Ti thể là tên được đặt cho một cơ quan tế bào, trong số các chức năng khác, có liên quan đến việc cung cấp năng lượng của tế bào chủ yếu thông qua adenosine chuyển hóa triphosphat. Ti thể sở hữu vật chất di truyền của riêng họ dưới dạng DNA ti thể. Tùy thuộc vào nhu cầu năng lượng của các loại tế bào, một vài đến vài nghìn mitochondria có thể có trong một ô.
Ti thể là gì?
Ti thể là một cơ quan tế bào có trong hầu như tất cả các tế bào của con người, đôi khi với số lượng lớn lên đến vài nghìn. Một ngoại lệ là lớp trên cùng của da, lớp sừng, bao gồm các tế bào giác mạc chết và không chứa ti thể. Ti thể được ban tặng bộ gen của riêng chúng, DNA ty thể (mtDNA), hỗ trợ giả định rằng ty thể ban đầu là những sinh vật độc lập tham gia vào quá trình nội cộng sinh với các tế bào của sinh vật đa bào. Ti thể không còn tồn tại độc lập trong biểu hiện ngày nay của chúng. Ti thể được đặc trưng bởi màng kép của chúng, một màng ngoài gần như nhẵn và một màng trong, rất mở, cung cấp một diện tích bề mặt tương ứng lớn cho các quá trình trao đổi chất sinh hóa. Trong số những thứ khác, ty thể tham gia vào quá trình trao đổi chất của cái gọi là chuỗi hô hấp và chu trình citrate. Trong chuỗi hô hấp, diễn ra trong không gian màng giữa màng ngoài và màng trong, glucose được chuyển hóa để tổng hợp ATP và cung cấp cho tế bào như một chất mang năng lượng. Chu trình citrate tập hợp các quá trình trao đổi chất gây ra sự phân hủy carbohydrates, protein, và chất béo.
Giải phẫu và cấu trúc
Đặc trưng của hình thái ti thể là có hai màng, màng ngoài tạo cho bào quan có hình dạng gần giống như hạt đậu và màng trong, không mở ra nhiều nên có diện tích bề mặt lớn. Cả hai màng đều được cấu tạo bởi lớp kép phospholipid và protein. Tuy nhiên, màng ngoài khác hẳn với màng trong về các đặc tính của nó. Màng ngoài chứa các phức hợp protein với các kênh cho phép trao đổi có chọn lọc các chất giữa ti thể và tế bào. Màng trong của ti thể loại Sacculus chứa phức hợp protein cần thiết cho “hoạt động” của chuỗi hô hấp. Khoảng trống được tạo ra bởi sự mở rộng của màng trong về phía màng ngoài được gọi là khoảng trống và đẩy nhanh quá trình trao đổi chất của chuỗi hô hấp. Các cristae được chiếm giữ bởi các tiểu thể nhỏ có đường kính 8.5 nm, được gọi là các hạt F1 hoặc các hạt ATP synthase, có vai trò trong quá trình tổng hợp ATP. Một loại ty thể khác là loại được gọi là loại ống, được tìm thấy trong các tế bào tổng hợp steroid kích thích tố. Nhiều ống góp phần vận chuyển các chất một cách chọn lọc.
Chức năng và nhiệm vụ
Một trong những chức năng và nhiệm vụ quan trọng nhất của ti thể là tổng hợp adenosine triphosphat (ATP) và giải phóng ATP vào chất nền tế bào, bên trong tế bào bên ngoài ti thể. Trong một chuỗi phản ứng phức tạp, năng lượng thu được thông qua các quá trình oxy hóa có kiểm soát xúc tác được lưu trữ dưới dạng ATP trong một thời gian ngắn và được cung cấp cho các tế bào. Chuỗi hô hấp sử dụng các sản phẩm trao đổi chất của cái gọi là chu trình citrate - còn được gọi là chu trình Krebs sau khi người phát hiện ra nó là Hans A. Krebs. Sự trao đổi chất của chu trình Krebs diễn ra trong chất nền của ti thể, tức là trong không gian bị đóng bởi màng trong. Ti thể cũng tham gia vào một phần của Urê chu kỳ, diễn ra một phần trong chất nền ty thể và một phần trong tế bào. Các Urê chu trình phục vụ để chuyển đổi các sản phẩm phân hủy nitơ, ví dụ, từ thực phẩm giàu protein, thành Urê để bài tiết qua thận. Ti thể cũng tham gia vào quá trình chết tế bào có kiểm soát, quá trình apoptosis. Đây là một kiểu tự hủy của tế bào với việc thải bỏ các sản phẩm thoái hóa có trật tự. Quá trình chết rụng có thể được "chỉ huy", ví dụ, bởi hệ thống miễn dịch trong trường hợp phát hiện được các khuyết tật hoặc nhiễm trùng nghiêm trọng, để ngăn ngừa thiệt hại và các tình huống nguy hiểm cho sinh vật nói chung. Ti thể có khả năng hấp thụ canxi ion và cung cấp chúng cho tế bào khi cần thiết. Do đó, chúng hỗ trợ chức năng quan trọng của canxi cân bằng nội môi của tế bào. Một chức năng quan trọng khác của ti thể là tổng hợp ủi–lưu huỳnh cụm, được yêu cầu cho nhiều enzyme để kiểm soát xúc tác của chuỗi hô hấp. Sự tổng hợp của ủi–lưu huỳnh cụm là không thừa, làm cho nó trở thành nguồn cung cấp thiết yếu cho tất cả các tế bào có thể được cung cấp độc quyền bởi ty thể.
Bệnh
Ti thể, trục trặc hoặc rối loạn quá trình trao đổi chất trong ti thể ảnh hưởng đến sự suy yếu hoạt động của cơ thể chủ yếu do giảm tổng hợp ATP. Về cơ bản, bệnh lý ti thể có thể là do khiếm khuyết gen di truyền hoặc nó có thể mắc phải trong cuộc đời. Các bệnh lý ti thể mắc phải chủ yếu liên quan đến các bệnh thoái hóa thần kinh như Alzheimer dịch bệnh, Bệnh Parkinsonvà ALS, mà còn với bệnh tiểu đường bệnh đái tháo đường, béo phì, bệnh tim mạch và một số bệnh ung thư. Các ty thể di truyền có nhiều biểu hiện khác nhau, tùy thuộc vào vị trí trong quá trình trao đổi chất diễn ra gen khiếm khuyết ảnh hưởng. Nếu, do gen khuyết tật trong chuỗi hô hấp hoặc chu trình citrate, nhất định enzyme không có sẵn mà chỉ cần thiết cho một số mô cơ thể, các triệu chứng sẽ chỉ xảy ra ở các cơ quan tương ứng. Vì sự đa dạng của các triệu chứng mà một ty thể gen khiếm khuyết có thể gây ra, chẩn đoán không đơn giản. Bởi vì chu trình citrate thường có liên quan, thường có sự “tích tụ” của pyrovate, mà cơ thể cố gắng phân hủy thông qua con đường thay thế tiết sữa, dẫn đến một sự gia tăng đáng kể axit lactic tập trung, latic nhiễm toan.
