ربما سمعت يوما بكلمة ميتوكوندريا! حسنا، في الغالب يشار إلى الميتوكوندريا على أنها قوى الخلية.
وهي عَضِّية مرتبطة بالغشاء موجودة في السيتوبلازم لجميع الخلايا حقيقية النواة تقريبًا (خلايا ذات نوى محددة بوضوح). إنها تساعد في تحويل الطاقة التي نأخذها من الغذاء إلى طاقة يمكن أن تستخدمها الخلية.
تتواجد الميتوكوندريا في جميع أنواع الخلايا البشرية تقريبًا، وهي حيوية لبقائنا على قيد الحياة. كما أنها تنتج غالبية الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP)، عملة الطاقة في الخلية.
تشارك الميتوكوندريا أيضًا في بعض المهام الأخرى، مثل إرسال الإشارات بين الخلايا وموت الخلايا، والمعروف باسم موت الخلايا المبرمج.
عادة ما تكون الميتوكوندرِيا مستديرة إلى بيضاوية الشكل ويتراوح حجمها من 0.5 إلى 10 ميكرومتر، ولا يمكن رؤيتها تحت المجهر إلا إذا كانت ملطخة. (المصدر)
بالإضافة إلى إنتاج الطاقة، تقوم الميتوكوندريا بتخزين الكالسيوم لأنشطة إشارات الخلايا، وتوليد الحرارة، والتوسط في نمو الخلايا وموتها.
حسنا، هذه المقالة التي أنت بصددها، تُسلط الضوء على كيفية عمل الميتوكوندريا، وكيف تبدو، كما توضح أيضا ما يحدث عندما تتوقف الميتوكوندرِيا عن أداء وظيفتها بشكل صحيح. فتابع معي…
فضلا: إذا استفدت من هذه المقالة لا تنس حفظ موقع haronefit.com على مفضلاتك لقراءة المزيد من المقالات بين الفينة والأخرى، سَأحرص دائما على تزويدك بأفضل المعلومات الغذائية والصحية.
ذات صلة: ما الفرق بين ألياف العضلات السريعة والبطيئة النتوء
هيكل الميتوكوندريا
يختلف عدد الميتوكوندريا لكل خلية بشكل كبير على سبيل المثال، عند البشر، لا تحتوي كريات الدم الحمراء (خلايا الدم الحمراء) على أي ميتوكوندريا، في حين أن خلايا الكبد وخلايا العضلات قد تحتوي على المئات أو حتى الآلاف.
الكائن الوحيد حقيقيات النوى المعروف أنه يفتقر إلى الميتوكوندرِيا هو نوع oxymonad Monocercomonoides.
تختلف الميتوكوندرِيا عن العضيات الخلوية الأخرى من حيث أن لها غشاءين متميزين وجينوم فريد وتتكاثر عن طريق الانشطار الثنائي.
تشير هذه الميزات إلى أن الميتوكوندريا تشترك في الماضي التطوري مع بدائيات النوى (كائنات وحيدة الخلية).
تنشأ معظم البروتينات والجزيئات الأخرى التي تتكون منها الميتوكوندرِيا في نواة الخلية. ومع ذلك، يوجد حوالي 37 جينًا في جينوم الميتوكوندرِيا البشري، 13 منها ينتج مكونات مختلفة من سلسلة نقل الإلكترون (ETC).
في العديد من الكائنات الحية، يتم توريث جينوم الميتوكوندرِيا من الأم. وذلك لأن خلية بويضة الأم تتبرع بغالبية السيتوبلازم للجنين، وعادة ما يتم تدمير الميتوكوندريا الموروثة من الحيوانات المنوية للأب.
على عكس العضيات الأخرى (أعضاء مصغرة داخل الخلية)، لها غشاءان، أحدهما خارجي والآخر داخلي. كل غشاء له وظائف مختلفة.
تنقسم الميتوكوندرِيا إلى أقسام أو مناطق مختلفة، كل منها يؤدي أدوارًا مميزة. تشمل بعض المناطق الرئيسية ما يلي:
الغشاء الخارجي (Outer membrane): يمكن للجزيئات الصغيرة أن تمر بحرية عبر الغشاء الخارجي.
يشتمل هذا الجزء الخارجي على بروتينات تسمى porins، والتي تشكل قنوات تسمح للبروتينات بالمرور. يستضيف الغشاء الخارجي أيضًا عددًا من الإنزيمات مع مجموعة متنوعة من الوظائف.
الفضاء بين الغشاء (Intermembrane space): هذه هي المنطقة الواقعة بين الأغشية الداخلية والخارجية.
الغشاء الداخلي (Inner membrane): يحتوي هذا الغشاء على بروتينات لها عدة أدوار. نظرًا لعدم وجود بورينات في الغشاء الداخلي، فإنه غير منفذ لمعظم الجزيئات.
يمكن للجزيئات عبور الغشاء الداخلي فقط في ناقلات غشاء خاصة. الغشاء الداخلي هو المكان الذي يتكون فيه معظم ATP.
كريستي (Cristae): هذه هي طيات الغشاء الداخلي. إنها تزيد من مساحة سطح الغشاء، وبالتالي تزيد من المساحة المتاحة للتفاعلات الكيميائية.
المصفوفة (Matrix): وهي المساحة الموجودة داخل الغشاء الداخلي. يحتوي على مئات الإنزيمات و على ميتوكوندريات الحمض النووي والريبوسوم والأنزيمات القابلة للذوبان، وجزيئات عضوية صغيرة، وهي مهمة في إنتاج ATP.
أنواع الخلايا المختلفة لها أعداد مختلفة من الميتوكوندرِيا. على سبيل المثال، خلايا الدم الحمراء الناضجة لا تحتوي على أي خلايا على الإطلاق، في حين أن خلايا الكبد يمكن أن تحتوي على أكثر من 2000.
تميل الخلايا ذات الطلب الكبير على الطاقة إلى امتلاك أعداد أكبر من الميتوكوندرِيا. تمتص الميتوكوندرِيا حوالي 40 بالمائة من السيتوبلازم في خلايا عضلة القلب.
على الرغم من أن الميتوكوندرِيا غالبًا ما يتم رسمها على شكل عضيات بيضاوية الشكل، إلا أنها تنقسم باستمرار (انشطار) وتترابط معًا (الاندماج).
هذه العضيات مرتبطة ببعضها البعض في شبكات دائمة التغير. أيضًا، في خلايا الحيوانات المنوية، تتصاعد الميتوكوندرِيا في الجزء الأوسط وتوفر الطاقة لحركة الذيل.
إليك: تعرف على أنواع الجسم الثلاثة الرئيسية!
أدوار الميتوكوندريا
يعتبر الدور الأكثر شهرة للميتوكوندريا هو إنتاج الطاقة، إلا أنها تؤدي مهامًا مهمة أخرى أيضًا.
حوالي 3 في المائة فقط من الجينات اللازمة لصنع ميتوكوندريا تذهب إلى معدات إنتاج الطاقة الخاصة بها. تشارك الغالبية العظمى في وظائف أخرى خاصة بنوع الخلية التي توجد فيها.
فيما يلي بعض أدوار الميتوكوندريا:
1. انتاج الطاقة
غشاء الميتوكوندريا الخارجي قابل للنفاذ بحرية للجزيئات الصغيرة ويحتوي على قنوات خاصة قادرة على نقل الجزيئات الكبيرة.
في المقابل، يكون الغشاء الداخلي أقل نفاذاً بكثير، مما يسمح فقط للجزيئات الصغيرة جدًا بالعبور إلى المصفوفة الشبيهة بالهلام التي تشكل الكتلة المركزية للعضية.
تحتوي المصفوفة على الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) لجينوم الميتوكوندرِيا وإنزيمات دورة حمض الكربوكسيل (المعروف أيضًا باسم دورة حمض الستريك، أو دورة كريبس).
والتي تستقلب العناصر الغذائية في المنتجات الثانوية التي يمكن للميتوكوندريا استخدامها من أجلها إنتاج الطاقة.
غالبًا ما يشار إلى ATP، وهي مادة كيميائية عضوية معقدة توجد في جميع أشكال الحياة، بالوحدة الجزيئية للعملة لأنها تدعم عمليات التمثيل الغذائي.
يتم إنتاج معظم ATP في الميتوكوندريا من خلال سلسلة من التفاعلات، تُعرف بدورة حمض الستريك أو دورة كريبس. يتم إنتاج الطاقة في الغالب على طيات أو عروق الغشاء الداخلي.
إليك: تعرف على كيفية بناء العضلات عند الرجال والنساء؟ والعوامل المساعدة في ذلك
2. موت الخلية
موت الخلايا، ويسمى أيضًا موت الخلايا المبرمج، هو جزء أساسي من الحياة. عندما تصبح الزنازين قديمة أو مكسورة، يتم إزالتها وتدميرها. تساعد الميتوكوندريا في تحديد الخلايا التي يتم تدميرها.
تطلق الميتوكوندرِيا السيتوكروم C، الذي ينشط الكاسبيز، أحد الإنزيمات الرئيسية المشاركة في تدمير الخلايا أثناء موت الخلايا المبرمج.
نظرًا لأن بعض الأمراض، مثل السرطان، تنطوي على انهيار في موت الخلايا المبرمج الطبيعي، يُعتقد أن الميتوكوندرِيا تلعب دورًا في المرض.
3. تخزين الكالسيوم
يُعد الكالسيوم عنصراََ حيوياََ للعديد من العمليات الخلوية. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي إطلاق الكالسيوم مرة أخرى إلى الخلية إلى إطلاق ناقل عصبي من خلية عصبية أو هرمونات من خلايا الغدد الصماء.
الكالسيوم ضروري أيضًا لوظيفة العضلات، والتخصيب، وتجلط الدم، من بين أمور أخرى.
ولأن الكالسيوم أمر بالغ الأهمية، فإن الخلية تنظمه بإحكام. تلعب الميتوكوندريا دورًا مهما في هذا من خلال امتصاص أيونات الكالسيوم بسرعة والاحتفاظ بها حتى الحاجة إليها.
تتمثل الأدوار الأخرى للكالسيوم في الخلية في تنظيم التمثيل الغذائي الخلوي وتخليق الستيرويد وإشارات الهرمونات.
4. دور الميتوكوندريا في إنتاج الحرارة
عندما نشعر بالبرد، نشعر بالقليل من القشعريرة للتدفئة. لكن يمكن للجسم أيضًا أن يولد الحرارة بطرق أخرى، وإحداها باستخدام نسيج يسمى الدهون البنية.
خلال عملية تسمى تسرب البروتون، يمكن للميتوكوندريا توليد الحرارة. يُعرف هذا باسم توليد الحرارة غير المرتجف.
تم العثور على الدهون البنية في أعلى مستوياتها عند الأطفال، عندما نكون أكثر عرضة للبرد، وتنخفض المستويات ببطء مع تقدمنا في العمر. (المصدر)
إليك: كيفية حساب درجة حرارة الجسم والنطاق الطبيعي لها
أمراض الميتوكوندريا
في الحقيقة، يكون الحمض النووي داخل الميتوكوندرِيا أكثر عرضة للتلف على بقية الجينوم الأخرى.
وذلك بسبب الجذور الحرة، التي يمكن أن تتسبب في تلف الحمض النووي، يتم إنتاجها أثناء تخليق ATP.
أيضًا، تفتقر المِيتوكوندريا إلى نفس آليات الحماية الموجودة في نواة الخلية. ومع ذلك، فإن غالبية أمراض الميتوكوندرِيا ناتجة عن طفرات في الحمض النووي النووي التي تؤثر على المنتجات التي ينتهي بها المطاف في الميتوكوندرِيا. يمكن أن تكون هذه الطفرات وراثية أو عفوية.
عند توقف الميتوكوندرِيا عن العمل، فإن الخلية التي توجد فيها تكون محرومة من الطاقة. لذلك، اعتمادًا على نوع الخلية، يمكن أن تختلف الأعراض بشكل كبير.
كقاعدة عامة، الخلايا التي تحتاج إلى كميات أكبر من الطاقة، مثل خلايا عضلة القلب والأعصاب، تتأثر أكثر من غيرها بخلل في الميتوكوندريا. (المصدر)
“ونظرًا لأن الميتوكوندريا تؤدي وظائف مختلفة في أنسجة مختلفة، فهناك المئات من أمراض الميتوكوندريا المختلفة. (…) بسبب التفاعل المعقد بين مئات الجينات والخلايا التي يجب أن تتعاون للحفاظ على آلية التمثيل الغذائي لدينا تعمل بسلاسة، فمن السمات المميزة لأمراض الميتوكوندرِيا أن طفرات mtDNA المتطابقة قد لا تنتج أمراضًا متطابقة. ” (المصدر)
يشار إلى الأمراض التي تولد أعراضًا مختلفة ولكنها ناجمة عن الطفرة نفسها باسم الإبادة الجماعية.
على العكس من ذلك، فإن الأمراض التي لها نفس الأعراض ولكنها ناجمة عن طفرات في جينات مختلفة تسمى الفينوكوبيات. مثال على هذه الظاهرة هو متلازمة لي (Leigh syndrome)، والتي يمكن أن تسببها عدة طفرات مختلفة.
على الرغم من أن أعراض مرض الميتوكوندرِيا تختلف اختلافًا كبيرًا، إلا أنها قد تشمل:
- صعوبات التعلم
- مشاكل في الرؤية أو السمع
- مشاكل في الجهاز الهضمي
- مشاكل عصبية، مثل الخرف
- أمراض القلب أو الكبد أو الكلى
- فقدان التنسيق العضلي والضعف
تشمل الحالات الأخرى التي يُعتقد أنها تنطوي على مستوى معين من الخلل الوظيفي في الميتوكوندريا ما يلي:
- الخوض
- داء السكري
- مرض الزهايمر
- مرض هنتنغتون
- انفصام الشخصية
- مرض الشلل الرعاش
- اضطراب ذو اتجاهين
- متلازمة التعب المزمن (المصدر)
الميتوكوندريا وتأثيرها على الشيخوخة
أظهرت الأبحاث ضعف الميتوكوندرِيا مع التقدم في العمر. في الحقيقة هناك عدد كبير من النظريات المحيطة بالشيخوخة، وقد أصبحت نظرية الجذور الحرة للميتوكوندريا للشيخوخة شائعة خلال العقد الماضي أو نحو ذلك.
النظرية هي كالآتي، وهي أن أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) يتم إنتاجها في الميتوكوندريا، كمنتج ثانوي لإنتاج الطاقة.
هذه الجسيمات عالية الشحنة تتلف الحمض النووي والدهون والبروتينات. تتلف الأجزاء الوظيفية للميتوكوندريا بسبب الضرر الناجم عن أنواع الأكسجين التفاعلية.
عندما لا تعمل الميتوكوندرِيا بشكل جيد، يتم إنتاج المزيد من أنواع الأكسجين التفاعلية، مما يزيد من الضرر.
هناك ارتباطات بين نشاط الميتوكوندرِيا والشيخوخة، لم يتوصل جميع العلماء إلى نفس الاستنتاجات. لا يزال البحث قائما في تأثير الميتوكوندريا في الشيخوخة.
إذا استفدت من هذه المقالة لا تنس مشاركتها مع أصدقائك في مواقع التواصل الإجتماعي، سأكون سعيدا بذلك وسأعمل بجِِد على تقديم أفضل المقالات الخاصة بالتغذية الصحية والرياضة.
يمكنك إيجادي هنا: Instagram, Facebook, Quora للإستفسار والمتابعة أون لاين.
فضلا: إذا استفدت من هذه المقالة لا تنس حفظ موقع haronefit.com على مفضلاتك لقراءة المزيد من المقالات بين الفينة والأخرى، سَأحرص دائما على تزويدك بأفضل المعلومات الغذائية والصحية.
اقرأ المزيد:
- تشريح عضلات الصدر | الوظائف والألياف مع أفضل التمارين للتقوية والضّخامة
- تشريح عضلات البطن | الوظائف والألياف مع أفضل التمارين للتقسيم والبروز
- تشريح العضلة الظهرية العريضة Latissimus Dorsi فهم الألياف والوظائف
- تشريح لوح الكتف | الألياف، الوظائف، الإصابات مع أفضل حركات التقوية
- تشريح عضلة الترايسبس (العضلة ثلاثية الرؤوس) الوظائف والألياف
- تشريح الكفة المدورة | الوظائف والألياف مع كيفية تجنب الإصابة
- تشريح عضلات الظهر، فهم الألياف العضلية الظهرية بالتفصيل
