Mitochondria mogą gromadzić Ca2+ w procesie zależnym od energii
Nie wiąże się to ze specyficznym transporterem ATPazy, jak w przypadku ER, ale raczej Ca2+ jest gromadzony przez elektrogeniczny kanał Ca2+. Energia dla jazdy akumulacji Ca2+ pochodzi od znacznego mitochondrialnego potencjału membranowego. Potencjał ten jest generowany przez duży gradient protonów, który jest ustanawiany przez łańcuch transportu elektronów i niezbędny do sprzężenia oddychania z syntezą ATP. Doświadczalnie, mitochondrialna akumulacja Ca2+ może być napędzana albo przez substrat dla metabolizmu oksydacyjnego, albo przez ATP. W tym drugim przypadku, hydroliza ATP napędza akumulację H+ i generuje potencjał błonowy poprzez odwrócenie działania H+-ATPazy. Leki, które albo zakłócają transport elektronów, takie jak antymycyna, lub załamują gradient protonów, takie jak uncouplery protonoforów, blokują mitochondrialny wychwyt Ca2+. Dokładne eksperymenty z frakcjami subkomórkowymi, przepuszczalnymi komórkami lub obrazowaniem in situ sekwestrowanego Ca2+ wykazały, że kinetyka wychwytu Ca2+ przez mitochondria jest niezgodna z istotną akumulacją Ca2+ przez tę organellę w warunkach spoczynkowych (Rys. 23-2). Jednakże, po osiągnięciu progu wychwytu, siła napędowa akumulacji Ca2+ jest znaczna, a gdy i jest podwyższone przez dłuższy czas, mitochondria mogą gromadzić Ca2+ do znacznych stężeń. Ten wychwyt Ca2+ może służyć jako ochrona komórki przed szkodliwymi skutkami długotrwałego wzrostu i. Podczas gdy wychwyt Ca2+ przez mitochondria jest procesem elektrogenicznym, odpływ jest neutralny, albo wymiana Ca2+ na 2H+ lub 2Na+, i przebiega wolniej niż buforowanie błony cytoplazmatycznej i plazmatycznej. Tak więc Ca2+ nagromadzony w okresach długotrwałego stresu jest uwalniany do cytoplazmy w wystarczająco wolnym tempie, tak że nadmiar może być usunięty z komórki bez podnoszenia stężenia Ca2+ w cytoplazmie.
Rycina 23-2
Zależny odATP wychwyt wapnia do retikulum endoplazmatycznego i mitochondriów jako funkcja pozanarządowego stężenia Ca2+. Stylizowane dane zaczerpnięte z wyników pierwotnie podanych w Burgess i wsp. Jak podniesiono, zależny od ATP wychwyt Ca2+ (więcej…)