N&S REDACTIONEEL
Cellulaire vitaliteit:
het spanningsveld tussen mitohormese en mitofagie
DOOR: ROBERT VAN ESCH
“VERGELEKEN MET ALLE ANDERE ORGANELLEN IN DE CEL ZIJN MITOCHONDRIA UNIEK OMDAT ZE HUN EIGEN DNA BEVATTEN, DUS GESCHEIDEN VAN HET DNA IN DE CELKERN.”
Mitochondria zijn unieke organellen in de cel. Tussen mitochondria en bacteriën bestaan daarentegen opvallende overeenkomsten met mogelijke wederzijdse interacties. Het adaptatievermogen van mitochondria is van cruciaal belang voor de energiehuishouding en overleving van de cel. De biologische respons gericht op mitochondriële adaptatie wordt mitohormese genoemd. De balans tussen fagocytose en hormese in de mitochondria bepaalt mede langdurende metabole en biochemische veranderingen, die cellulaire veroudering kunnen vertragen en algehele levensduur kunnen verlengen. De impact van vrije radicalen is hierbij van groot belang en staat op gespannen voet met de antioxidatieve capaciteit. Epigenetische factoren, zoals fysieke inspanning, calorische inname, micronutriëntenstatus en de inname van plantstoffen bepalen mede de cellulaire vitaliteit. Vergeleken met alle andere organellen in de cel zijn mitochondria uniek omdat ze hun eigen DNA bevatten, dus gescheiden van het DNA in de celkern. Enkele proteïnen van het mitochondrium worden door eigen ribosomen geproduceerd. De matrix of de ruimte binnen de binnenste membraan waar de citroenzuurcyclus plaatsvindt, bevat tevens het DNA, de mitochondriële ribosomen, het transfer-RNA en verschillende enzymen die nodig zijn voor de programmering van het mitochondriële genoom. Er zijn ongeveer 3000 genen beschikbaar om een mitochondrium te maken. Het mitochondriële DNA codeert maar voor 37 van deze genen. De resterende genen worden gecodeerd in de celkern van de gastheercel en aldaar geproduceerde proteïnen worden naar het mitochondrium getransporteerd. Slechts enkele procenten van de genen die nodig zijn om een mitochondrium te maken, zijn toegewezen om ATP te maken. Meer dan 95 procent van de betreffende genen zijn betrokken bij andere functies, gebonden aan de speciale taken van de cel waarin het mitochondrium verblijft. Deze taken veranderen naarmate weefsels groeien en zich aanpassen aan de omgeving. Die andere, niet-ATP-gerelateerde functies zijn innig betrokken bij de meeste belangrijke metabole paden die door de cel gebruikt worden om zijn moleculaire bouwstenen op te bouwen, af te breken of te recyclen. Cellen kunnen zonder mitochondria geen RNA en DNA maken die ze nodig hebben om te groeien en te functioneren. Mitochondria bevatten bijvoorbeeld de enzymen van de pyrimidine biosynthese en haemsynthese, die nodig zijn om hemoglobine te maken. Mitochondria zijn ook nodig voor de cholesterolstofwisseling, voor de synthese van testosteron en oestradiol, ureumproductie en voor de stofwisseling van neurotransmitters.
9
