Митохондрии - источник энергии клеток
1. Что такое митохондрии ?
Митохондрия - это единственный источник энергии клеток. Расположенные в цитоплазме каждой клетки, митохондрии сравнимы с 'батарейками', которые производят, хранят и распределяют необходимую для клетки энергию.
Человеческие клетки содержат в среднем 1500 митохондрий.Их особенно много в клетках с интенсивным метаболизмом (например, в мускулах или печени).
Митохондрии подвижны и перемещаются в цитоплазме в зависимости от потребностей клетки. Благодаря наличию собственной ДНК они размножаются и самоуничтожаются независимо от деления клетки.
Клетки не могут функционировать без митохондрий, без них жизнь не возможна.
Историческая справка:
В 1850 году ученые обнаружили внутри клеток небольшие гранулы. Эти органеллы были названы от греческого μίτος - нить и χόνδρος - крупинка. Их окончательная идентификация была завершена только в конце XIX века. Новые исследования в этой области были предприняты в 1950 году. Причастностьмитохондрий к дегенеративным болезням выявлена только 1988 году.
Используя новые усовершенствованные средства для исследований, ученые выявили явное сходство междумитохондриями и бактериями. По-видимому, в эпоху 'примитивных форм жизни' предки наших клеток поглощали бактерии, которые предоставляли в их распоряжение свою дыхательную систему. Таким образом, родилось понятие клеточной органеллы.
2. Строение и генетические особенности
Митохондрия состоит из наружной мембраны, которая является ее оболочкой и внутренней мембраны, места энергетических преобразований. Внутренняя мембрана образует многочисленные складки, способствующиеинтенсивной деятельности по преобразованию энергии.
СпецифическаяДНК:
Самая примечательная особенность митохондрий - это наличие у них своей собственной ДНК: митохондриальной ДНК. Независимо от ядерной ДНК, каждая митохондрия имеет свой собственный генетический аппарат.
Митохондриальная ДНК наследуется только по материнской линии и передается из поколения в поколение исключительно женщинами Эта особая форма наследственности митохондриального генома позволила создать родословное древо разных человеческих этносов, определив местонахождение наших общих предков в Эфиопии около 200 000 лет назад.
Обладая необыкновенными способностями к адаптации, при увеличении потребности в энергии митохондрии также способны размножаться независимо от клеточного деления. Это явление возможно благодаря митохондриальной ДНК.
Митохондриальная ДНК не наследуется по законам Менделя, а по законам цитоплазматического наследования. Во время оплодотворения проникающий в яйцеклетку сперматозоид теряет жгутик, в котором находятся все митохондрии. Зародышу передаются только митохондрии, содержащиеся в яйцеклетке матери. Таким образом, клетки наследуют их единственный источник энергии из материнских митохондрий.
3. Митохондрия: энергетическая станция клетки
Уникальный источник энергии.
В обычной жизни существуют различные способы извлечения энергии и использования ее для бытовых нужд: солнечные батареи, атомные электростанции, ветроэлектростанции... У клетки есть только одно решение для извлечения, преобразования и хранения энергии: митохондрия. Только митохондрия может преобразовать различные виды энергии в АТФ, энергию, используемую клеткой.
Процесс преобразования клеточной энергии
Митохондрии используют 80% кислорода, который мы вдыхаем, чтобы преобразовывать потенциальную энергию в энергию, используемую клеткой. В процессе окисления освобождается большое количество энергии, которая сохраняется митохондриями в виде молекул АТФ.
В день преобразовывается 40 кг. АТФ.
Энергия в клетке может принимать различные формы. Принцип действия клеточного механизма - преобразованиепотенциальной энергии в энергию, которую может напрямую использовать клетка.
Потенциальные виды энергии попадают в клетку через питание в виде углеводов, жиров и белков
Клеточная энергия состоит из молекулы называемой АТФ: Аденозинтрифосфат. Она синтезируется в результате преобразования углеводов, жиров и белков внутри митохондрии.
За день в организме взрослого человека синтезируется и распадается эквивалент 40 кг АТФ.
Митохондрии: официальный поставщик энергии у медведей-гризли в спячке...
У гризли сжигание телесных жиров внутри митохондрий является единственным источником питания, необходимое для выживания животного в период спячки. Преобразование жиров высвобождает большое количество воды , которое компенсирует воду, потерянную во время дыхания.
4. Митохондрии и старение
Наличие своего собственного ДНК в митохондриях открывает новые пути в исследованиях проблемы старения, которое возможно связано с устойчивостью митохондрий. К тому же мутация митохондриальной ДНК при известных дегенеративных болезнях (Альцгеймер, Паркинсон...) наводит на мысль, что они могут играть особую роль в этих процессах.
Как 'стареет' митохондриальная ДНК ?
Из-за постоянного последовательного деления митохондрий, направленного на производство энергии, их ДНК 'снашивается'. Истощается запас митохондрий в хорошей форме, уменьшая единственный источник клеточной энергии.
Митохондриальная ДНК в 10 раз чувствительнее к действию свободных радикалов, чем ядерная. Мутации, вызванные свободными радикалами, ведут к дисфункции митохондрий. Но по сравнению с клеточной система самовосстановления митохондриальной ДНК очень слабая. Когда повреждения митохондрий значительны, они самоуничтожаются. Этот процесс называется 'аутофагией'.
Митохондрии и фотостарение:
В 2000 году было доказано, что митохондрии ускоряют процесс фотостарения . На участках кожи, регулярно подвергающихся воздействию солнечных лучей, уровень мутаций ДНК значительно выше, чем на защищенных участках.
Сравнение результатов биопсии (взятие образцов кожи для анализа) участка кожи, подвергшегося воздействию ультрафиолетовых лучей , и защищенного участка показывает, что мутации митохондрий под воздействием УФ-излучения вызывают хронический окислительный стресс.
Клетки и митохондрии навсегда связаны между собой: энергия, поставляемая митохондриями, необходима для деятельности клеток. Поддерживать деятельность митохондрий необходимо для лучшей клеточной деятельности и для улучшения качества кожи , особенно кожи лица, слишком часто подвергающейся воздействию УФ-лучей.
Митохондрии и бессмертие...
Американские ученые утверждают, что человек не может жить больше 126 лет! Построенные ими математические модели показывают, что свободные радикалы поразили бы большую часть митохондрий, необходимых для жизни. Им страшно повезло: еще 4 года и Жанна Кальман опровергла бы их теорию!!
Заключение: :
Процесс старения митохондрий происходит постоянно и тем быстрее, чем больше кожа получает УФ-лучей 
Поврежденная митохондриальная ДНК за несколько месяцев порождает более 30 подобных себе митохондрий, т.е. с теми же повреждениями .
Ослабленные митохондрии вызывают у 'хозяйских клеток' состояние энергетического голодания, как следствие - нарушение клеточного метаболизма .
5. Митохондрин - активный компонент крема Jour Nouveau
Для воздействия на источник восстановления кожи и в ответ на "старение" митохондрий , Лаборатории Dr. Pierre Ricaud сосредоточили свои исследования на поиске новой молекулы, способной остановить процесс разрушения митохондрий.
2 Нужно было преодолеть 2 трудности :
- Выявить молекулу, способную остановить непрерывное воздействие свободных радикалов и
- Доставить ее до места назначения: митохондрии.
Выявление молекулы:
Понадобилось 4 года исследований и скрининг (просмотр и отбор химических соединений, для которых прогнозируется наличие желаемых свойств) 350 молекул, чтобы найти активный компонент, лучше всего соответствующий поставленным целям. Этот активный компонент, МитохондринR, получен путем пересадки флавоноида, извлеченного из мандарина, на жирную цепь растительного происхождения. Эта пересадка стабилизирует молекулу.
Доставить активный компонент до места назначения:
Способность проникновения в клетки была доказана на тестах ex vivo на восстановленной коже. Благодаря этой технологии количествоМитохондринаR проникающего в клетки, увеличилось в 5 раз.
Заключение:
Способы защиты митохондрий благодаря действию МитохондринаR (активный компонент + доставка) были доказаны многочисленными исследованиями на клеточной культуре и, в том числе, совместно с центром по изучению митохондрий Inserm в Бордо. В результате этих исследований был разработан крем для лица Jour Nouveau.