Mitokondrier

Kurs: Basvetenskap 2, MDBI Del: 03 Klinisk Kemi Avsnitt: 11 Diabetes, Lipidrubbningar och Hjärtmarkörer

Vad är det?

Mitokondrien är cellens “kraftverk”, med en dubbelmembranstruktur som är specialiserad för oxidativ fosforylering och ATP-produktion.

Detaljer

• Dubbelmembran: yttre membranet är permeabelt för små molekyler via poriner; inre membranet är mycket selektivt och innehåller transportproteiner samt enzymkomplexen för Elektrontransportkedjan och ATP-syntas
• Cristae: veckningar i inre membranet som ökar ytan för oxidativ fosforylering
• Matrix: innehåller enzymer för Citronsyracykeln och β-oxidation, samt mitokondriellt DNA och ribosomer
• Transportmekanismer över membranet: pyruvattranslokas (transporterar Pyruvat in i matrix), ATP/ADP-translokas (antiport som byter ut ATP mot ADP), fosfattranslokas (transporterar oorganiskt fosfat Pi in i matrix)
• Cytosoliskt NADH kan inte passera membranet direkt utan förs in via Malat-aspartat-skytteln eller Glycerol-3-fosfat-skytteln

Klinisk kemi

• Mitokondriell funktion mäts inte direkt i rutinsjukvård — man utreder den indirekt via metaboliter och enzymer vars bildning eller frisättning speglar mitokondriens tillstånd.
• P-3-hydroxibutyrat: den dominerande ketonkroppen vid insulinbrist. Bildas när fria fettsyror transporteras från hepatocytens cytoplasma in i mitokondriernas matrix och genomgår β-oxidation till acetyl-CoA — transporten in i mitokondrien styrs av Insulin/Glukagon-kvoten.
• Vid diabetesketoacidos (DKA) ökar den mitokondriella ketogenesen snabbt; blodketoner (P-3-hydroxibutyrat) stiger därför tidigare än urinketoner och rekommenderas i akutskedet.
• ASAT förekommer i hög koncentration i mitokondrierna hos hepatocyter och muskelceller och läcker ut vid nekros med skadad mitokondriell membranintegritet — bidrar till den totala serumaktiviteten vid t.ex. leverskada.
• Kreatinkinas (CK) speglar indirekt cellens energiomsättning via kreatinfosfatsystemet, som buffrar ATP från den mitokondriella oxidativa fosforyleringen; stiger vid muskelcellsskada.
• Ärftliga mitokondriella sjukdomar utreds med B/P-Laktat och P-Pyruvat: en förhöjd laktat/pyruvat-kvot talar för defekt oxidativ fosforylering, eftersom cellen då tvingas över till anaerob glykolys.

Klinisk pärla

P-3-hydroxibutyrat speglar hur snabbt mitokondrierna omvandlar fria fettsyror till ketonkroppar vid insulinbrist — blodketoner upptäcker en stegring betydligt tidigare än urinketoner, vilket gör dem att föredra vid misstänkt DKA.

Kopplingar

Relaterat: Modul 5 - Metabolism I, Elektrontransportkedjan, Citronsyracykeln, Malat-aspartat-skytteln, Glycerol-3-fosfat-skytteln, Ketonkroppar, Diabetesketoacidos, ASAT, Kreatinkinas