I mitocondri
I mitocondri sono organuli cellulari con grandezza variabile intorno ai 7
μm, presenti nelle cellule animali e vegetali. I mitocondri contengono
una batteria di enzimi e di coenzimi che coordinando la loro azione,
operano le trasformazioni energetiche cellulari.
Dal punto di vista fisiologico i mitocondri sono degli apparati la cui funzione e'
quella di recuperare l'energia contenuta negli alimenti, per mezzo di un ciclo
biosintetico detto "Ciclo di Krebs" e della "Catena Respiratoria".
Per mezzo della fosforilazione, l'energia recuperata viene conservata come ATP.
Struttura del mitocondrio
Un mitocondrio e' costituito da due membrane e da due scomparti, il piu' ampio
dei quali forma la matrice mitocondriale. Il mitocondrio e' avvolto da una
membrana limitante esterna di circa 60 Å ricca di porine (vedi trasporto cellulare).
Racchiusa da questa membrana e da essa separata da uno spazio di circa 60-80 Å,
vi e' una membrana interna che a tratti si solleva entro la cavita' del mitocondrio
formando pieghe complesse, dette creste o cristae mitocondriali.
La membrana interna divide il mitocondrio in due scomparti: la camera esterna
compresa tra le due membrane e che occupa la parte centrale delle creste, e la camera
interna limitata dalla membrana interna. La camera interna contiene un materiale detto
matrice mitocondriale. Le creste mitocondriali formate dalle estroflessioni della
membrana interna, costituiscono di norma dei setti incompleti o delle pieghe che non
interrompono la continuita' della camera interna, percio' la matrice mitocondriale e'
continua.
Le creste mitocondriali formate dalle estroflessioni della membrana interna,
costituiscono di norma dei setti incompleti o delle pieghe che non interrompono la
continuita' della camera interna, percio' la matrice mitocondriale e' continua. La
membrana interna e le creste mitocondriali, appaiono coperte da particelle di 85 Å
collegate alla membrana per mezzo di un peduncolo. Tali particelle sono formati da una
parte che si protende verso l’interno detta "complesso F1" con funzione ATPasica
(scinde l’ATP) e da una porzione interna alla membrana detta “complesso F0”.
Le due parti sono connesse per mezzo di un peduncolo. Tutto l’insieme è chiamato
complesso F1F0. Tale complesso ha funzione di ATP sintasi, è cioè responsabile
della produzione della maggior parte dell’ATP che si attua nel mitocondrio.
IL CATABOLISMO CELLULARE
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Le tre classi di molecole che assumiamo con l’alimentazione sono:
Le proteine poi scisse in amminoacidi
Gli zuccheri trasforamti in glucosio
Gli acidi grassi come trigliceridi
Il catabolismo di queste sostanze (combustibile) è una ossidazione,
quindi avviene in presenza di ossigeno (comburente). I prodotti finali
di questa combustione sono CO2 e H2O.
La combustione si attua nei mitocondri secondo modalità diverse,
quindi la CO2 e H2O si liberano all’interno dei mitocondri.
La CO2 diffonde passivamente dalla membrana mitocondriale, esce
dalla cellula, passa nel sangue e viene eliminata con la respirazione.
Catabolismo del glucosio
Il glucosio subisce una prima degradazione nel citoplasma. Tale
ossidazione conduce al piruvato che entra nel mitocondrio e viene
trasformato in Acetil coenzima A.
Struttura molecolare e funzione del mitocondrio.
Il combustibile richiesto da un mitocondrio per espletare la propria funzione e' l'ADP.
Il prodotto finale sara' l'ATP, CO2 e Acqua. Le tre principali sostanze di nutrimento,
carboidrati, grassi e proteine, sono degradate dalla cellula nel citoplasma, ad un
composto a due atomi di carbonio che si lega al coenzima A generando un composto
detto Acetil-CoA (acetilcoenzimaA).
Tale composto, nei mitocondri perde il gruppo acetato ed entra nel ciclo di Krebs
(o degli acidi tricarbossilici), nel quale dopo una serie di tappe viene decarbossilato
con liberazione di CO2. Durante questo ciclo, delle deidrogenasi liberano coppie di
elettroni che entrano nella catena respiratoria combinandosi con l'ossigeno e
formando acqua