalamusz hipofízis mellékfese tengelyben ez a HPA-tengely. A HPA-tengely a stresszre adott reakciókat szabályozza.
A mitokondriális diszfunkció számos betegségben szerepet játszik. Az olyan neurodegeneratív állapotok, mint a parkinzon, az alzheimer és a Huntington-kór, a mitokondriális funkció károsodásához kapcsolódnak. A cukorbetegség és az elhízás, az energiatermelés mitokondriális elégtelenségéhez kapcsolódik. A mitokondriumok diszfunkciója szívelégtelenséghez és szívizom gyengeséghez vezethet.
Ezek a diszfunkciók származhatnak genetikai mutációkból, környezeti hatásokból, vagy a kettő kombinációjából. A mitokondriumok minősége hanyatlik az életkorral, ami hozzájárul az öregedési folyamatokhoz és összefügg az életkorral kapcsolatos betegségekkel.
Tehát a mitokondriumok nélkülözhetetlenek a sejtek energiatermeléséhez és számos más sejtfolyamathoz. Döntő szerepet játszanak a sejtek egészségének megőrzésében és számos betegségben.