Mitochondriile pot acumula Ca2+ printr-un proces dependent de energie
Acesta nu implică un transportor ATPază specific, ca în cazul ER, ci mai degrabă Ca2+ este acumulat prin intermediul unui canal electrogen de Ca2+. Energia pentru conducerea acumulării de Ca2+ provine din potențialul substanțial al membranei mitocondriale. Acest potențial este generat de gradientul mare de protoni care este stabilit de lanțul de transport al electronilor și este necesar pentru cuplarea respirației la sinteza ATP. În mod experimental, acumularea mitocondrială de Ca2+ poate fi determinată fie de un substrat pentru metabolismul oxidativ, fie de ATP. În acest din urmă caz, hidroliza ATP determină acumularea de H+ și generează un potențial de membrană prin inversarea H+-ATPazei. Medicamentele care fie interferează cu transportul de electroni, cum ar fi antimicina, fie prăbușesc gradientul de protoni, cum ar fi decuplatorii protonofori, blochează absorbția mitocondrială de Ca2+. Experimente minuțioase, fie cu fracțiuni subcelulare, fie cu celule permeabile, fie cu imagini in situ ale Ca2+ sechestrat, au demonstrat că cinetica absorbției de Ca2+ de către mitocondrii nu este în concordanță cu acumularea semnificativă de Ca2+ de către acest organit în condiții de repaus (figura 23-2). Cu toate acestea, odată atins pragul de absorbție, forța motrice pentru acumularea de Ca2+ este substanțială, iar atunci când i este ridicat pentru o perioadă prelungită de timp, mitocondriile pot acumula Ca2+ până la concentrații remarcabile. Această absorbție de Ca2+ poate servi drept protecție a celulei împotriva efectelor dăunătoare ale unei creșteri prelungite a i. În timp ce absorbția de Ca2+ de către mitocondrii este un proces electrogen, efluxul este neutru, fie un schimb de Ca2+ pentru 2H+ sau 2Na+, și se desfășoară mai lent decât tamponarea citoplasmatică și a membranei plasmatice. Astfel, Ca2+ acumulat în timpul perioadelor de stres prelungit este eliberat în citoplasmă la o rată suficient de lentă astfel încât excesul să poată fi eliminat din celulă fără a crește concentrația de Ca2+ în citoplasmă.
Figura 23-2
Adaptarea dependentă de ATP a calciului în reticulul endoplasmatic și mitocondrii în funcție de concentrația extraorganelară de Ca2+. Date stilizate preluate din rezultatele raportate inițial în Burgess și colab. . Așa cum a fost ridicată, absorbția de Ca2+ dependentă de ATP (more…)
.