Фосфат кальции в митохондриях

Рис. 9-23. Кальций накачивается в митохондрию за счет энергии мембранного потенциала. Полагают, что большая часть кальция осаждается внутри митохондрии в виде фосфата кальция, и поэтому для аккумуляции Са , вероятно, требуется очень немного энергии.

Клеточная оболочка состоит в основном из протеино-липидных комплексов, называемых липопротеинами. Цитоплазма — прозрачная среда, которая имеет консистенцию, изменяющуюся от подвижной жидкости до вязкого геля, и содержит видимые в микроскоп частицы. Митохондрии богаты белками и фосфолипидами. Аппарат Гольджи содержит главным образом липиды. Углеводные включения часто состоят из гликогена, а протеиновые включения — из рибонуклеопротеидов. Протоплазма обычно содержит не менее 75% воды, хлор-, фосфат- и сульфат-ионы, ионы калия, натрия, магния, кальция, связанную серу, следы меди, железа, марганца и иода, а также белки, углеводы и липиды. Большое количество белковых молекул придает протоплазме коллоидные свойства. [c.238]

Точная природа сопряжения между дыханием и фосфорилированием неизвестна. Это сопряжение, по-видимому, очень лабильно и исчезает при разрушении митохондрий замораживанием и оттаиванием, в результате старения, путем обработки гипотоническими растворами и т. д. Отношение Р/О служит очень удобной мерой степени сопряжения и часто используется в качестве показателя структурной целостности митохондрий. Ряд химических веществ (например, ДНФ, ионы кальция, тироксин, дикумарол и т. д.) в очень низких концентрациях ( 10 М) также способны разобщать дыхание и фосфорилирование. У митохондрий, подвергнутых действию разобщающих агентов, дыхание может происходить и в отсутствие АДФ и фосфата, но эти митохондрии больше не могут фосфорилировать АДФ в АТФ. Возможный механизм действия разобщающего агента —ДНФ — представлен на стр. 250. [c.245]

Помимо рибосом (миторибосом), сходных по виду с бактериальными рибосомами, и небольших кольцевых молекул ДНК, митохондрии содержат различное число плотных гранул фосфата кальция [65], либо Саз(Р04)2, либо гидроксилапатита (дополнение 5-Д). [c.393]

Митохондрии — клеточные органеллы, обладающие наибольшей емкостью по отношению к ионам кальция. В отличие от других внутриклеточных структур, использующих АТФ для аккумуляции Са +, митохондрии транспортируют этот катион за счет трансмембранного электрического потенциала (около — 180 мВ), который генерируется системой переноса электронов и протонов в ходе окисления субстратов дыхания глутамата, сукцината, пирувата, жирных кислот и т. д. Концентрация Са +, перенесенного в митохондриальный матрикс, поддерживается в нем на низком уровле за счет связывания этого катиона с белками и неорганическим фосфатом. [c.45]

В работах школы Ленинджера было показано непосредственное участие транспорта катионов в функционировании мембран митохондрий. Накопление больших количеств Са " ", поступающего из окружающей среды, происходит при дыхании и блокируется его ингибиторами и разобщителями окислительного фосфорилирования. Поступление Са " " связано с количеством поглощае-дгого кислорода, фосфат также аккумулируется параллельно накоплению Са " " в отношении Са " " Ф = 1,67 (соответствующем оксиапатиту). Электронная микроскопия показывает, что в митохондриях могут накапливаться гранулы фосфата кальция. [c.431]

Означают ли приведенные данные, что митохондриальная система транспорта Са + создана Природой понапрасну По всей видимости, нет. Кривая активации системы транспорта кальцием имеет сигмоидальную форму при увеличении концентрации Са + в микромолярном диапазоне. При переходе концентрации Са + от 1 до 5 мкмоль/л скорость поглощения этого катиона возрастает в десятки раз. Поэтому предполагают, что система митохондриального кальциевого транспорта включается тогда, когда происходит перегрузка клеток кальцием, например, в результате ишемии миокарда и последующей его реперфузии (см. гл. 7). В таком случае внутри митохондрий накапливаются значительные количества этого катиона, вследствие чего ингибируется АТФ/АДФ-обмен, уменьшается концентрация адениновых нуклеотидов, возникает конкурен-пия Са + с Mg + за АТФ (истинным субстратом АТФ-синтета-зы является MgATФ). В матриксе митохондрий происходит выпадение кристаллов фосфата кальция, и при далеко зашедшем процессе эти органеллы разрушаются. Таким образом, вместо выполнения своей основной функции — производства энергии — митохондрии, выключаясь из метаболизма, спасают клетку от гибели. [c.46]

Одним из процессов, сопровождающихся переносом неорганического фосфата через мембрану митохондрий, является активный транспорт кальция. Значительные количества Са + могут быть аккумулированы митохондриями за счет энергии дыхания только в присутствии проникающих через мембрану анионов. В этом случае активация дыхания при добавлении Са + приводит к накоплению во внутримитохондриальном пространстве соответствующих проникающему аниону кальциевых солей. Таким образом, активный транспорт Са + сопровождается переносом через мембрану аниона. В физиологических условиях роль такого аниона выполняет неорганический фосфат. [c.458]

Однако, чтобы эффективно управлял клеточными процессами, его концентрация в свою очередь тоже должна регулироваться. В процессе эволюции в клетке возникла сложная система, поддержи-ващая концентрацию Са в нормальных условиях на уровне 0.1 мкМ. Основными регуляторами концентрации свободного в цитозоле являются кальций-связываихцие белки плазмалеммы и мембран эндоплазматического ретикулума и митохондрий. Низкая концентрация иона - необходимое условие для метаболизма, основанного на энергии фосфатной связи. Если бы концентрация была высокой, то фосфат, образующийся при расщеплении АТФ, выпадал в виде кристаллического нерастворимого осадка. Кроме того, благодаря низкой концентрации Са " " невелики затраты энергии при его использовании в качестве внутриклеточного мессенджера. [c.104]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология