Mitochondrie mohou akumulovat Ca2+ energeticky závislým procesem
Tento proces nezahrnuje specifický ATPázový transportér jako v případě ER, ale Ca2+ se akumuluje prostřednictvím elektrogenního Ca2+ kanálu. Energie pro řízení akumulace Ca2+ pochází ze značného mitochondriálního membránového potenciálu. Tento potenciál je generován velkým protonovým gradientem, který je vytvářen elektronovým transportním řetězcem a je nezbytný pro spojení dýchání se syntézou ATP. Experimentálně může být mitochondriální akumulace Ca2+ poháněna buď substrátem pro oxidativní metabolismus, nebo ATP. V druhém případě hydrolýza ATP pohání akumulaci H+ a generuje membránový potenciál prostřednictvím reverzace H+-ATPázy. Léky, které buď zasahují do transportu elektronů, jako je antimycin, nebo srážejí protonový gradient, jako jsou protonophor uncouplers, blokují mitochondriální vychytávání Ca2+. Pečlivé experimenty se subcelulárními frakcemi, propustnými buňkami nebo in situ zobrazováním sekvestrovaného Ca2+ prokázaly, že kinetika vychytávání Ca2+ mitochondriemi neodpovídá významné akumulaci Ca2+ touto organelou za klidových podmínek (obr. 23-2). Jakmile je však dosaženo prahu pro vychytávání, hnací síla pro akumulaci Ca2+ je značná, a pokud je i zvýšené po delší dobu, mohou mitochondrie akumulovat Ca2+ do pozoruhodných koncentrací. Toto vychytávání Ca2+ může sloužit jako ochrana buňky před škodlivými účinky dlouhodobého zvýšení i. Zatímco vychytávání Ca2+ mitochondriemi je elektrogenní proces, výlev je neutrální, buď výměna Ca2+ za 2H+ nebo 2Na+, a probíhá pomaleji než cytoplazmatická a plazmatická pufrace. Ca2+ nahromaděný během období dlouhodobého stresu se tedy uvolňuje do cytoplazmy dostatečně pomalu, takže přebytek může být z buňky odstraněn, aniž by se zvýšila koncentrace Ca2+ v cytoplazmě.
Obrázek 23-2
ATP-dependentní vychytávání vápníku do endoplazmatického retikula a mitochondrií v závislosti na extraorganelární koncentraci Ca2+. Stylizovaná data převzatá z výsledků původně uvedených v Burgess et al. . Jak bylo uvedeno, ATP-dependentní vychytávání Ca2+ (více…)