Cualquiera que se haya sentado en una clase de biología probablemente haya escuchado la frase: "las mitocondrias son las centrales eléctricas de la célula". Pero estos diminutos orgánulos en forma de varilla son más que simples fábricas productoras de energía; Son vitales para nuestra salud y nuestra vida.
Se planteó la hipótesis de que las mitocondrias solían ser células procarióticas separadas de vida libre que fueron engullidas por células eucarióticas; estas entidades separadas comenzaron a funcionar como una sola, conservando su propio ADN, pero viviendo simbióticamente. Hoy en día, esto significa que nuestras células tienen tanto ADN nuclear, que reside dentro del núcleo, como el ADN mitocondrial, almacenado dentro de la mitocondria.
El número de mitocondrias dentro de cada célula varía mucho; Ciertos tipos de células, como las neuronas, las células de la retina (en el ojo), las células del músculo cardíaco y los hepatocitos (en el hígado), contienen miles de mitocondrias, debido a las altas demandas de energía de esas células. Las mitocondrias están encapsuladas por una membrana externa y tienen una membrana interna ondulada. El área dentro de la membrana interna se conoce como la matriz. Dentro de la matriz, el trifosfato de adenosina (ATP), se produce la energía que nos mantiene vivos. La mayoría de nuestras células necesitan ATP para funcionar; por lo tanto, requerimos mitocondrias para mantenernos vivos. Y necesitamos mitocondrias eficientes para que prosperen. Nuestras mitocondrias también desempeñan un papel importante en la comunicación celular, la diferenciación celular y la regulación del crecimiento y la muerte celular. Básicamente, están tomando las decisiones, y si queremos una mente y un cuerpo sanos, debemos buscar la fuente: nuestras mitocondrias.
¿Como funciona?
En un nivel básico, el concepto más importante a comprender es que nuestras mitocondrias metabolizan los ácidos grasos y los carbohidratos para producir energía, en forma de ATP. Salta adelante si eso es todo lo que quieres saber; estamos a punto de sumergirnos en la ciencia.
Para que los carbohidratos sean utilizados por las mitocondrias, primero deben descomponerse en glucosa y pasar por glucólisis, un proceso metabólico que convierte la glucosa en piruvato. Una vez que se completa la conversión, el piruvato se introduce en las mitocondrias, donde se convertirá en acetil-CoA.
Los ácidos grasos pasan por un proceso llamado beta-oxidación, dentro de las mitocondrias, para convertirlos en acetil-CoA, NADH y FADH2. El NADH y el FADH2 se utilizarán en la cadena de transporte de electrones (ETC) dentro de la membrana interna de las mitocondrias. La acetil-CoA es la molécula requerida para el primer paso del ciclo de Krebs (también conocido como el Ciclo del Ácido Cítrico). El ciclo de Krebs produce dióxido de carbono (CO2), así como más NADH y FADH2; estas moléculas colectivamente proporcionan carbono y electrones, los bloques de construcción que las mitocondrias necesitan para hacer ATP a través del ETC.
NADH y FADH2 son ricos en electrones (cargas negativas) que se transmitirán a lo largo de una cadena de proteínas dentro del ETC. Estas proteínas actúan como un sistema de lanzadera, recogiendo un electrón de carga negativa y pasándolo a la siguiente proteína. Dentro de este sistema también hay cargas positivas conocidas como protones; los electrones y los protones deben estar "emparejados" en cierto sentido; a medida que se pasa un electrón a lo largo del sistema de lanzadera, de una proteína a otra, se produce un poco de energía, y esta energía mueve el protón cargado positivamente a través de la membrana (recuerde que todo esto ocurre a lo largo de la membrana interna de la membrana). mitocondrias) y en un área conocida como el espacio intermembrana. La energía obtenida de todos estos protones cargados positivamente se mueve a través del complejo ATP sintasa (un área rica en enzimas de la membrana) y ayuda a convertir el difosfato de adenosina (ADP) y el fosfato en ATP. ¡Se ha formado energía!
Además de la producción de energía, las mitocondrias también desempeñan un papel clave en la comunicación celular al servir de plataforma física para las interacciones de señalización celular y al regular ciertas moléculas de señalización intracelular , como las especies de calcio y oxígeno reactivo (ROS). A través de los métodos, las mitocondrias juegan un papel importante en la regulación de la inflamación, la muerte celular, la inmunidad innata y la autofagia.
Las mitocondrias también sirven como sitios clave para la producción de hormonas esteroides en las glándulas suprarrenales, gónadas, placenta y cerebro. Las mitocondrias en las células renales desempeñan un papel en la activación y degradación de la vitamina D. A través de la regulación del calcio intracelular, la mitocondria juega un papel importante en la señalización hormonal.
Ahora que entendemos cómo funcionan las mitocondrias, podemos ver cómo nos benefician las mitocondrias saludables, y podemos comenzar a entender qué tan perjudicial puede ser si no funcionan de manera óptima. En la Parte 2 , analizaremos con mayor profundidad cómo las mitocondrias disfuncionales afectan nuestra salud.
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