Больше всего митохондрий содержится в какой ткани

4 июля 2014

Автор
КакПросто!

Гранулы митохондрий были впервые обнаружены в мышечных клетках в 1850 году. Их число в тканях непостоянно. Кроме процентного содержания в клетках, они могут различаться также по размерам, форме и пропорциям.

Инструкция

Митохондрии (от греч. μίτος – нить, χόνδρος – крупинка, зернышко) – это органоиды клетки, участвующие в процессах клеточного дыхания и запасающие энергию в виде молекул АТФ. Именно в форме АТФ энергия становится доступной для энергетических затрат клетки.

Митохондрии есть почти во всех эукариотических клетках, кроме эритроцитов млекопитающих и некоторых паразитических простейших. Количество этих органоидов в клетке может составлять от единиц, как у сперматозоидов, некоторых простейших и водорослей, до многих тысяч. Особенно велико число митохондрий в клетках, нуждающихся в больших энергетических запасах. У животных это мышечные ткани, клетки печени.

Митохондрии обычно имеют шаровидную, овальную или палочковидную формы, но в нейронах, к примеру, они имеют форму нитей, а у некоторых грибов это разветвленные гигантские «энергетические станции».

Несмотря на различие форм, у всех митохондрий принципиально сходный, единый план строения. Подобно пластидам, эти органоиды состоят из двух мембран: внешняя мембрана гладкая, а внутренняя представлена многочисленными складками, перегородками и выступами. Складки внутренней мембраны митохондрий называют кристами. Они имеют большую общую поверхность, и именно на них происходят процессы клеточного окисления.

Как и пластиды в растительных клетках, митохондрии имеют собственный генетический аппарат. Их ДНК, как и у прокариот, представлена кольцевой хромосомой. Это позволяет предположить, что предки митохондрий были свободноживущими безъядерными организмами, которые впоследствии перешли к паразитическому образу жизни или вступили в симбиоз с эукариотами, а затем и вовсе стали неотъемлемой частью их клеток.

Помимо ДНК, митохондрии имеют свою собственную РНК и рибосомы. Перед делением клетки или при интенсивном расходовании ею энергии число митохондрий в результате их деления возрастает, чтобы покрыть растущие (или только предстоящие) потребности клетки в энергии. Если потребность в энергии невелика, число этих органоидов снижается.

Полезный совет

Прокариоты – это безъядерные организмы, не имеющие оформленного ядра, отделенного от цитоплазмы ядерной оболочкой – кариоплазмой. Их единственная кольцевая хромосома расположена непосредственно в цитоплазме клетки, и ее условно называют «бактериальной хромосомой». От ядерных организмов – эукариот – у прокариот есть множество и других принципиальных отличий.

Источник

Автор: Екатерина Щербакова

Зачем нам нужно знать про митохондрии и заботиться о них? Одно то, что без них наш организм не может производить необходимую для жизни энергию, уже серьезный аргумент. Это вопрос выживания на биологическом уровне. Нарушение функции митохондрии — это причина многих болезней и один из ключевых факторов старения. Стареют митохондрии — стареет клетка — стареет организм. Рассказывает биохакер Екатерина Щербакова.

Последствиями неправильного образа жизни и питания является то, что митохондрии выходят из строя. Нам повезло, что митохондрии могут «рождаться» заново. Этот процесс называется биогенез митохондрий. Чем старше мы становимся, тем актуальнее становится активизация этого процесса.

Что может активировать сборку новых митохондрий?

Поделюсь с вами некоторыми биохаками из исследований.

Спермидин

Модное в наши дни вещество, которое активно исследуется, в том числе как потенциальный геропротектор. Спермидин вырабатывается у нас организме, при этом с возрастом его синтез заметно снижается.
Он есть в проростках, сыре, сое, грибах.

Тут стоит упомянуть про важный момент. Как мы понимаем, для того чтобы образовывались новые митохондрии, необходимо, чтобы умирали старые, поломанные. А это, как мы знаем, осуществляется за счет аутофагии – когда речь идет о митохондриях, это называется митофагия.
Из исследований мы знаем, что спермидин обладает таким эффектом – активирует митофагию. Другой хороший активатор митофагии – уролитин, компонент граната и малины, грецкого ореха (также он вырабатывается нашей микробиотой).

Ограничение калорий и голодание

Активация биогенеза митохондрий в этом случае происходит за счет PGC-1α — главного клеточного регулировщика митохондрий. Ключевым игроком в этом является AMPK. Это еще один аргумент в пользу периодического голодания.

Бутират (масляная кислота)

Бутират образуется в кишечнике при расщеплении бактериями пищевых волокон и является хорошим активатором биогенеза митохондрий. Этот эффект бутирата связан прежде всего с активацией AMPK и последующей активации PGC-1α. На активной карте можно увидеть эту связь.
То есть важно поставлять качественный корм микробиоте, а это пребиотики. В большом количестве они содержатся в растительной пище: овощи, водоросли, ягоды, некоторые фрукты (например, пектин из яблок), цикорий.

Кверцентин

В большом количестве содержится в бруснике, клюкве, калине, красном луке и имеет сильный эффект по активации PGC-1α. К другим веществам, активирующими PGC-1α и непосредственно извлекаемыми нами из пищи, относятся катехины (какао, зеленый чай, ягоды асаи, некоторые фрукты) и ресвератрол (ягоды, виноград, арахис).

Холод

Это и криосауна, и моржевание, и обливание холодной водой. Показано, что холод активизирует сборку новых митохондрий. Эффект холода/холодной воды связан с активацией PGC-1α .

Сульфорофан

Сульфорофан является митогорметином. Что это? Это вещество, которое вызывает гормезис (умеренный стимулирующий стресс) и тем самым стимулирует митохондрии.

Предшественник сульфорофана — глюкорафанин, который превращается в сульфорафан в процессе пищеварения,— содержится в репе, брокколи и других видах капусты. Больше всего его содержится в проростках брокколи.

EGCG (галлат эпигаллокатехина)

Содержится в зеленом чае.

Эриоцитрин

Это ценное вещество содержится в кожуре цитрусовых, в частности, лимонов.

PQQ (витамин В14)

Натуральное какао — самый богатый источник PQQ. Этот витамин не особенно известен, но он крайне важен. PQQ защищает митохондрии от причиняемого окислением вреда и стимулирует развитие новых митохондрий.

BHB (бэта-гироксибутират).

BHB вырабатывается из жирных кислот во время голодания и на низкоуглеводном-высокожировом стиле питания. BHB — «главный кетон», главный герой LCHF и КЕТО, обладает улучшающими здоровье свойствами.

МСТ (триглицериды средней цепи)

Содержатся в кокосовом масле. Как мы помним, это самые легкие для производства кетонов жирные кислоты. То, что МСТ активирует биогенез митохондрий, пока показано только на мышах, но это не исключает вероятности, что это будет работать и для людей.

Тренировки

Регулярные аэробные нагрузки, такие как бег, танцы, фитнес — еще один способ увеличить количество митохондрий.

Уверена, что скоро появится больше новых биохаков на эту тему. О митохондриях нужно заботиться, поддерживать, помогать увеличивать их количество. Питание в этом вопросе, конечно же, играет одну из главных ролей, но помимо питания также важны регулярная физическая нагрузка, качественный сон, контроль стресса и нутрицевтическая поддержка.

Исследования собраны на www.biomidmap.com, ссылки на них в активных линках по тексту.

Оригинал статьи на сайте Organicwoman.ru

Мнение редакции может не совпадать с мнением автора. В случае проблем со здоровьем не занимайтесь самолечением, проконсультируйтесь с врачом.

Нравятся наши тексты? Подписывайтесь на канал в Яндекс.Дзен.

Источник

митохондрии

Если вы активный пользователь инстаграмм и других социальных сетей, в меру озабоченный своим здоровьем, то слово митохондрия, должно вызывать легкую дрожь. Оно везде. Они везде. И каждый диетолог, врач, массажист кричит о том, что их срочно надо восстанавливать.

На самом деле они и правда везде. Эти загадочные органеллы (похожие на котлету с прожилками в школьном учебнике по биологии) содержатся практически в каждой клетке. И ко всеобщему удивлению, их там очень много ( от нескольких сотен до 1-2 тысяч). Число митохондрий не постоянно и напрямую зависит от энергетической потребности ( это – важная информация, которую стоит держать в голове всем желающим жить до 100 и не болеть). Также эти удивительные органеллы способны внутри клетки перемещаться, группируясь в областях с повышенным потреблением энергии.

Ученые считают, что они появились очень и очень давно, вследствие захвата примитивными клетками бактерий, которые со временем при симбиотическом ( взаимовыгодном) взаимодействие стали их неотъемлемой частью.

Но вернемся к главному. Зачем они нужны?

Митохондрии – наши энергетические станции. Если максимально упростить сложнейший биохимически каскад реакций, происходящий внутри маленьких клеточных органов, то можно смело сказать- без них нам не жить. Митохондрии вырабатывают АТФ- универсальную форму энергии внутри любой живой клетки.

Никогда не задумывались о нашем дыхание, пользе свежего воздуха и зачем вообще нам нужен кислород? Так вот он нужен не нам, а им, этим клеточным трудоголикам, для полноценной работы дыхательной цепи и выработки энергии.

Это сложно представить, ведь, ведя разговор о дыхание, мы в первую очередь задумываемая о легких, трахеях, может быть крови, которая разносить кислород по организму. Но за пределами органов, выполняющих функции доставки сырья, кроется бесчисленное количество клеток нашего тела, каждая из которых живет свой отдельной жизнью: появляется, делится, работает на общее благо, стареет и погибает. Мы дышим не только чтобы жить, мы живем, потому что мы дышим и вырабатываем энергию при помощи сложных химических преобразований в крошечных клетках.

И теперь о главном. Откуда столько интереса к позабытым со школы органеллам возникло на сегодняшний день?

Виновато во всем огромное количество заболеваний, которые перестали просто ассоциироваться с отказами конкретных органов , а причиной их появления наука рассматривает старение наших клеток и утрату их работоспособности. Синдром хронической усталости,альцгеймер, диабет и многие другие дегенеративные изменения в основе своей имеют одну общую черту – нарушение метаболизма на клеточном уровне. В связи с чем у ученых появляются все новые и новые теории причин старения организма ( о них поговорим в следующих постах) и одной из самых основным является – свободнорадикальная ( или, как некоторые любят объединять, митохондриальная теория старения) .

Наконец-то знакомое слово! О свободных радикалах и антиоксидантах, думаю, слышали все. Так вот, удивлю ли я вас рассказав, что основная масса свободных радикалов накапливается и прорывается наружу именно из стареющих или плохо работающих митохондрий?

Причин попортится у малышей очень много. И враждебные дефекты митохондриалной ДНК( да-да, у них она отдельная от ядерной), которые позволяют дефектным митохондрия накапливаться в клетках с годами и не выполнять свои функции, различные стрессы для организма , включающие токсины из внешней среды, нехватка нутриентов для полноценной работы и …и … можно перечислять бесконечно. Суть остается все той же – без хорошо работающих митохондрий клетка не жилец, как собственно и мы, когда количество таких клеток в органе/организме превысит количество здоровых.

Вернемся к антиэйджу и не желанию стареть.Есть тут такие? Что будем делать?

Движение – жизнь. Как мы уже выяснили в начале текста , количество наших энергетических станций напрямую зависит от нашей потребности в энергии, поэтому любителям приклеится к стулу поплотнее это стоит учесть.И теперь , когда вы знаете , кто стоит за всей нашей возможностью движения , не сложно догадаться, что регулярные физические нагрузки приносят невероятную пользу не только суставам и мышцам, а всему организму на клеточном уровне.
Свежий воздух. Нет, не просто так родители старой закалки отправляют своих детей бесконечно слоняться по улице. Кислород – активный участник дыхательной цепи, он действительно положительно влияет на наш энергетический потенциал и здоровье клеток. Поэтому активные прогулки на природе набирают все большую популярность среди городских жителей , старающихся вести здоровый образ жизни.
Сбалансированное питание. Вы задумывались когда-нибудь, что такое витамины и минералы в контексте клетки? Нет, не комплекс продающийся в аптеке, который мы пьем на всякий случай, когда не менее мифический “ иммунитет” у нас падает. Витамин б1, кто он? Витами б2? Что они делают в нашем организме? Так вот, многие витамины- активные помощники процессов протекающих в наших клетках, включая те ( цикл Кребса, о нем тоже поговорим попозже), которые помогают нам добывать энергию. Именно поэтому зеленый смузи с привкусом травы выигрывает у невероятных сухариков со вкусом бекона. Сбалансированное питание содержит огромное количество тех самых веществ, которые нужны нашей хим лаборатории для ее ежедневной работы.
Не переедать. Как ни странно, но принцип “больше – лучше” с нашими энергетическими станциями не работает. Дело в том что , имея избыточное количество “топлива” ( и не имея в большинстве своем нужного уровня расхода энергии в виде физической активности) электронно транспортная цепь внутри митохондрий , говоря языком простым, переполняется электронами , которые в свою очередь страдая без дела, идут в разгул и образуют свободные радикалы, травмирующие не только их самих, но и другие органеллы за пределами мембран.

Вот такой базовый свод простых и доступных всем правил получился.

На самом деле, в одной коротенькой заметке сложно расписать функции того, что формировалось миллиарды лет до нас в процессе эволюции. Помимо энергетической выработки наши маленькие митохондрии играют еще множество полезных ролей, например, запускают процессы контролируемой клеточной гибели( так сказать, самостоятельной чистки организма) , участвуют в метаболизме аминокислот, липидов и углеводов , синтезе белков и воспроизведение себя самих.

Об этом и многом другом поговорим позже… вконце концов нужны же блогу регулярные обновления.

Источник

МИТОХОНДРИИ (mitochondria; греч, mitos нить + chondrion зернышко) — органоиды, присутствующие в цитоплазме клеток животных и растительных организмов. Митохондрии принимают участие в процессах дыхания и окислительного фосфорилирования, продуцируют энергию, необходимую для функционирования клетки, представляя, таким образом, ее «силовые станции».

Термин «митохондрии» был предложен в 1894 г. Бендой (С. Benda). В середине 30-х гг. 20 в. удалось впервые выделить М. из клеток печени, что позволило исследовать эти структуры биохим, методами. В 1948 г. Хогебумом (G. Hogeboom) были получены окончательные доказательства того, что М. действительно являются центрами клеточного дыхания. Значительные успехи в изучении этих органоидов были сделаны в 60—70 гг. в связи с применением методов электронной микроскопии и молекулярной биологии.

Рис. 1. Электронограммы различных форм митохондрий из клетки поджелудочной железы крысы: а — удлиненная митохондрия; б — округлая митохондрия; X 38 000.

Форма М. варьирует от почти круглых до сильно вытянутых, имеющих вид нитей (рис. 1), Размер их колеблется от 0,1 до 7 мкм. Количество М. в клетке зависит от типа ткани и функционального состояния организма. Так, в сперматозоидах число М. невелико — ок. 20 (на клетку), в клетках эпителия почечных канальцев млекопитающих их содержится до 300 в каждой, а у гигантской амебы (Chaos chaos) обнаружено 500 000 митохондрий, В одной клетке печени крысы ок. 3000 М., однако в процессе голодания животного число М. может сократиться до 700. Обычно М. распределяются в цитоплазме достаточно равномерно, однако в клетках нек-рых тканей М. могут быть постоянно локализованы в участках, особенно нуждающихся в энергии. Напр., в скелетной мышце М. часто находятся в контакте с контрактильными участками миофибрилл, образуя правильные трехмерные структуры. В сперматозоидах М. образуют спиральный футляр вокруг осевой нити хвоста, что, вероятно, связано с возможностью использовать энергию АТФ, синтезируемую в М., для движений хвоста. В аксонах М. концентрируются вблизи синаптических окончаний, где происходит процесс передачи нервных импульсов, сопровождающийся энергозатратой. В клетках эпителия почечных канальцев М. связаны с выпячиваниями базальной клеточной мембраны. Это вызвано необходимостью постоянного и интенсивного снабжения энергией процесса активного переноса воды и растворенных в ней веществ, протекающего в почках.

Рис. 2. Схема ультраструктуры митохондрии: а —трехмерное изображение митохондрии; б — тонкое строение митохондриальной кристы (соответствует участку, заключенному в рамку на рисунке a): 1 — наружная мембрана; 2 — внутренняя мембрана; 3 — матрикс; 4 — гранулы, содержащие ионы кальция и магния; 5 — кристы; 6 — F1-частицы; 7 — пространство между мембранами; молекулы белка (8) и липидов (9), образующие мембрану; 10 —цепи дыхательных ферментов, расположенные на наружной стороне внутренней мембраны.

Электронно-микроскопически установлено, что М. содержит две мембраны — наружную и внутреннюю. Толщина каждой мембраны ок. 6 нм, расстояние между ними — 6—8 нм. Наружная мембрана гладкая, внутренняя образует сложные выросты (кристы), вдающиеся в полость митохондрии (рис. 2). Внутреннее пространство М. носит название матрикса. Мембраны представляют собой пленку из компактно уложенных молекул белков и липидов, в то время как матрикс подобен гелю и содержит в своем составе растворимые белки, фосфаты и другие хим. соединения. Обычно матрикс выглядит гомогенным, лишь в нек-рых случаях в нем можно обнаружить тонкие нити, трубочки и гранулы, содержащие ионы кальция и магния.

Из особенностей строения внутренней мембраны необходимо отметить наличие в ней сферических частиц ок. 8—10 нм в поперечнике, сидящих на короткой ножке и иногда выступающих в матрикс. Эти частицы были открыты в 1962 г. Фернандес-Мораном (H. Fernandez-Moran). Они состоят из белка, обладающего АТФ-азной активностью, получившего обозначение F1. Белок прикрепляется к внутренней мембране только со стороны, обращенной к матриксу. Частицы F1 располагаются на расстоянии 10 нм друг от друга, а в каждой М. содержится 104—105, таких частиц.

В кристах и внутренних мембранах М. содержится большинство дыхательных ферментов (см.), дыхательные ферменты организованы в компактные ансамбли, распределенные с правильными промежутками в кристах М. на расстоянии 20 нм друг от друга.

М. почти всех типов клеток животных и растений построены по единому принципу, однако возможны отклонения в деталях. Так, кристы могут располагаться не только поперек длинной оси органоида, но и продольно, напр, в М. синаптической зоны аксона. В ряде случаев кристы могут ветвиться. В М. простейших организмов, нек-рых насекомых и в клетках клубочковой зоны надпочечников кристы имеют форму трубочек. Число крист различно; так, в М. клеток печени и половых клеток крист очень мало и они короткие, в то время как матрикс обилен; в М. мышечных клеток кристы многочисленны, а матрикса мало. Существует мнение, что число крист коррелирует с окислительной активностью М.

Во внутренней мембране М. осуществляются параллельно три процесса: окисление субстрата цикла Кребса (см. Трикарбоновых кислот цикл), перенос освободившихся при этом электронов и накопление энергии путем образования макроэргических связей аденозинтрифосфата (см. Аденозинфосфорные кислоты). Основной функцией М. является сопряжение синтеза АТФ (из АДФ и неорганического фосфора) и аэробного процесса окисления (см. Окисление биологическое). Накопленная в молекулах АТФ энергия может трансформироваться в механическую (в мышцах), электрическую (нервная система), осмотическую (почки) и т. д. Процессы аэробного дыхания (см. Окисление биологическое) и сопряженного с ним окислительного фосфорилирования (см.) являются основными функциями М. Кроме того, в наружной мембране М. может происходить окисление жирных к-т, фосфолипидов и нек-рых других соединений.

В 1963 г. Насс и Насс (М. Nass, S. Nass) установили, что в М. содержится ДНК (одна или несколько молекул). Все исследованные до сих пор митохондриальные ДНК из животных клеток состоят из ковалентно замкнутых колец диам. ок. 5 нм. У растений митохондриальная ДНК значительно длиннее и не всегда имеет форму кольца. Митохондриальная ДНК во многих отношениях отличается от ядерной. Репликация ДНК происходит при помощи обычного механизма, однако не совпадает во времени с репликацией ядерной ДНК. Количество генетической информации, заключенной в молекуле митохондриальной ДНК, по-видимому, недостаточно для кодирования всех белков и ферментов, содержащихся в М. Митохондриальные гены кодируют в основном структурные белки мембран и белки, участвующие в морфогенезе митохондрий. М. имеют свои транспортные РНК и синтетазы, содержат все компоненты, необходимые для синтеза белка; их рибосомы меньше цитоплазматических и более похожи на рибосомы бактерий.

Продолжительность жизни М. сравнительно невелика. Так, время обновления половины количества М. составляет для печени 9,6—10,2 сут., для почки — 12,4 сут. Пополнение популяции М. происходит, как правило, из предсуществующих (материнских) М. путем их деления или почкования.

Давно высказывалось предположение, что в процессе эволюции М. возникли, вероятно, путем эндосимбиоза примитивных ядросодержащих клеток с бактериоподобными организмами. Имеется большое число доказательств этому: наличие собственной ДНК, более сходной с ДНК бактерий, чем с ДНК ядра клетки; присутствие в М. рибосом; синтез ДНК-зависимой РНК; чувствительность митохондриальных белков к антибактериальному препарату — хлорамфениколу; сходство с бактериями в реализации дыхательной цепи; морфол., биохим, и физиол, различия между внутренней и наружной мембраной. Согласно симбиотической теории клетка-хозяин рассматривается как анаэробный организм, источником энергии для к-рого является гликолиз (протекающий в цитоплазме). В «симбионте» же реализуется цикл Кребса и дыхательная цепь; он способен к дыханию и окислительному фосфорилированию (см.).

М. являются весьма лабильными внутриклеточными органоидами, раньше других реагирующими на возникновение каких-либо патол, состояний. Возможны изменения числа М. в клетке (вернее, в их популяциях) или изменения их структуры. Напр., при голодании, действии ионизирующего облучения число М. уменьшается. Структурные изменения обычно состоят в набухании всего органоида, просветлении матрикса, разрушении крист, нарушении целостности наружной мембраны.

Набухание сопровождается значительным изменением объема М. В частности, при ишемии миокарда объем М. увеличивается в 10 раз и более. Различают два типа набухания: в одном случае оно связано с изменением осмотического давления внутри клетки, в других случаях — с изменениями клеточного дыхания, сопряженного с ферментативными реакциями и первичными функциональными расстройствами, вызывающими изменения водного обмена. Помимо набухания, может происходить вакуолизация М.

Независимо от причин, вызывающих патол, состояние (гипоксия, гиперфункция, интоксикация), изменения М. довольно стереотипны и неспецифичны.

Наблюдаются такие изменения структуры и функции М., к-рые, по-видимому, становились причиной возникновения болезни. В 1962 г. Луфт (R. Luft) описал случай «митохондриальной болезни». Больному с резко повышенной интенсивностью обмена веществ (при нормальной функции щитовидной железы) была сделана пункция скелетной мышцы и найдено повышенное число М., а также нарушение структуры крист. Дефектные митохондрии в клетках печени наблюдались и при выраженном тиреотоксикозе. Виноград (J. Vinograd) с сотр. (с 1937 по 1969) обнаружил, что у больных с определенными формами лейкемии митохондриальные ДНК из лейкоцитов заметно отличались от нормальных. Они представляли собой открытые кольца или группы сцепленных колец. Частота этих аномальных форм снижалась в результате химиотерапии.

См. также Клетка.

Библиография:

Гаузе Г. Г. Митохондриальная ДНК, М., 1977, библиогр.;

Де Робертис Э., Новинский В. и Саэс Ф. Биология клетки, пер. с англ., М., 1973; Озернюк Н. Д. Рост и воспроизведение митохондрий, М., 1978, библиогр.; Поликар А. и Бесси М. Элементы патологии клетки, пер. с франц., М., 1970; Рудин Д. и Уилки Д. Биогенез митохондрий, пер. с англ., М., 1970, библиогр.; Серов В. В. и Пауков В. С. Ультраструктурная патология, М., 1975; Сэджер Р. Цитоплазматические гены и органеллы, пер. с англ., М., 1975.

Т. А. Залетаева.

Источник