Митохондрии, окислительный стресс и гибель клеток

Помимо хорошо известной роли митохондрий в энергетическом обмене, в последнее время была выявлена ещё одна важная функция этих органелл — регуляция гибели клеток. По-видимому, она тесно связана с ролью митохондрий как основного внутриклеточного источника активных форм кислорода (АФК), которые образуются преимущественно в комплексах I и III дыхательной цепи. Избыточное образование АФК может приводить к окислению макромолекул; его связывают с мутациями митохондриальной ДНК (мтДНК), старением и гибелью клеток. АФК митохондриального происхождения играют важную роль в высвобождении цитохрома c и других белков, способствующих апоптозу; эти белки могут запускать активацию каспаз и апоптоз. Высвобождение цитохрома c происходит в два этапа. Сначала гемопротеин отделяется от кардиолипина — липида внутренней мембраны митохондрий, с которым он связан. Окисление кардиолипина ослабляет связывание с цитохромом c и увеличивает количество свободного цитохрома c в межмембранном пространстве. Напротив, митохондриальные антиоксидантные ферменты защищают от апоптоза. Таким образом, накапливаются данные, подтверждающие прямую связь между митохондриями, окислительным стрессом и гибелью клеток.