Die Mitochondrien stellen ihre " Stoffbrenner ' , um die richtigen Nährstoffmolekülebrennen

Um eine effiziente Nutzung von Nährstoffen zu gewährleisten, Zellen haben Systeme, die es ihnen erlauben, zu erfassen und die verfügbaren Nährstoffmolekületransportieren , ihre Interieur. Aber wenn einige Nährstoffe zur Verfügung stehen, können die Zellen diejenigen, die am interessantesten sind, wählen Sie und entsorgen unerwünschte Moleküle .

Innerhalb der Zellen sind Nährstoffe in die Mitochondrien durchgeführt , die spezialisierten Zellorganellen , in denen Nährstoffe verbrannt werden , um die in ihrer chemischen Bindungen zusammengehalten Energie freisetzen . Beide Zucker (Glucose ) und Fette ( Fettsäuren) sind " verbrannt " in den Mitochondrien , aber diese Organellen müssen ihre molekularen Gerät auf unterschiedliche Weise , je nachdem ob die Hauptbrennstoffzufuhr kommt von Zuckern oder Fetten anzupassen. Laut Dr. Enríquez " Diese Einstellung kann dem Wiedereinbau Ihr Kessel auf Erdgas oder Butan verbrennen verglichen werden. "

Der Anteil der verschiedenen Brennstoffe Nahrung zur Verfügung zu Zellen kann durch Ernährung, Bewegung, oder eine Zeit des Fastens betroffen sein , und die Zellen müssen in der Lage , sich diesen Veränderungen anzupassen. In bestimmten Situationen , beispielsweise bei der Aktivierung von Immunzellen , um den Körper gegen eine Infektion schützen Verändern Zellen deren Aktivität , selbst wenn die Brennstoffquelle unverändert ist , und dies kann durch Veränderungen in der bevorzugte Verwendung von Glucose anstelle von Fettsäuren oder begleitet vice versa.


Maus- Zellen in Kultur , mit der Zellkerne in blau, sind Mitochondrien in rot und Zytoskelett- Fasern in grün dargestellt.
Bildnachweis: Ana Victoria Lechuga

In all diesen Fällen müssen Mitochondrien ihre " Brennstoffbrenner " , technisch als die Elektronentransportkette(ETC ) bezeichnet anzupassen. " Das ETC wurde bekannt , sich anzupassen , aber die Signale, die diese Änderung und die Moleküle dafür verantwortlich zu fördern wurden nicht bekannt. "

Der Cell Metabolism Artikel beschreibt die Signale und Moleküle, die diese Anpassung zu regulieren. Die Verbrennung von Brennstoffen in Nährstoff Mitochondrien Sauerstoff erfordert , und das Verfahren erzeugt , zusätzlich zu Energie, Wasser (H2O ) und Kohlendioxid (CO2). Aber wenn die ETC -Schalter aus der Verbrennung Zuckern zu Fettsäuren, zunächst ist es nicht auf das Brennen der neue Brennstoff eingestellt und zusätzliche Sauerstoffderivate hergestellt genannte reaktive Sauerstoffspezies ( ROS) , darunter Wasserstoffperoxid ( H2O2) .

H2O2 aktiviert ein Molekularsensor bezeichnet Fgr ( Fgr - Tyrosinkinase) , die den Alarm , dass die ETC wird nicht eingestellt, um die Fettsäuren in die Mitochondrien ankomme verbrennen aufwirft. Es tut dies durch Modifizieren einer der Komponenten der ETC , Hinzufügen einer Phosphatgruppe , die es aktiv macht . Dies löst eine Veränderung in der Organisation des ETC , so dass Verbrennungen Fettsäuren effizienter . Die Änderung , Phosphorylierung genannt , ist reversibel, und die CNIC Team glaubt, dass eine weitere , bis jetzt noch nicht identifizierte Molekül muss die umgekehrte Modifikation ( Dephosphorylierung ) auslösen, wenn Stoffbrenner der Mitochondrien zu müssen , um brennende Glukose zu wechseln.

Die im Zellstoffwechsel veröffentlichte Studie zeigt die Bedeutung dieses Mechanismus bei der Anpassung von Zellen an Fasten und eine begrenzte Sauerstoffversorgung ( Ischämie) , und bei der Aktivierung von Zellen des Immunsystems.