Wat zijn de speciale kenmerken van mitochondriale overerving?
mitochondriën zijn een celcompartiment dat moederlijk wordt geërfd. Alle kinderen van een moeder hebben dus hetzelfde mitochondriaal DNA (afgekort als mtDNA). Dit feit kan worden gebruikt in genealogisch onderzoek door mitochondriaal DNA te gebruiken om bijvoorbeeld het lidmaatschap van een familie voor een volk vast te stellen.
Voorts mitochondria met hun mtDNA zijn niet onderworpen aan een strikt delingsmechanisme, zoals het geval is met DNA in onze celkern. Terwijl het DNA wordt verdubbeld en vervolgens naar de dochtercel wordt overgebracht tot precies 50%, wordt het mitochondriale DNA min of meer gerepliceerd tijdens de celcyclus en wordt het ook ongelijk verdeeld over de nieuw ontwikkelende cel. mitochondria van de dochtercel. De mitochondriën bevatten gewoonlijk twee tot tien exemplaren van mtDNA in hun matrix.
De puur moederlijke oorsprong van de mitochondriën kan worden verklaard door onze geslachtscellen. Sinds het mannetje sperma, verenigd met de eicel, brengt alleen zijn hoofd, die alleen het DNA bevat van de celkern, draagt de moederlijke eicel alle mitochondriën bij voor de vorming van de laatste embryo- De staart van de sperma, aan de voorkant waarvan de mitochondriën zich bevinden, blijft buiten het ei, omdat het alleen door het sperma wordt gebruikt om zich te verplaatsen.
Functie van mitochondriën
De term 'energiecentrales van de cel' beschrijft treffend de functie van de mitochondriën, namelijk energieproductie. Alle energiebronnen uit voeding worden hier in de laatste stap gemetaboliseerd en omgezet in chemische of biologisch bruikbare energie. De sleutel hiervoor wordt ATP (Adenosine Tri-Phosphate) genoemd, een chemische verbinding die veel energie kan opslaan en door ontbinding weer kan afgeven.
ATP is de universele energieleverancier voor alle processen in elke cel, het is bijna altijd en overal nodig. In de matrix, dat wil zeggen de ruimte binnen het mitochondrion, de laatste metabolische stappen voor het gebruik van koolhydraten of er vinden suiker (zogenaamde celademhaling, zie hieronder) en vetten (zogenaamde bèta-oxidatie) plaats. Eiwitten worden hier uiteindelijk ook gebruikt, maar ze worden al in de suikers omgezet lever en daarom ook het pad van cellulaire ademhaling volgen.
Mitochondriën zijn dus de interface voor de omzetting van voedsel in grotere hoeveelheden biologisch bruikbare energie. Er zijn veel mitochondriën per cel. Grofweg kan men zeggen dat een cel die veel energie nodig heeft, zoals spier- en zenuwcellen, ook meer mitochondriën heeft dan een cel waarvan de energieomzet lager is.
Mitochondriën kunnen geprogrammeerde celdood (apoptose) initiëren via de intrinsieke signaalroute (intercellulair). Een andere taak is de opslag van calcium Celademhaling is een chemisch uiterst complex proces voor de omzetting van koolhydraten of vetten naar ATP, de universele energiedrager, met behulp van zuurstof.
Het is verdeeld in vier proceseenheden, die op hun beurt bestaan uit een groot aantal afzonderlijke chemische reacties: glycolyse, PDH (pyruvaat dehydrogenase) reactie, citraatcyclus en ademhalingsketen. Glycolyse is het enige deel van celademhaling dat plaatsvindt in het celplasma, de rest vindt plaats in de mitochondriën. Glycolyse produceert al kleine hoeveelheden ATP, zodat cellen zonder mitochondriën of zonder zuurstoftoevoer aan hun energiebehoefte kunnen voldoen.
Dit type energieproductie is echter veel inefficiënter in verhouding tot de gebruikte suiker. Twee ATP's kunnen worden verkregen uit één suikermolecuul zonder mitochondriën, maar met behulp van mitochondriën kunnen in totaal 32 ATP's worden verkregen. De structuur van de mitochondriën is bepalend voor de verdere stappen in de cellulaire ademhaling.
PDH-reactie en citraatcyclus vinden plaats in de mitochondriale matrix. Voor dit doel wordt het tussenproduct van glycolyse actief getransporteerd via transporteurs in de twee membranen naar het inwendige van de mitochondriën voor verder gebruik. De laatste stap van celademhaling, de ademhalingsketen, vindt dan plaats in het binnenmembraan en maakt gebruik van de strikte scheiding van de ruimte tussen de membranen en de matrix. Hier komt ook de zuurstof die we inademen in het spel, wat de laatste belangrijke is factor voor een functionerende energieproductie.
Fysieke en mentale stress kan de prestatie van onze mitochondriën en dus ons lichaam verminderen. U kunt met eenvoudige middelen proberen uw mitochondriën te versterken. Vanuit medisch oogpunt is dit nog steeds controversieel, maar er zijn nu enkele onderzoeken die aan sommige methoden een positief effect toeschrijven.
Een gebalanceerd dieet is ook belangrijk voor mitochondriën. Een uitgebalanceerde elektrolyt evenwicht is bijzonder relevant. Dit omvat vooral natrium en kalium, voldoende vitamine B12 en andere B vitaminen, omega3-vetzuren, ijzer en het zogenaamde co-enzym Q10, dat deel uitmaakt van de ademhalingsketen in het binnenmembraan.
Voldoende bewegen en sporten stimuleert de deling en daarmee de proliferatie van mitochondriën, aangezien deze nu meer energie moeten produceren. Dit is ook in het dagelijks leven merkbaar. Sommige onderzoeken tonen aan dat blootstelling aan kou, bijvoorbeeld door een koude douche te nemen, ook de verdeling van mitochondriën bevordert.
Meer controversieel zijn diëten zoals een ketogeen dieet (niet koolhydraten) of onderbroken vastend Voor dergelijke maatregelen dient men altijd de vertrouwensarts te raadplegen. Vooral bij zware ziekten, zoals kankermoet men voorzichtig zijn met dergelijke experimenten. Wel algemene maatregelen, zoals sporten en een evenwichtige dieet, nooit schade toebrengen en ook aantoonbaar de mitochondriën in ons lichaam versterken.
