Question

¿Qué enzimas se pueden encontrar en la matriz mitocondrial?

Answer 1

La mitocondria es un organelo que se encuentra en la gran mayoría de las células eucarióticas, y que, al igual que el cloroplasto, podría haberse formado por "endosimbiosis". El nombre mitocondria proviene del griego mitos = hilo y jóndros = grano, es decir "grano en forma de hilo". La mitocondria tiene la forma de un elipsoide de revolución de 1,5 mm de largo, de 0,5 mm de diámetro y de un volumen cercano a 0,8mm3. En las células que poseen simultáneamente mitocondrias y cloroplastos, las primeras son mucho más abundantes. La mitocondria posee dos membranas, un sistema genético y maquinaria de síntesis proteica propias.

En cada mitocondria hay dos compartimientos: la matriz mitocondrial y las crestas mitocondriales. En la matriz mitocondrial se encuentran las enzimas del "ciclo de KREBS", las que oxidan la acetilcoenzima A, que proviene del catabolismo de los carbohidratos, lípidos y proteínas hasta convertirlos en bióxido de carbono y agua. Las crestas mitocondriales son múltiples invaginaciones de la membrana mitocondrial interna, que contienen las enzimas de la cadena de transporte de electrones. En las crestas mitocondriales ocurre la reoxidación de los cofactores vitamínicos (NADH y FADH2, que se han reducido en las sucesivas etapas enzimáticas, que llevan a la glucosa hasta bióxido de carbono y agua. En el espacio entre las dos membranas - interna y externa- se acumulan hidrogeniones (H+), los cuales al pasar, de acuerdo a su gradiente de concentración hacia la matriz mitocondrial, activan a una enzima (ATP sintetasa), que sintetiza el ATP.

Las mitocondrias tienen propiedades muy sorprendentes: en 1 cm3 de mitocondrias se pueden almacenar l,25 - 1012 mitocondrias, es decir, 1,25 billones, o sea, millones de millones, dando origen a una superficie total de 30 m2, de los cuales 12 m2 corresponden a las enzimas de la cadena de transporte de electrones. En comparación, la superficie de todo el cuerpo humano alcanza a ser aproximadamente 1,7 m2.

1 ml de mitocondrias, al desarrollar una potencia de 1 watt:

Consume 4,32 litros de oxígeno;

produce 20 kcal de calor;

sintetiza alrededor de 1,25 kg de ATP; y

cataboliza alrededor de 5 gramos de glucosa.

Si se extrapolan estas cifras a un ser humano de 70 kg de peso y estando éste en condiciones de reposo, resulta que su consumo de oxígeno es de 250 ml de O2 por minuto; su metabolismo de 1.728 kcal/día; la síntesis de ATP equivale a 200 moles/día, o sea de 100 kg de ATP diarios; y la potencia calculada es de 80 watt. Por consiguiente, todos los fenómenos de oxidorreducción del organismo humano en reposo lo realizan 80 ml de mitocondrias, y en el ejercicio máximo 800 ml de mitocondrias (0,8 kg). Lo más sorprendente de estos valores es la magnitud de la producción diaria de ATP, que asciende a 100 kg por día. Empero, el ser humano no cambia de peso corporal durante el día, porque todo el ATP es consumido al instante y no es almacenado, salvo un insignificante depósito (Fig.1).