Diferentes enfoques para modelar el análisis de la hinchazón mitocondrial

Diferentes enfoques para modelar el análisis de la hinchazón mitocondrial

Introducción:

Las mitocondrias son organelos subcelulares que se originaron a partir de la invasión bacteriana primitiva de las células eucariotas primordiales. Las mitocondrias son la potencia de la célula; ~ 90% de oxígeno consumido por las células de mamíferos son utilizados por las mitocondrias para producir ATP a través de la fosforilación oxidativa

Además, a la producción del ATP, las mitocondrias mantienen una serie de caminos metabólicos tales como homeostasis del ion, crecimiento de la célula, oxidación del lípido y síntesis y señalización del redox

Las mitocondrias juegan un papel central no sólo en la vida celular sino también en la muerte celular. Debido a su capacidad para almacenar Ca2 y responder a las señales citosólica Ca2, las mitocondrias junto con el retículo endoplasmatico, participan en la regulación de la homeostasis intracelular de Ca2. En condiciones normales, la mitocondria regula el metabolismo energético, mientras que, a altas concentraciones, estimula las vías de la muerte celular. Las mitocondrias responden a muchos tipos diferentes de estrés incluyendo las tensiones oxidativa y metabólica.

Son la fuente principal de la especie reactiva del oxígeno (ROS), un producto secundario de la respiración generado principalmente en los complejos de la cadena de transporte del electrón (ECT) I y III. La sobrecarga de Ca2 junto con las y PI altas, dan lugar a cambios en la permeabilidad de la membrana mitocondrial e induce la apertura de poros de transición de permeabilidad no selectivos y de alta conductancia (PTP) en la membrana mitocondrial interna (IMM). El PTP destacando más compromisos bioenergéticos, la función y la integridad estructural de las mitocondrias que conducen a la muerte celular. Es muy importante las condiciones fisiológicas, el volumen mitocondrial es regulado por los flujos iónicos, principalmente por los flujos de K y Ca2 a través del IMM.

Los aumentos leves en el volumen de la matriz sobre la gama fisiológica estimulan la función mitocondrial y el metabolismo. Efectos beneficiosos la de los cambios en el volumen de la matriz sobre el metabolismo mitocondrial y la función puede deberse a la remodelación estructural y funcional del IMM, en particular, la fluidez de la membrana, aunque los mecanismos precisos de estos efectos permanecen desconocidos. La hinchazón mitocondrial excesiva, que ocurre sobre todo debido a la abertura de PTP, es un jugador central que puede inducir muerte celular con apoptosis o necrosis dependiendo de la disponibilidad de ATP. Notablemente, la hinchazón mitocondrial está implicada en la patogénesis de muchas enfermedades humanas asociadas con estrés oxidativo como isquemia, hipoxia, inflamación y diabetes. Por lo tanto, es importante para aclarar los mecanismos de la hinchazón mitocondrial y para entender la muerte celular mediada, así como el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas de la mitocondria. La regulación del volumen mitocondrial de la matriz de puede proporcionar la relevación al esfuerzo, que permitiría que las mitocondrias mantuvieran su integridad funcional y morfológica, ayudando en el sostenimiento de la vida celular. Como hemos mencionado arriba, la abertura de PTP induce la hinchazón mitocondrial. Sin embargo, la inhibición del PTP no previene la hinchazón mitocondrial totalmente, sugiriendo un papel de los mecanismos de la PTP-independiente está implicado en la hinchazón. Los mecanismos 
de la hinchazón no son claros, aunque los iones, la PHI, y el potencial 
de la membrana son los jugadores principales que regulan la hinchazón de la matriz. Particularmente, la concentración de K y de Ca2 a través del IMM ha servido para desempeñar un papel central en la creación de la transición electrogénica que lleva a la hinchazón mitocondria. En esta revisión, discutimos estudios anteriores sobre los mecanismos potenciales de la hinchazón mitocondrial, así como una variedad de acercamientos teóricos para modelar la hinchazón mitocondrial. El análisis de modelado de la hinchazón mitocondrial, particularmente, los mecanismos de la transición del fisiológico (reversible) a la hinchazón patológica (irreversible) es importante para entender la muerte celular de la mitocondria y la disfunción en el órgano/tejido de las enfermedades.

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