De mitochondriamicrobioom connectie
DOOR: ROBERT VAN ESCH MSC.
Mitochondria zijn de energiecentrales van de cel. Ze zijn celorganellen, die niet zoals de chromosomen in de celkern zitten, maar daarbuiten in het cyto plasma. Ze zijn cruciaal bij het produceren van lichaamsenergie (ATP). De bacteriële oorsprong van humane mitochondria is evident. Uit wetenschappelijke bevindingen concludeert men namelijk dat directe en indirecte effecten bestaan van endogene bacteriën op de functionaliteit van mitochondria en dat er zelfs sprake kan zijn van wederzijdse beïnvloeding.
8
Mitochondria zijn celorganellen die zich bevinden in het cytoplasma en niet, zoals bijvoorbeeld de chromosomen, in de celkern. Ze zijn cruciaal bij de intracellulaire vetzuuroxidatie en het produceren van ATP via de citroenzuurcyclus en de oxidatieve fosforylatie. De mitochondria variëren in diameter van 0,1 tot 0,5 micrometer en kunnen tot tien micrometer lang worden. Ze hebben een opvallend herkenbare vorm. Een mitochondrion heeft twee membranen, die cristae worden genoemd en waarvan de binnenste sterk geplooid is. Die membranen zijn het startpunt voor enzymen en elektronendragers die verantwoordelijk zijn voor het elektronentransport en de oxidatieve fosforylatie. Beide membranen hebben belangrijke verschillen in hun samenstelling. Het binnenste membraan is niet doorlaatbaar voor ionen en wel permeabel voor zuurstof, koolstofdioxide en water. Verder bevat dit membraan transportproteïnen speciaal voor moleculen die nodig zijn voor de mitochondriële functie in de matrix, zoals ATP, ADP, pyruvaat, calciumionen en fosfaat. Het binnenste membraan bevat ook de proteïnen die de oxidatieve reacties uitvoeren van de ademhalingsketen én van het complex ATP-synthase. Het buitenste membraan bevat een transportproteïne, waardoor de buitenste membraan doorlaatbaar wordt voor de kleinste moleculen. De ruimte tussen de binnenste en buitenste membranen bevat enzymen, die ATP gebruiken om nucleotiden te metaboliseren.
Eigen genoom 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. De matrix of de ruimte binnen de binnenste membraan bevat, naast de enzymen voor de citroenzuurcyclus, tevens het DNA, speciale mitochondriële ribosomen, transfer-RNA en verschillende enzymen die nodig zijn voor de programmering van het mitochondriële genoom. Er zijn ongeveer 3000 genen beschikbaar om een mitochondrion te maken. Het mitochondriële DNA codeert maar voor 37 van deze genen. De resterende genen worden gecodeerd in de celkern van de gastheercel en de resulterende proteïnen worden naar het mitochondrion getransporteerd om aldaar gebruikt te worden. Slechts enkele proteïnen van het mitochondrion worden door ribosomen in het mitochondrion zelf geproduceerd, overeenkomstig zijn eigen DNA. Slechts enkele procenten van de genen die nodig zijn om een mitochondrion 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 mitochondrion verblijft. Deze andere, niet ATP-gerelateerde functies zijn innig betrokken bij de meeste belangrijke metabole paden die door de cel gebruikt worden om 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 steroïdhormonen, ureumproductie en voor de neurotransmitterstofwisseling. Voorts hebben ze een sleutelfunctie bij immunologische regulatie middels
