1. Производство энергии: Митохондрии известны как «энергетические станции» клетки, поскольку они производят аденозинтрифосфат (АТФ) – молекулу, которая служит основным источником энергии для клеточных процессов. В мозге, который потребляет около 20% всего кислорода и энергии организма, эффективное производство АТФ критично для поддержания нейронной активности.
2. Метаболизм: Митохондрии участвуют в обмене веществ, преобразуя питательные вещества (например, глюкозу и кислород) в энергии. Они также участвуют в метаболизме жирных кислот и производстве восстановительных эквивалентов, таких как НАДН и ФАДН₂, которые необходимы для клеточного дыхания.
3. Регуляция метаболических процессов: Митохондрии помогают контролировать различные метаболические пути и поддерживать клеточный гомеостаз. Они влияют на уровень кальция в клетках, что критически важно для нейронной передачи сигналов.
4. Участие в клеточной смерти: Митохондрии играют роль в апоптозе (программируемой клеточной смерти). При повреждении или стрессе они могут выделять сигнализирующие молекулы, которые запускают механизм самоуничтожения клетки. Это важный процесс для удаления поврежденных или ненужных клеток, что особенно актуально для поддержания здоровья нейронной сети.
5. Роль в нейродегенеративных заболеваниях: Многие неврологические расстройства, такие как болезни Альцгеймера, Паркинсона и Хантингтона, связаны с нарушениями митохондриальной функции. Оксидативный стресс и дисфункция митохондрий могут привести к повреждению нейронов и потерям в когнитивных функциях.
6. Стимулирование нейропластичности: Есть данные, что митохондрии могут оказывать влияние на нейропластичность – способность мозга адаптироваться и изменяться в ответ на опыт. Энергетическая поддержка, предоставляемая митохондриями, играет ключевую роль в процессах обучения и памяти.
7. Митохондриальная ДНК: Митохондрии имеют свою собственную ДНК, которая наследуется материнским путем. Это позволяет им самостоятельно производить некоторые из белков, необходимых для функционирования, что делает их уникальными органеллами в клетках.