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Mitocondria

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by

noraliz marquez

on 11 December 2015

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Transcript of Mitocondria

Mitocondria: Su Efecto en el Músculo
¿Que es la Mitocondria?
Producción de ATP
Powering the Cell: Mitochondria
Músculo
Órgano formado por tejido compuesto por fibras que se estiran y se contraen y que permite el movimiento de las diversas partes del cuerpo.

La contracción de estos depende de entendimiento de la organización de sarcómero y de los cambios que sufre tras la estimulación sináptica.

El músculo tiene la propiedad de modificar su estructura en función del trabajo que efectúa.
Fibras Musculares
Fibras de tipo I de contracción lenta

Estas fibras muy vascularizadas, contienen numerosas mitocondrias y poco glucógeno.

Fibras de tipo II de contracción rápida

Son de mayor diámetro, presentan pocas mitocondrias, están poco vascularizadas pero contienen mucho glucógeno.

Fibras de tipo IIa

Las Fibras IIa o intermedia cambian hacia el tipo I como efecto de ejercicios prolongados y moderados (entrenamiento de fuerza).

Sin embargo cuando son ejercicios breves e intensos, de 30 segundos a 2 minutos (entrenamiento de resistencia), provocando el cambio de las fibras IIa hacia el tipo II (fibras rápidas).

Fibras musculares
Organización Celular
Entonces las fibras musculares...
Noraliz Márquez Cruz
hfh
Como principal función de la mitocondria está la producción de energía

Se lleva acabo la Respiración Celular Aerobica y el Metabolismo

Están rodeadas por 2 membranas, una externa y una interna. La interna mide 4-5 veces más que la exterior, esto se debe a que se dobla en el interior del organelo para aumentar la capacidad de producción de Trifosfato de Adenosina. (ATP)

Son heredadas de la madre.

En la matriz mitocondrial existen decenas de moléculas circulares de ADN (16,569 pb en los humanos) que contiene 37 genes para RNAr, RNAt y 13 proteínas.
• 1880-1888- El botánico suizo Kolliker, notó la presencia unos gránulos en células musculares de insectos a los que denominó sarcosomas. Llegó a la conclusión de que presentaban membrana.

• 1882- El alemán Walther Flemming descubrió una serie de inclusiones a las que denomina fila.

• 1884- Richard Altmann, describe una serie de corpúsculos que observa mediante una tinción especial que incluye fucsina. Especula que se trata parásitos independientes, con su propio metabolismo y los denomina bioblastos.

• 1889- Carl Benda, denominó "mitocondria" a unos gránulos que aparecían con gran brillo en tinciones de violeta cristal y alizarina, y que anteriormente habían sido denominados "citomicrosomas" por Velette St. George.

• 1904- F. Meves confirma su presencia en una planta, concretamente en células del tapete de la antera de Nymphaea.

• 1913- Otto Heinrich Warburg descubre la asociación con enzimas de la cadena respiratoria, aunque ya Kingsbury, en 1912 había relacionado estos orgánulos con la respiración celular.

• 1934- Fueron aisladas por primera vez a partir de homogeneizados de hígado.

• 1948- Hogeboon, Schneider y Palade establecen definitivamente la mitocondria como el lugar donde se produce la respiración celular.

• 1963- La presencia del ADN mitocondrial fue descubierta por Margit M. K. Nass y Sylvan Nass.

Descubrimiento
La mitocondria en el musculo
El músculo es una verdadera fábrica metabólica que consume energía. El sarcoplasma de una fibra muscular contiene numerosas mitocondrias. Son las que producen energía (ATP) directamente utilizable por la fibra muscular para contraer sus miofibrillas.
Músculo sano y enfermo
Un músculo sano, es un músculo
• Elástico
• Fuerte
• Capaz de realizar un movimiento indoloro en todo el rango de movilidad normal para una articulación determinada
• Necesita constantemente azúcar y oxígeno.

Un músculo enfermo es un músculo
• Tiene fatiga muscular
• Calambre
• Desgarros
• Contractura muscular

Respiración Celular
Metabolismo
El aceptor terminal de electrones es el oxígeno, la forma reducida de este es el agua y este proceso se le llama respiración aeróbica.

El máximo de ATP que una molécula de glucosa puede producir a través de la respiración aeróbica son 38 ATP.

El Rol de la Mitocondria en la Respiración Aeróbica
La mayoría de la producción de ATP en células eucariotas respiratoria se produce en este orgánulo. Te explico...
1. La oxidación de la glucosa y otros azúcares comienza en el citosol con la glucólisis, produciendo piruvato.

2. Este piruvato se transporta a través de la membrana mitocondrial interna y es oxidado dentro de la matriz quedando como Acetil CoA.
(Acetil CoA también puede estar formado por oxidación β de los ácidos grasos.)

3. Es decir, la formula clave del ciclo del ácido tricarboxílico mejor conocido como el Ciclo de Krebs.

4. Aquí se une el transporte de electrones, quien está acoplado a protón de bombeo o transporte activo, con la energía del transporte de electrones conservada como un gradiente de protones electroquímico a través de la membrana interna de la mitocondria.

5. La energía de este gradiente de protones se utiliza en parte para conducir la síntesis de ATP a partir de ADP y fosfato inorgánico (Pi).

Sistema de los fosfágenos (anaeróbica aláctica):
Es el sistema de aporte energético más inmediato cuando se inicia una actividad física. Se obtiene energía sin necesidad de oxígeno, y sin producir sustancias residuales. Permite la máxima intensidad (95-100%), pero apenas dura 6 - 15 segundos, ya que los depósitos de fosfocreatina son limitados.
CrP + ADP

Cr + ATP

Sistema glucolítico anaeróbico (anaeróbica láctica):
Esta vía utiliza el glucógeno almacenado en los músculos y en el hígado, y la glucosa sanguínea. Se basa en la formación de ácido láctico, el cual permite que los procesos generadores de energía no se detengan y que se pueda realizar ejercicio de elevada intensidad durante un tiempo más prolongado. Permite el ejerció durante 15-20 segundo hasta 3 minutos para una intensidad muy alta (80-95%).

Sistema oxidativo (aeróbico):
Permite ejercicios que superen los 3 minutos de duración. Este sistema obtiene energía a través de la degradación de glucosa (intensidades entre 50-85%) o ácidos grasos a partir de los 45 minutos de actividad, con intensidades entre 40-70%, ambos, en presencia de oxígeno.

Se define como el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos físico-químicos que ocurren en una célula y en el organismo. Este complejo proceso es la base de la vida molecularmente, y permite diferentes actividades de la célula como: crecer, reproducirse, mantener sus estructuras, responder a estímulos, etc.

El metabolismo se divide en dos procesos conjugados: catabolismo y anabolismo. Las reacciones catabólicas liberan energía.

Las reacciones anabólicas, utilizan esta energía liberada para recomponer enlaces químicos y construir componentes de las células como lo son las proteínas y los ácidos nucleicos.

Núcleos
: Resulta de la fusión de células con un único núcleo.

Sarcolema:
Rodea a la fibra muscular.

Sarcoplasma:
Contiene las organelas responsables de su funcionamiento, además se encuentran reservas importantes de glucógeno, así como la mioglobina (proveedor de oxígeno de la célula muscular).

Retículo endoplásmico liso y túbulo T
: Forma extensiones de tal modo que dos bolsas de retículo sarcoplásmico rodean cada túbulo T para formar una tríada. La tríada es la estructura que permite el paso de la señal nerviosa (potencial de acción), es decir, el acoplamiento de la excitación a la contracción.

Miofilamentos:
Los filamentos gruesos están formados por moléculas de miosina. Los filamentos finos están formados principalmente por actina.


Óxido Nítrico
NO es un regulador plausible de la biogénesis mitocondrial que afecta directamente a la respiración celular.

El óxido nítrico modula la función del esqueleto de los miocitos, la regulación hormonal, y la microcirculación local.

Aumenta la producción de este, en el músculo esquelético en respuesta a la actividad física.

Esta molécula puede alterar el suministro de energía en el músculo esquelético a través de la modulación hormonal.
Estudiando el NO
Espectroscopia de Resonancia Magnética

Reducción en la concentración de fosfocreatina se atenuó y la tasa de rotación de la ATP fue menor durante el ejercicio en la presencia de la administración de suplementos de nitrato en la dieta en comparación con el placebo.


Efecto en la Mitocondria
El óxido nítrico estimula la fragmentación mitocondrial, que puede ser causada por el exceso de fisión mitocondrial o la inhibición de fusión mitocondrial causando insuficiencia bioenergética.

Esta evidencia sugiere que las mitocondrias pueden representar un objetivo para el NO que se libera durante el ejercicio.
Hipótesis
Entiendo que la célula percibe al NO como una falta de O, por lo cual en la mitocondria se impulsan los procesos de glicolisis, ciclo de Krebs, etc.

Para mantener la membrana estable como una acción protectora.

Ocurrirá un daño mitocondrial al producir demás a lo normal, que conllevarían a un estrés y hasta cambios en Ph.

El NO intenta ayudar a las células musculares a recibir más nutrientes mientras se hacen ejercicios, ya que es un vasodilatador, pero a la misma vez asfixia a la mitocondria.
Referencias
Becker's World of the Cell, Jeff Hardin, GregoryBertoni,Lewis J. Kleinsmith,Wayne M. Becker, Benjamin Cummings, 2012, ISBN 0321716027, 9780321716026

Dyakota EY, Kapilevich LV, Shylko VG, Popov SV and Anfinogenova Y (2015). Physical exercise associated with NO production: signaling pathways and significance in heatlh and dsease. Front. Cell Dev. Biol. 3:19.

National Institute of General Medical Science. (2005). Inside The Cell. U.S.: NIH Publications.

http://www.ferato.com/wiki/index.php/M%C3%BAsculo

http://www.salud180.com/salud-z/mitocondria

http://www.medicinabuenosaires.com/demo/revistas/vol58-98/4/respiracioncelular.htm

http://biofisicamarianna.blogspot.com/2010/04/3-descubrimiento-aislamiento-y.html

https://bibliotecadeinvestigaciones.wordpress.com/biologia/sistemas-y-aparatos-del-cuerpo-humano/sistema-respiratorio/la-respiracion-aerobia-y-anaerobia/

http://www.ecured.cu/index.php/Mitocondrias

http://biol1c201.blogspot.com/2009/06/organelos-con-mas-de-1-membrana.html

http://www.entrenamiento.com/atletismo/vias-energeticas-para-la-obtencion-del-atp/
La propiedad característica de NO es la capacidad de inhibir de forma reversible y competitivamente la citocromo c oxidasa, la enzima terminal de la cadena respiratoria mitocondrial.

La inhibición de la NO está asociada con el aumento de consumo de oxígeno en los músculos esqueléticos en reposo.
Efecto en la Mitocondria

Metabolismo del Óxido Nítrico
Conclusión
Sugieren que el entrenamiento físico puede mejorar la salud de los pacientes con diabetes, insuficiencia cardíaca crónica, enfermedades musculares incluso degenerativas y sindromes como el Sindrome de Leigh.

En general, el músculo esquelético produce mucha sustancias bioactivas, incluyendo NO que desempeña un papel clave en un reajuste de todos los sistemas autonómicos del organismo durante el ejercicio.
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