Las células de nuestro cuerpo y otros seres vivos. Están formadas por un núcleo, el citoplasma, y la membrana plástica. Específicamente en el interior del citoplasma se encuentra la mitocondria.
Si leíste nuestro artículo sobre mitosis. Te habrás dado cuenta del rol que desempeñan las células en el funcionamiento del cuerpo. En este caso, la mitocondria es esencial en cuanto a la forma en que funcionan las células.
Por ello es importante conocer qué es mitocondria y cómo esta compuesta su estructura. También es necesario comprender las funciones que realiza en el organismo e identificar su diagrama. De todo esto te hablamos a continuación.
¿Qué es la mitocondria?
Muchas funciones vitales en nuestro cuerpo como el sistema nervioso. No serían posibles sin la existencia de las mitocondrias. Incluso nuestra capacidad para aplicar un método deductivo se vería afectada.
Definición de mitocondria
La definición de mitocondria nos dice que: es un orgánulo localizado en el citoplasma de gran parte de las células. Son esenciales para la vida saludable ya que desempeñan un rol importante en el funcionamiento de las células.
De hecho, al estar unidas a la membrana, las mitocondrias generan la mayor parte de la energía química que se necesita para llevar a cabo las reacciones bioquímicas de la célula.
Esta energía química es almacenada en una pequeña molécula denominada trifosfato de adenosina (ATP). Además, es importante saber que las mitocondrias contienen sus propios cromosomas pequeños.
Adicionalmente, la mitocondria y por tanto, el ADN mitocondrial. Sólo se heredan de la madre. Si bien se unen a la membrana, lo hacen a través de dos membranas diferentes. (membrana interna y membrana externa).
Dichos membranas cumplen el mismo propósito que las mitocondrias: producir energía. La energía producida se genera al hacer que las sustancias químicas en el interior de la célula se transformen.
Este proceso de conversión produce energía en forma de trifosfato de adenosina. Esto se debe a que el fosfato es un enlace de alta energía. Por lo tanto, proporciona energía suficiente para que otras reacciones dentro de la célula se lleven a cabo.
En pocas palabras, podemos decir que el objetivo de las mitocondrias es generar esa energía. En este punto es importante aclarar que algunas células tienen diferentes cantidades de mitocondrias.
Lo anterior porque requieren de una mayor cantidad de energía. En consecuencia, nuestros músculos, hígado, riñones, y hasta cierto punto nuestro cerebro. Tienen muchas mitocondrias.
Debido a esto, cuando las vías por las que generalmente funcionan las mitocondrias, tienen un defecto. Nuestros músculos, riñones, hígado y cerebro, no funcionarán al 100%. De hecho, todavía no se conocen las diferentes afecciones que puede ocasionar una disfunción mitocondrial.
Estructura de la mitocondria
Hablemos ahora sobre la estructura de la mitocondria. Ya hemos dicho que se trata de un orgánulo presente en el citoplasma de la mayoría de las células. Lo que probablemente no sepas, es que cada mitocondria tiene un diámetro aproximado de entre 0.75 a 3 µm (micras).
Su estructura, muy parecida a la forma de un frijol, cuenta con varios compartimentos que cumplen con diferentes funciones importantes. No obstante, la estructura de la mitocondria solo es visible si se utiliza tinción o coloración en las células.
Por su parte, la membrana mitocondrial externa tiene un espesor aproximado de entre 60 a 70 Å (Angstroms). Dicha membrana contiene proteínas denominadas porinas, y a su vez envuelve una membrana mitocondrial interna plegada.
La función de la membrana externa es proporcionar enzimas que faciliten la oxidación de la adrenalina. También contribuye a la reducción de aminoácidos, así como al alargamiento de los ácidos grasos.
Otra parte crucial en la estructura de la mitocondria es el espacio intermembrana. Se localiza entre las membranas interna y externa de la mitocondria. La membrana interna tiene proteínas necesarias para varias funciones.
Estas incluyen la regulación de metabolitos y la importación de sustancias. También se caracteriza por tener pliegues denominados crestas. Estos proporcionan una superficie lo suficientemente grande como para que la mitocondria lleve a cabo sus reacciones.
Es aquí donde se genera la energía, aunque en específico, esta membrana ayuda con la respiración celular aeróbica. Además, la membrana interna envuelve un espacio conocido como matriz.
La matriz tiene muchas enzimas, ribosomas y genomas de ADN mitocondrial. Por otro lado, una membrana de retículo endoplásmico en una mitocondria. Tiene como función, regular el entorno de la célula. Es decir, regula la acidez, alcalinidad y temperatura.
La mitocondria en la función celular
Como ya se ha dicho, las mitocondrias producen energía para las células. Lo hacen a través de la respiración. Para producir trifosfato de adenosina, la mitocondria atraviesa por un proceso denominado ciclo de Krebs.
Durante este proceso se produce una sustancia química llamada Nicotinamida adenina dinucleótido (NADH). Sobre dicha sustancia trabajan las enzimas de la membrana interna.
Como resultado, se producen electrones que se mueven alrededor del sistema central de la mitocondria. La mitocondria también contribuye a mantener estable el entorno de la célula. Es decir, proporcionar las mejores condiciones para que la célula funcione correctamente.
Para conseguirlo, la mitocondria almacena y libera calcio. Por ello, tanto la proliferación celular, como la mitosis están reguladas por las mitocondrias. Sin embargo, la mitocondria se divide a través de un proceso de fisión binaria.
Adicionalmente, las mitocondrias tienen un rol importante en el proceso de muerte celular programada (apoptosis). En otras palabras, la mitocondria produce reacciones que generan cambios celulares y en última instancia la muerte de las células.
Como dato interesante, diariamente alrededor de 70 mil millones de células mueren en un ser humano adulto. En los niños, diariamente mueren alrededor de 20 a 30 mil millones de células.
Diagrama de la mitocondria
A continuación te mostramos el diagrama de la mitocondria. En él encuentras las diferentes partes que componen la mitocondria. Puedes ver con claridad la membrana externa, y la membrana interna.
También se muestra el ADN mitocondrial, así como los gránulos, los ribosomas y las crestas. El espacio intermembrana aparece justo como se indicaba. Entre la membrana externa y la membrana interna.
Además, es fácilmente identificable la matriz en la parte central. Y las pequeñas moléculas de trifosfato de adenosina.
Funciones de la mitocondria
A continuación, veamos un poco más a detalle cuáles son las funciones de la mitocondria. Incluso lo que puede suceder cuando se alteran los procesos que desempeñan en las células.
Producción de trifosfato de adenosina (ATP)
Probablemente sea la función más conocida de las mitocondrias. Se trata de un complejo proceso de varios pasos. Además, es esencial para el funcionamiento adecuado del cuerpo.
Su importancia es tal que cuando se presenta una disfunción. Pueden surgir varias enfermedades que van desde la diabetes hasta incluso la enfermedad de Parkinson. A menudo también se presentan trastornos genéticos raros.
Se sabe que la mayor demanda metabólica del cuerpo se localiza en la retina externa. Este es un lugar conocido por tener una alta concentración de mitocondrias.
La investigación al respecto ha demostrado que una deficiencia de trifosfato de adenosina. Se relaciona con la inflamación y posterior desarrollo de la degeneración macular.
Además, se cree que la disminución en la producción de trifosfato de adenosina en todo el cuerpo. También puede influir en varios aspectos del envejecimiento.
La Homeostasis del calcio
Es otra de las funciones de la mitocondria. En este caso, el intercambio de calcio mitocondrial corresponde al flujo de calcio dentro y fuera de las mitocondrias en una célula.
Como tal, es un proceso importante en la regulación metabólica, y en la muerte celular. La liberación de calcio de las mitocondrias también desempeña un rol vital en la función cardíaca.
Las investigaciones al respecto sugieren que el intercambiador sodio-calcio. Mantiene las células del músculo cardíaco regulando la salida del calcio. Al mismo tiempo previene la muerte celular inducida por una sobrecarga de calcio.
Regulación de la inmunidad innata
La inmunidad innata es un sistema inmune que reconoce y responde a la infección por patógenos. Proporciona una defensa inmediata y no especifica. En este caso, la proteína de señalización antiviral mitocondrial. Cumple una función clave en cuanto a la respuesta innata a las infecciones virales.
Básicamente lo que hace es ayudar a inducir vías antivirales y antiinflamatorias. Si se interrumpe la proteína de señalización antiviral mitocondrial, el organismo puede experimentar una falla en la defensa inmunológica.
Muerte celular programada (Apoptosis)
Se trata de un proceso utilizado por los organismos multicelulares. Lo usan en diferentes procesos biológicos. Estos incluyen desde el desarrollo intrauterino, hasta la regeneración de células dañadas y su mantenimiento.
La producción de cuerpos apoptóticos engullidos por fagocitos, se puede activar tanto por vía intrínseca, como por vía extrínseca. La vía intrínseca es controlada por las mitocondrias, al liberar citocromo c del espacio intermembrana.
Una alteración en esta regulación se asocia con el desarrollo de enfermedades como el accidente cerebrovascular y el cáncer.
Regulación de células madre
Finalmente, también se cree que las mitocondrias cumplen una función esencial. Específicamente en el mantenimiento de la pluripotencia, la diferenciación, y la reprogramación de células madre.
Los científicos han demostrado que la regeneración de especies reactivas de oxígeno por parte de las mitocondrias. Determina el destino de las células madres somáticas.
En otras palabras, un incremento en las especies reactivas del oxígeno se relaciona con una reducción en el potencial de regeneración de las células madre mesenquimales en los humanos.
Video sobre la mitocondria
Si necesitas un poco más de información. A continuación puedes ver un video sobre la mitocondria.
Fuentes:
Live Science – Motochondria
https://www.livescience.com/50679-mitochondria.html
BMCBIOL – Structure and function of mitochondrial membrane protein complexes
https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-015-0201-x
NCBI NLM – Mitochondria
