I mitokondriets matrix nedbrydes fedtsyrer, der stammer fra fødens indhold af fedtstoffer, og pyruvat, der især dannes ved nedbrydning af kulhydrater og i mindre omfang aminosyrer. Under nedbrydningen dannes stoffet acetylcoA. I matrix findes også de enzymer, der i citronsyrecyklus viderenedbryder acetatdelen af acetylcoA. Et affaldsprodukt fra disse processer er kuldioxid (CO2), som udskilles af kroppen, hos hvirveldyr via lungerne. Under stofomsætningen overføres elektroner til særlige elektronacceptorer (NAD og FAD), der overfører elektronerne til den såkaldte respirationskæde eller elektrontransportkæde, der er indbygget i mitokondriets indermembran. Kæden er sammensat af komplicerede makromolekyler og mindre molekyler som cytochromer og ubiquinon (coenzym Q eller Q10), der koblet i serie transporterer elektronerne ned gennem kæden for til sidst at overføre dem til O2, som så reagerer med brintioner (H+) under dannelsen af vand (H2O).
Transporten af elektroner gennem respirationskæden frigiver trinvis gennem kædens enkeltreaktioner store mængder energi. Denne omsættes af særlige enzymer til transport af H+ fra mitokondriematrix til rummet mellem inder- og ydermembran. Den således opbyggede protongradient (H+- eller pH-gradient) repræsenterer en potentiel energimængde, der udnyttes til dannelse af cellens energimolekyle, ATP: Et særligt enzymkompleks i indermembranen, ATPsyntase, omsætter de indstrømmende protoners energi til kemisk bundet energi i ATP. ATP forlader mitokondriet og kan videregive energien til de celleprocesser, der har energibehov.
Dannelse af ATP ved oxidativ fosforylering er en meget effektiv udnyttelse af den kemiske energi i føden. Således videregives ca. 40 procent af den kemiske energi i sukkeret glukose til ATP: For hvert glukosemolekyle dannes ca. 30 ATP-molekyler. Den overskydende energi (60 procent) frigives som varme. Ved dannelse af ATP uden ilt (anaerob (iltfri) glykolyse) dannes kun to ATP-molekyler for hvert glukosemolekyle.
Celler med stort energiforbrug har mange mitokondrier; der er over 1.000 i en levercelle, hvor de udgør ca. 20 procent af cellens volumen. I en celle med stigende energibehov, fx en muskelcelle under træning, vil mængden af mitokondrier øges ved vækst og deling.
En række giftstoffer, fx blåsyre, afbryder respirationskæden, mens andre afkobler (kortslutter) ATP-dannelsen ved som en ionofor at transportere H+ tilbage til matrix uden om ATPsyntasen, hvorved den energi, der ville være bundet i ATP, tabes som varme. I de såkaldte brune fedtcellers mitokondrier findes en naturlig afkobler, thermogenin, se fedtvæv.
Mitokondrier kan foruden de nævnte enzymsystemer indeholde specielle enzymer i bestemte væv. Således findes nogle af de enzymer, der er nødvendige for urinstofdannelsen, i levercellers mitokondriematrix.
Kommentarer
Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.
Du skal være logget ind for at kommentere.