미토콘드리아

정의

모든 신체 세포에는 소위 세포 소기관이라는 특정 기능 단위가 있습니다. 그들은 세포의 작은 기관이며 큰 기관과 마찬가지로 책임 영역을 할당했습니다. 세포 소기관에는 미토콘드리아와 리보솜이 포함됩니다.

세포 소기관의 기능은 다릅니다. 일부는 건축 자재를 생산하고 다른 일부는 주문을 보장하고 "쓰레기"를 청소합니다.
미토콘드리아는 에너지 공급을 담당합니다. 그들은 수년 동안 관련 용어 "세포의 발전소"를 사용해 왔습니다. 그 안에는 에너지 생성에 필요한 모든 구성 요소가 결합되어 세포 호흡이라고하는 것을 사용하는 모든 프로세스에 대한 생물학적 에너지 공급 업체를 생산합니다.

신체의 각 세포에는 평균이 있습니다. 1000-2000 개의 개별 미토콘드리아, 그래서 그들은 전체 세포의 약 1/4을 구성합니다. 세포에 필요한 에너지가 많을수록 일반적으로 더 많은 미토콘드리아가 있습니다.
따라서 신경 및 감각 세포, 근육 및 심장 근육 세포는 그 과정이 거의 영구적으로 실행되고 극도로 에너지 집약적이기 때문에 다른 세포보다 미토콘드리아가 더 풍부한 세포 중 하나입니다.

미토콘드리아의 그림

1. 미토콘드리아
2. 세포핵-
   핵
3. 코어 바디-
   핵소체
4. 세포질
5. 세포막 -
   Plasmallem
6. 기 공관
7. 미토콘드리아 DNA
8. 막간 공간
9. Robisons
10. 매트릭스
11. 작은 낟알
12. 내막
13. Cristae
14. 외막

다음에서 모든 Dr-Gumpert 이미지에 대한 개요를 찾을 수 있습니다. 의료 삽화

미토콘드리아의 구조

미토콘드리아의 구조는 다른 세포 소기관에 비해 매우 복잡합니다. 크기는 약 0.5µm이지만 더 클 수도 있습니다.

미토콘드리아에는 소위 외막과 내막의 두 개의 껍질이 있습니다. 막의 크기는 약 5-7nm입니다.

주제에 대한 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. 세포막

이 막은 다릅니다. 바깥 쪽은 캡슐과 같은 타원형이며 많은 구멍을 통해 물질이 투과 할 수 있습니다. 반면 내부는 장벽을 형성하지만 여러 특수 채널을 통해 물질을 선택적으로 출입 할 수 있습니다.
외막과 비교하여 내막의 또 다른 특징은 접힘으로써 내막이 무수히 좁은 홈으로 미토콘드리아 내부로 돌출되도록합니다. 따라서 내부 멤브레인의 표면은 외부 멤브레인의 표면보다 훨씬 큽니다.
이 구조는 미토콘드리아 내에 다른 공간을 생성하는데, 이는 외막, 오목 부를 포함한 막 사이의 공간 (소위 Christae), 내막 및 내막 내 공간 (소위. 매트릭스, 그것은 내부 막으로 만 둘러싸여 있습니다).

다양한 유형의 미토콘드리아

세 가지 유형의 미토콘드리아가 알려져 있습니다. 주머니 유형, 크리스 태 유형 및 세뇨관 유형입니다. 분열은 미토콘드리아 내부의 내부 막의 침입을 기반으로 이루어집니다. 이러한 들여 쓰기의 모양에 따라 유형을 결정할 수 있습니다. 이러한 주름은 표면을 확대하는 역할을합니다 (호흡 사슬을위한 더 많은 공간).

Cristae 유형은 얇은 스트립 모양의 침입이 있습니다. 관형은 관형 침윤이 있고 낭형은 작은 돌출부가있는 관형 침윤이 있습니다.

Critae 유형이 가장 일반적입니다. 주로 스테로이드를 생산하는 세포의 관형입니다. sacculus 유형은 부신 피질의 zona fasciculata에서만 발견됩니다.

네 번째 유형 인 프리즘 유형이 가끔 언급됩니다. 이 유형의 침입은 삼각형으로 나타나며 간의 특수 세포 (성상 세포)에서만 발생합니다.

미토콘드리아 DNA

주요 저장 위치 인 세포핵 외에도 미토콘드리아에는 자체 DNA가 포함되어 있습니다. 이것은 다른 세포 소기관에 비해 독특합니다. 또 다른 특별한 특징은이 DNA가 소위 플라스미드 형태이고 세포핵에서와 같이 염색체 형태가 아니라는 것입니다.
이 현상은 미토콘드리아가 원시 시대에 그들 자신의 살아있는 세포 였다는 소위 내 공생 이론에 의해 설명 될 수 있습니다. 어느 시점에서이 원시 미토콘드리아는 더 큰 단세포 유기체에 의해 삼켜졌고 그 이후로 다른 유기체를 위해 그들의 작업을 수행했습니다. 이 공동 작업은 매우 잘 작동하여 미토콘드리아가 독립된 형태의 생명체를 특징 짓는 특성을 잃어 버리고 세포 생명체에 통합되었습니다.
이 이론에 찬성하는 또 다른 주장은 미토콘드리아가 세포핵으로부터 정보를 필요로하지 않고 독립적으로 분열하고 성장한다는 것입니다.
미토콘드리아 DNA는 미토콘드리아 DNA가 어머니로부터 엄격하게 유전되기 때문에 DNA가있는 미토콘드리아는 나머지 신체의 예외입니다. 그들은 어머니의 난자 세포와 함께 전달되며, 몸의 각 세포가 충분한 미토콘드리아를 가질 때까지 배아 발달 중에 분열합니다. 그들의 DNA는 동일하기 때문에 모계의 유전을 오랫동안 추적 할 수 있습니다.
물론, 미토콘드리아 DNA의 유전 적 질병, 이른바 미토 콘드로 피 증도 있습니다. 그러나 이들은 엄마에게서 아이에게만 전염 될 수 있으며 일반적으로 극히 드뭅니다.

미토콘드리아 유전의 특별한 특징은 무엇입니까?

미토콘드리아는 순전히 모성쪽에있는 세포 구획입니다 (모성) 상속됩니다. 어머니의 모든 아이들은 동일한 미토콘드리아 DNA (mtDNA로 약칭)를 가지고 있습니다. 이 사실은 미토콘드리아 DNA를 사용하여 가족이 사람에 속하는지 여부를 결정하는 것과 같은 계보 연구에 사용될 수 있습니다.

또한 mtDNA를 가진 미토콘드리아는 세포핵 내의 DNA와 마찬가지로 엄격한 분열 메커니즘의 영향을받지 않습니다. 이것이 두 배가되고 정확히 50 %가 딸 세포로 전달되는 동안, 미토콘드리아 DNA는 때때로 세포주기 과정에서 점점 더 복제되고 딸 세포의 새로 출현하는 미토콘드리아에 고르지 않게 분포됩니다. 미토콘드리아는 일반적으로 매트릭스 내에 2 ~ 10 개의 mtDNA 사본을 포함합니다.

미토콘드리아의 순전히 모성 기원은 생식 세포로 설명 할 수 있습니다. 수컷 정자는 세포핵의 DNA만을 포함하는 난자 세포와 합쳐질 때만 머리를 옮기기 때문에 모체 난자 세포는 후기 배아의 발달을 위해 모든 미토콘드리아에 기여합니다. 미토콘드리아가있는 앞쪽 끝에있는 정자의 꼬리는 정자를 이동시키는 역할 만하기 때문에 난자 외부에 남아 있습니다.

미토콘드리아의 기능

"세포의 발전소"라는 용어는 미토콘드리아의 기능, 즉 에너지 생성을 대담하게 설명합니다.
식품의 모든 에너지 원은 마지막 단계에서 여기에서 대사되어 화학적 또는 생물학적으로 사용 가능한 에너지로 변환됩니다. 이것의 핵심은 많은 에너지를 저장하고 분해를 통해 다시 방출 할 수있는 화합물 인 ATP (adenosine tri-phosphate)라고합니다.

ATP는 모든 셀의 모든 공정을위한 보편적 인 에너지 공급 업체이며 거의 항상 어디서나 필요합니다. 탄수화물 또는 당 (소위 세포 호흡, 아래 참조) 및 지방 (소위 베타 산화)을 활용하기위한 마지막 대사 단계는 매트릭스에서 발생하며, 이는 미토콘드리아 내부 공간을 의미합니다.
단백질은 궁극적으로 여기서도 사용되지만 이미 간에서 미리 당으로 전환되어 세포 호흡의 경로를 취합니다. 따라서 미토콘드리아는 음식을 더 많은 양의 생물학적으로 사용할 수있는 에너지로 전환하는 인터페이스입니다.

세포 당 미토콘드리아가 매우 많습니다. 대략 근육과 신경 세포와 같이 많은 에너지를 필요로하는 세포는 에너지 소비가 낮은 세포보다 미토콘드리아가 더 많다고 말할 수 있습니다.

미토콘드리아는 고유 신호 경로 (세포 간)를 통해 프로그램 된 세포 사멸 (세포 자멸사)을 시작할 수 있습니다.

또 다른 작업은 칼슘 저장입니다.

세포 호흡이란 무엇입니까?

세포 호흡은 탄수화물이나 지방을 산소의 도움을 받아 ATP, 즉 보편적 인 에너지 운반체로 전환하는 화학적으로 매우 복잡한 과정입니다.
이는 해당 과정, PDH (피루 베이트 탈수소 효소) 반응, 구연산 순환 및 호흡 사슬의 많은 개별 화학 반응으로 구성되는 4 개의 공정 단위로 나뉩니다.
당분 해는 세포질에서 발생하는 세포 호흡의 유일한 부분이며 나머지는 미토콘드리아에서 발생합니다. 당분 해는 이미 소량의 ATP를 생성하므로 미토콘드리아가 없거나 산소가 공급되지 않는 세포는 에너지 요구를 충족 할 수 있습니다. 그러나 이러한 유형의 에너지 생성은 사용되는 설탕과 관련하여 훨씬 비효율적입니다. 미토콘드리아가없는 하나의 당 분자에서 2 개의 ATP를 얻을 수 있습니다. 미토콘드리아의 도움으로 총 32 개의 ATP가 있습니다.
미토콘드리아의 구조는 세포 호흡의 추가 단계에 결정적입니다. PDH 반응과 구연산 순환은 미토콘드리아 기질에서 일어난다. 해당 과정의 중간 생성물은 두 개의 막에있는 수송 체를 통해 미토콘드리아 내부로 능동적으로 수송되며, 여기서 추가로 처리 될 수 있습니다.
세포 호흡의 마지막 단계 인 호흡 사슬은 내부 막에서 일어나고 막과 매트릭스 사이의 공간을 엄격하게 분리합니다. 이것은 우리가 호흡하는 산소가 작용하는 곳이며, 기능하는 에너지 생산을위한 마지막 중요한 요소입니다.

자세한 내용은 인간의 세포 호흡

미토콘드리아는 어떻게 그 기능을 강화할 수 있습니까?

신체적, 정서적 긴장은 우리의 미토콘드리아와 우리 몸의 성능을 저하시킬 수 있습니다.
간단한 방법으로 미토콘드리아를 강화할 수 있습니다. 의학적 관점에서 이것은 여전히 ​​논란의 여지가 있지만, 일부 방법이 긍정적 인 효과를 낸다는 연구가 있습니다.
균형 잡힌 식단은 미토콘드리아에도 중요합니다. 균형 잡힌 전해질 균형이 특히 중요합니다. 여기에는 무엇보다도 나트륨과 칼륨, 충분한 비타민 B12 및 기타 B 비타민, 오메가 3 지방산, 철분 및 내막에서 호흡 사슬의 일부를 형성하는 소위 코엔자임 Q10이 포함됩니다.
충분한 운동과 스포츠는 이제 더 많은 에너지를 생성해야하는 미토콘드리아의 분열과 증식을 자극합니다. 이것은 일상 생활에서도 눈에.니다.
일부 연구에 따르면 감기에 노출되는 것으로 나타났습니다. 차가운 샤워, 미토콘드리아의 분열을 촉진합니다.
케톤 생성 식단 (탄수화물 방지) 또는 간헐적 단식과 같은 식단은 더 논란의 여지가 있습니다. 그러한 조치를 취하기 전에 항상 신뢰할 수있는 의사와상의해야합니다. 특히 다음과 같은 심각한 질병이있는 경우 암, 그런 실험에주의를 기울여야합니다. 그러나 운동과 균형 잡힌 식단과 같은 일반적인 조치는 결코 해를 끼치 지 않으며 우리 몸의 미토콘드리아를 강화시키는 것으로 나타났습니다.

미토콘드리아를 증식시킬 수 있습니까?

원칙적으로 유기체는 미토콘드리아 생성을 위아래로 조절할 수 있습니다. 이에 대한 결정적인 요인은 미토콘드리아가 증식되는 기관의 현재 에너지 공급입니다.
이러한 장기 시스템 내의 에너지 부족은 궁극적으로 에너지 부족을 등록하는 다양한 단백질의 캐스케이드를 통해 소위 성장 인자의 발달로 이어집니다. 가장 잘 알려진 것은 PGC –1 – α입니다. 이것은 차례로 더 많은 미토콘드리아가 더 많은 에너지를 제공 할 수 있기 때문에 에너지 부족에 대응하기 위해 기관의 세포가 더 많은 미토콘드리아를 형성하도록 자극을받습니다.

실제로 이것은 예를 들어 식단을 조정하여 달성 할 수 있습니다. 신체에 에너지를 제공하는 데 사용할 수있는 탄수화물이나 설탕이 거의없는 경우 신체는 다음과 같은 다른 에너지 원으로 전환합니다. B. 지방과 아미노산. 그러나 처리가 신체에 더 복잡하고 에너지를 빨리 사용할 수 없기 때문에 신체는 미토콘드리아 생성을 증가시켜 반응합니다.

요약하면, 저탄수화물 식단이나 근력 운동과 함께 단식하는 기간이 근육에 새로운 미토콘드리아 형성을 강력하게 자극한다고 말할 수 있습니다.

미토콘드리아 질병

미토콘드리아 질병은 대부분 미토콘드리아의 소위 호흡 사슬의 결함 때문입니다. 우리 조직이 적절하게 산소를 공급 받으면,이 호흡 사슬은 여기 세포가 기능을 수행하고 스스로 살아남을 수있는 충분한 에너지를 갖도록하는 역할을합니다.
따라서이 호흡 사슬의 결함은 궁극적으로 이러한 세포의 죽음을 초래합니다. 이 세포 사멸은 특히 지속적인 에너지 공급에 의존하는 기관이나 조직에서 두드러집니다. 여기에는 골격근과 심장근, 중추 신경계뿐만 아니라 신장과 간도 포함됩니다.

영향을받은 사람들은 일반적으로 운동 후 심한 근육통을 호소하거나 정신 능력이 저하되거나 간질 발작으로 고통받을 수 있습니다. 신장 기능 장애도 발생할 수 있습니다.

의사의 어려움은 이러한 증상을 올바르게 해석하는 것입니다. 신체의 모든 미토콘드리아가 아니고 때로는 세포의 모든 미토콘드리아가 이러한 손상된 미토콘드리아 기능을 가지고 있지 않기 때문에 특성은 사람마다 크게 다를 수 있습니다. 그러나 의학에서는 여러 장기가 항상 오작동으로 영향을받는 질병 복합체가 확립되어 있습니다.

• 에서 리 증후군 예를 들어, 뇌간 부위의 세포 사멸과 말초 신경 손상이 발생합니다. 추가 과정에서 심장, 간 및 신장과 같은 기관도 취약 해지고 궁극적으로 기능을 멈 춥니 다.
• 근병증, 뇌병증, 젖산 증, 뇌졸중 유사 에피소드의 증상 복합체에서 간단히 MELAS 증후군, 관계자는 골격근 및 중추 신경계의 세포 결함으로 고통받습니다.

이러한 질병은 일반적으로 근육에서 채취 한 작은 조직 샘플을 사용하여 진단됩니다. 이 조직 검체는 이상 여부를 현미경으로 검사합니다. 소위 "비정상적인 붉은 섬유"(미토콘드리아 덩어리)가 존재하는 경우 이는 미토콘드리아 질병의 존재를 나타내는 매우 큰 지표입니다.
또한 호흡 사슬의 구성 요소는 종종 그 기능에 대해 검사되고 미토콘드리아 DNA는 시퀀싱을 사용하여 돌연변이에 대해 검사됩니다.

미토콘드리아 질병의 치료 또는 치료조차 현재 (2017 년) 아직 불가능합니다.