Fonction des mitochondries

Fonction des mitochondries

Fonction des mitochondries


Les mitochondries sont souvent appelées la centrale de la cellule. Ce sont de petites structures à l’intérieur d’une cellule, composées de deux membranes et d’une matrice. La membrane est l'endroit où les réactions chimiques se produisent et la matrice est l'endroit où le liquide est retenu. Les mitochondries font partie des cellules eucaryotes. 


La tâche principale des mitochondries consiste à effectuer la respiration cellulaire. Cela signifie qu'il absorbe les nutriments de la cellule, le décompose et le transforme en énergie. Cette énergie est ensuite utilisée par la cellule pour remplir diverses fonctions.



Chaque cellule contient un nombre différent de mitochondries. Le nombre présent dépend de la quantité d'énergie requise par la cellule. Plus une cellule a besoin d'énergie, plus il y aura de mitochondries. Les cellules ont la capacité de produire plus de mitochondries au besoin. Ils peuvent également combiner les mitochondries pour en faire de plus grandes.


Mitochondries - Structure et fonctions

Les mitochondries sont des organites de la taille d'une bactérie (environ 1 × 2 µm), que l'on trouve en grand nombre dans presque toutes les cellules eucaryotes. En règle générale, il y a environ 2 000 mitochondries par cellule, ce qui représente environ 25% du volume de la cellule.
Structure des mitochondries
Structure de la mitochondrie
  • Les mitochondries sont entourées de deux membranes: une membrane externe lisse et une membrane mitochondriale interne nettement pliée ou tubulaire, qui a une grande surface et entoure la matrice.
  • Les plis de la membrane interne sont appelés crêtes, et les protubérances tubulaires sont appelées tubules.
  • L'espace intermembranaire est situé entre les membranes interne et externe.
  • Le nombre et la forme des mitochondries, ainsi que le nombre de leurs crêtes, peuvent varier considérablement d'un type de cellule à l'autre.
  • Les tissus avec un métabolisme oxydatif intense, par exemple le muscle cardiaque, ont des mitochondries avec un nombre particulièrement élevé de crêtes.
  • Même au sein d'un type de tissu, la forme des mitochondries peut varier en fonction de leur statut fonctionnel.
  • Les mitochondries sont des organites plastiques mobiles.
  • Les mitochondries se sont probablement développées au cours d'une phase précoce d'évolution à partir de bactéries aérobies entrées en symbiose avec des eucaryotes anaérobies primitifs.
  • Cette théorie de l'endo-symbiote est étayée par de nombreuses découvertes. Par exemple, les mitochondries ont un ADN en forme d’anneau (quatre molécules par mitochondrie) et ont leurs propres ribosomes. Le génome mitochondrial est devenu de plus en plus petit au cours de l'évolution.
  • Chez l'homme, il contient encore 16 569 paires de bases, qui codent pour deux ARNr, 22 ARNt et 13 protéines.
  • Seules ces 13 protéines (principalement des sous-unités de complexes de la chaîne respiratoire) sont produites dans la mitochondrie.
  •  L'enveloppe mitochondriale composée de deux membranes soutient également la théorie de l'endosymbiote.
  • La membrane interne, dérivée de l'ancien symbiote, présente une structure rappelant celle des procaryotes.
  • Il contient la cardiolipine lipidique inhabituelle, mais presque pas de cholestérol.
  • Les deux membranes mitochondriales sont très riches en protéines.
  • Les porines de la membrane externe permettent l'échange de petites molécules entre le cytoplasme et l'espace intermembranaire.
  • La membrane mitochondriale interne est complètement imperméable même aux petites molécules (à l'exception de l'O2, du CO2 et de H2O).
  • De nombreux transporteurs dans la membrane interne assurent l'importation et l'exportation de métabolites importants.
  • La membrane interne transporte également les complexes de la chaîne respiratoire, l'ATP synthase et d'autres enzymes.
  • La matrice est également riche en enzymes.
Fonctions des mitochondries
  1. La fonction la plus importante des mitochondries est de produire de l'énergie.
  2. Les molécules de nutrition les plus simples sont envoyées aux mitochondries pour être traitées et produire des molécules chargées.
  3. Ces molécules chargées se combinent avec l'oxygène et produisent des molécules d'ATP. Ce processus est connu sous le nom de phosphorylation oxydative.
  4. Les mitochondries aident les cellules à maintenir une concentration adéquate en ions calcium dans les compartiments de la cellule.
  5. Les mitochondries aident également à construire certaines parties du sang et des hormones comme la testostérone et les œstrogènes.
  6. Les mitochondries des cellules hépatiques ont des enzymes qui détoxifient l'ammoniac.
  7. Les mitochondries jouent également un rôle important dans le processus d'apoptose ou de mort cellulaire programmée.
  8. La mort anormale des cellules due au dysfonctionnement des mitochondries peut affecter le fonctionnement des organes. 
QUE SONT LES MITOCHONDRIES?

QUE SONT LES MITOCHONDRIES?

Mitochondries: centrales électriques, usines, centres d'élimination et de recyclage des déchets et assassins ...

QUE SONT LES MITOCHONDRIES ET QUE FONT-ELLES?

Les "centrales électriques de la cellule", voilà combien de personnes connaissent les mitochondries . Les parties de cellules qui transforment les sucres, les graisses et les protéines que nous mangeons en des formes d’énergie chimique que le corps peut utiliser pour continuer à vivre.
Chaque être vivant est constitué de cellules: de minuscules compartiments contenus dans une membrane. Les cellules sont les plus petites choses qui peuvent se reproduire. Quand on regarde à l'intérieur des cellules, on voit qu'elles ont des sous-compartiments plus petits encore, appelés «Organelles», qui remplissent différentes fonctions essentielles à la vie de la cellule.
Les mitochondries sont des organites présentes dans les cellules de tous les organismes complexes. Ils produisent environ 90% de l'énergie chimique nécessaire aux cellules pour survivre. Pas d'Energie; pas de vie! Il est donc facile de comprendre pourquoi, lorsque les mitochondries vont mal, il en résulte des maladies graves, et pourquoi il est important de comprendre le fonctionnement de ces mitochondries.
Cependant, les mitochondries font bien plus que produire de l’énergie. Ils produisent également des produits chimiques dont votre corps a besoin à d'autres fins, décomposent les déchets en produits moins nocifs et recyclent certains de ces déchets pour économiser l'énergie.
Les mitochondries jouent également un rôle particulier dans la mort des cellules ( apoptose ). Cela peut sembler étrange, mais il est vital pour les processus de croissance et de développement. Parfois, les cellules ne meurent pas quand elles le devraient et commencent à se développer de manière incontrôlable. C'est ainsi qu'une tumeur commence à se développer. Vous ne devriez donc pas être surpris que les mitochondries jouent un rôle important dans le cancer et soient considérées comme des cibles pour les médicaments anticancéreux.
Pour produire toute cette énergie, les mitochondries ont besoin d'oxygène. Les mitochondries brûlent efficacement vos aliments de manière contrôlée afin de produire cette énergie chimique par un processus appelé « phosphorylation par oxydation ». Et tout comme un feu s'éteint sans oxygène, si la mitochondrie manque d'oxygène, elle cesse également de fonctionner => pas d'énergie; Pas de vie!
Lors d'une crise cardiaque ou d'un accident vasculaire cérébral, le sang cesse de délivrer de l'oxygène au cœur et au cerveau. Ces deux organes travaillent beaucoup et ont besoin de beaucoup d’énergie. Sans oxygène, les mitochondries cessent de fonctionner et les cellules du cerveau ou du cœur sont endommagées ou même meurent. Perversement, si l'oxygène revient, les mitochondries sont submergées et produisent beaucoup de «radicaux libres». Ce sont des produits chimiques très réactifs qui causent de nombreux dommages supplémentaires, appelés « lésions de reperfusion ».

D'OÙ VIENNENT LES MITOCHONDRIES?

Si vous regardez les mitochondries en détail, elles ressemblent beaucoup à des cellules miniatures, alors comment sont-elles apparues? Nous savons que les mitochondries étaient à l’origine des bactéries. Il y a environ 1 500 000 000 d'années, une cellule bactérienne a été engloutie par une autre cellule. Au lieu de s'entre-tuer, les deux cellules ont fonctionné ensemble, probablement parce qu'elles étaient bénéfiques pour chaque cellule.

LES MITOCHONDRIES ONT LEUR PROPRE ADN

Une des raisons pour lesquelles nous savons que les mitochondries sont d'origine bactérienne est qu'elles contiennent encore une infime quantité d'ADN semblable à l'ADN bactérien. L’ADN mitochondrial a une longueur d’environ 16 000 bases et 37 gènes (chez l’homme). L' ADN dans le noyau - séquence au cours du projet sur le génome humain - a une longueur de 3 000 000 000 bases et compte environ 25 000 gènes. Donc, seulement environ 0,1% de vos gènes sont dans vos mitochondries. Mais la mitochondrie a besoin de plus que les 37 gènes du génome mitochondrial pour fonctionner. Nous pensons que 1 500 gènes supplémentaires sont nécessaires, et ils se trouvent sur le génome nucléaire.
Voici un autre fait étrange à propos des mitochondries: vous ne les recevez que de votre mère. En effet, lorsque les spermatozoïdes fécondent un ovule, ils ne transmettent que l'ADN de leur noyau, pas leurs mitochondries. L'embryon a toutes ses mitochondries de l'œuf de la mère. Cela signifie que les maladies mitochondriales dues à des mutations de l'ADN mitochondrial ne sont transmises que par la mère - elles peuvent affecter à la fois ses fils et ses filles - mais seules ses filles atteintes peuvent transmettre la maladie à leurs enfants. Cependant, si les mutations sont sur l'ADN nucléaire, elles peuvent être héritées à la fois de la mère et du père .
Globules rouges (érythrocytes) Structure, fonction et troubles associés

Globules rouges (érythrocytes) Structure, fonction et troubles associés

Globules rouges (érythrocytes) Structure, fonction et troubles associés - Les globules rouges, également appelés érythrocytes, sont le type de cellules le plus abondant dans le sang. Le plasma, les globules blancs et les plaquettes sont d' autres composants sanguins majeurs . La fonction première des globules rouges est de transporter l'oxygène vers les cellules du corps et d'amener le dioxyde de carbone vers les poumons . Un globule rouge a ce qu'on appelle une forme biconcave. Les deux côtés de la surface de la cellule se courbent vers l'intérieur comme l'intérieur d'une sphère. Cette forme facilite la capacité d'un globule rouge à se déplacer dans de minuscules vaisseaux sanguins pour acheminer de l'oxygène aux organes et aux tissus. Les globules rouges jouent également un rôle important dans la détermination du type de sang humain . Le groupe sanguin est déterminé par la présence ou l'absence de certains identifiants à la surface des globules rouges. Ces identifiants, également appelés antigènes, aident le système immunitaire du corps à reconnaître son propre type de globules rouges.

Structure des globules rouges

Des globules rouges
 Les érythrocytes ont une grande surface pour les échanges gazeux et une grande élasticité pour naviguer dans les vaisseaux capillaires. DAVID MCCARTHY / Getty Images
Les globules rouges ont une structure unique. Leur forme de disque flexible contribue à augmenter le rapport surface / volume de ces cellules extrêmement petites . Cela permet à l'oxygène et au dioxyde de carbone de diffuser plus facilement à travers la membrane plasmique du globule rouge . Les globules rouges contiennent des quantités énormes d'une protéine appelée hémoglobine . Cette molécule contenant du fer se lie à l'oxygène lorsque les molécules d'oxygène pénètrent dans les vaisseaux sanguins des poumons. L'hémoglobine est également responsable de la couleur rouge caractéristique du sang. Contrairement aux autres cellules du corps, les globules rouges matures ne contiennent pas de noyau , de mitochondries ni de ribosomes. L'absence de ces structures cellulaires laisse de la place aux centaines de millions de molécules d'hémoglobine présentes dans les globules rouges. Une mutation du gène de l'hémoglobine peut entraîner le développement de cellules en forme de faucille et entraîner un trouble de l'anémie falciforme.

Production de globules rouges

Moelle osseuse
 Moelle osseuse, micrographie électronique à balayage (MEB). La moelle osseuse est l'endroit où la production de cellules sanguines a lieu.
STEVE GSCHMEISSNER / Getty Images


Les globules rouges sont dérivés des cellules souches de la moelle osseuse . La nouvelle production de globules rouges, également appelée érythropoïèse , est déclenchée par de faibles taux d'oxygène dans le sang . De faibles niveaux d'oxygène peuvent survenir pour diverses raisons, notamment la perte de sang, la présence en haute altitude, l'exercice, les lésions de la moelle osseuse et les faibles taux d'hémoglobine. Lorsque les reins détectent de faibles taux d'oxygène, ils produisent et libèrent une hormone. appelé érythropoïétine. L'érythropoïétine stimule la production de globules rouges par la moelle osseuse. À mesure que davantage de globules rouges pénètrent dans la circulation sanguine, les niveaux d'oxygène dans le sang et les tissus augmentent. Lorsque les reins détectent l'augmentation du taux d'oxygène dans le sang, ils ralentissent la libération d'érythropoïétine. En conséquence, la production de globules rouges diminue.


Les globules rouges circulent en moyenne pendant environ 4 mois. Selon la Croix-Rouge américaine, les adultes ont environ 25 milliards de globules rouges en circulation à un moment donné. En raison de leur absence de noyau et d'autres organites , les globules rouges adultes ne peuvent pas subir de mitose pour se diviser ou générer de nouvelles structures cellulaires. Lorsqu'ils deviennent vieux ou endommagés, la grande majorité des globules rouges sont retirés de la circulation par la rate , le foie et les ganglions lymphatiques . Ces organes et tissus contiennent des globules blancs appelés macrophages. qui engloutissent et digèrent les cellules sanguines endommagées ou mourantes. La dégradation des globules rouges et l'érythropoïèse se produisent généralement au même rythme pour assurer l' homéostasie dans la circulation des globules rouges.

Échange de globules rouges et de gaz

Alvéoles
 Alvéoles dans le poumon humain. Les globules rouges circulant sur les alvéoles captent l'oxygène, qui est ensuite acheminé vers d'autres parties du corps.
John Bavosi / Getty Images


L'échange de gaz est la fonction principale des globules rouges. Le processus par lequel les organismes échangent des gaz entre leurs cellules corporelles et l'environnement s'appelle la respiration . L'oxygène et le dioxyde de carbone sont transportés à travers le corps via le système cardiovasculaire . Lorsque le cœur circule dans le sang, le sang appauvri en oxygène qui retourne au cœur est pompé vers les poumons. L'oxygène est obtenu à la suite de l' activité du système respiratoire .


Dans les poumons, les artères pulmonaires forment des vaisseaux sanguins plus petits appelés artérioles. Les artérioles dirigent le flux sanguin vers les capillaires entourant les alvéoles pulmonaires. Les alvéoles sont les surfaces respiratoires des poumons. L'oxygène se diffuse à travers le mince endothélium des sacs alvéolaires dans le sang situé dans les capillaires environnants. Les molécules d' hémoglobine dans les globules rouges libèrent le dioxyde de carbone prélevé dans les tissus et se saturent en oxygène. Le dioxyde de carbone se diffuse du sang aux alvéoles, où il est expulsé par exhalation. Le sang, maintenant riche en oxygène, est renvoyé au cœur et pompé vers le reste du corps. Comme le sang atteint les tissus systémiques, l'oxygène diffuse du sang vers les cellules environnantes. Le dioxyde de carbone produit à la suite de la respiration cellulaire diffuse dans le sang à partir du liquide interstitiel qui entoure les cellules du corps. Une fois dans le sang, le dioxyde de carbone est lié à l'hémoglobine et est renvoyé au cœur via le cycle cardiaque .

Troubles du globule rouge

Anémie à cellules de nickel
 Cette image montre un globule rouge en bonne santé (à gauche) et une drépanocytose (à droite).
SCIEPRO / Getty Images
La moelle osseuse malade peut produire des globules rouges anormaux. Ces cellules peuvent être de taille irrégulière (trop grandes ou trop petites) ou de forme (faucilles). L'anémie est une maladie caractérisée par le manque de production de globules rouges nouveaux ou sains. Cela signifie qu'il n'y a pas assez de globules rouges fonctionnels pour transporter l'oxygène aux cellules du corps. En conséquence, les personnes anémiques peuvent ressentir de la fatigue, des vertiges, un essoufflement ou des palpitations cardiaques. Les causes de l'anémie comprennent des pertes de sang soudaines ou chroniques, une production insuffisante de globules rouges et la destruction des globules rouges. Les types d'anémie comprennent:
  • Anémie aplastique: affection rare provoquant l' insuffisance de nouvelles cellules sanguines produites par la moelle osseuse en raison de lésions des cellules souches. Le développement de cette maladie est associé à différents facteurs, notamment la grossesse, l'exposition à des produits chimiques toxiques, les effets indésirables de certains médicaments et certaines infections virales (VIH, hépatite ou virus d'Epstein-Barr).
  • Anémie ferriprive: Une carence en fer dans l'organisme entraîne une production insuffisante de globules rouges. Les causes comprennent une perte de sang soudaine, la menstruation et un apport en fer insuffisant ou une absorption insuffisante des aliments.
  • Anémie falciforme: Cette maladie héréditaire est causée par une mutation du gène de l'hémoglobine qui provoque la formation de faucilles dans les globules rouges. Ces cellules de forme anormale se coincent dans les vaisseaux sanguins, bloquant le flux sanguin normal.
  • Anémie normocytaire: Cette maladie résulte d’un manque de production de globules rouges. Les cellules produites sont toutefois de taille et de forme normales. Cette affection peut résulter d'une maladie rénale, d'un dysfonctionnement de la moelle osseuse ou d'autres maladies chroniques.
  • Anémie hémolytique: les globules rouges sont détruits prématurément, généralement à la suite d’une infection, d’une maladie auto-immune ou d’un cancer du sang .
Les traitements pour l'anémie varient en fonction de la gravité et comprennent des suppléments de fer ou de vitamines, des médicaments, une transfusion sanguine ou une greffe de moelle osseuse.

Sources

  • “Types of Blood Donations.”  American Blood Service de la Croix-Rouge , www.redcrossblood.org/learn-about-blood.
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