Patologia generale - il danno mitocondriale

Danno mitocondriale

I mitocondri possono essere danneggiati da tossine e ipossia. Se all'interno della cellula c'è un aumento del calcio citosolico, che deve stare negli organuli in basse concentrazioni, possono verificarsi problemi. Provocano danno mitocondriale:

• Lo stress ossidativo,
• La degradazione dei fosfolipidi,
• Il prodotto della degradazione dei lipidi (ceramide).

Cosa succede?

A causa, ad esempio, della rottura dei fosfolipidi di membrana dovuti alle fosfolipasi Ca dipendenti, si ha la formazione dei pori di transizione della permeabilità mitocondriale. Queste strutture canalicolari impediscono condizioni di omeostasi, come il potenziale di membrana mitocondriale, cioè quello della catena respiratoria. Infatti, la presenza all'esterno della matrice mitocondriale dei protoni che trasportano energia per la sintesi di ATP viene distrutta, quindi è eliminato il gradiente di concentrazione protonica con conseguente impossibilità di generare ATP (necrosi).

Questo poro fa fuoriuscire dalla membrana mitocondriale il citocromo C (componente della catena respiratoria) che viene rilasciato dai mitocondri per scatenare la morte cellulare per apoptosi.

Perdita dell'omeostasi del calcio

Il Ca²⁺ è fortemente sequestrato all'interno della cellula nei mitocondri e nel reticolo endoplasmatico. La concentrazione di Ca a livello intracellulare è di 0,1 micromolare, mentre all'esterno è 1,3 millimolare, quindi c'è una differenza di 1000 volte. Quando si ha ischemia o infezione batterica, ci può essere un aumento dell'afflusso attraverso la membrana plasmatica e il rilascio dai mitocondri e dal reticolo endoplasmatico.

I danni cellulari come lo stress ossidativo e il blocco delle pompe ioniche del calcio possono dare origine ai seguenti fenomeni intracellulari:

• Riduzione della concentrazione intracellulare di ATP,
• Blocco della sintesi di ATP,
• Alterazione del citoscheletro cellulare,
• Attivazione degli enzimi idrolitici calcio-dipendenti.

Effetti degli enzimi idrolitici calcio-dipendenti

Gli enzimi idrolitici calcio-dipendenti presenti dentro la cellula, principalmente, sono:

• Proteasi,
• Topoisomerasi,
• Fosfolipasi.

Gli effetti sono:

• L'attivazione di proteasi a livello cellulare che sono in grado di rompere le proteine. Le proteasi sono in grado di distruggere le proteine di membrana e l'impalcatura del citoscheletro.
• Il Ca²⁺ attiva anche le fosfolipasi che degradano i fosfolipidi delle membrane.
• Attiva anche le endonucleasi (enzimi in grado di degradare la cromatina) che degradano la cromatina.
• L'attività dell'ATPasi che degrada l'ATP.