Митохондрии сохраняют высокую температуру даже при метаболическом стрессе

Митохондрии в клетках человека и млекопитающих поддерживают температуру около 52 ºC, что значительно выше температуры внешней среды клетки. Новое исследование показывает, что даже при внешнем метаболическом стрессе метаболизм митохондрий перестраивается для поддержания этой высокой температуры. Результаты важны для понимания болезненных процессов.

Исследователи из Университета Тампере (Финляндия) с коллегами из четырёх стран подтвердили свои предварительные наблюдения 2018 года. С помощью двух независимых методов они продемонстрировали высокую температуру митохондрий в различных культивируемых клетках человека, мышей и плодовой мушки Drosophila.

Ключевые выводы:

• При воздействии на клетки внешних метаболических стрессов (например, токсинами, нарушающими энергетический обмен, или изменением доступности питательных веществ) метаболизм митохондрий перестраивается.
• Цель перестройки — поддержание температуры примерно на 15 ºC выше, чем во внешней среде клетки.
• Если тело в целом поддерживает стабильные 37 ºC, то энергетические фабрики внутри клеток работают при температуре, сравнимой с чашкой свежесваренного кофе.

Значение открытия:

• Выделение тепла для остальной части клетки, по-видимому, является одной из основных функций митохондрий, помимо снабжения энергией.
• Нарушение «тепло-рабочего баланса» может негативно сказаться на многих жизненно важных физиологических функциях.
• Результаты имеют большое значение для понимания болезненных процессов и адаптации клеток к изменениям внешней среды.

Следующие шаги — определить молекулярные механизмы, которые отслеживают температуру митохондрий и модулируют их тепловыделение в ответ на потребности клетки.

«Это открывает совершенно новую главу в биохимии и физиологии и может заставить нас пересмотреть многие базовые знания из учебников», — говорит Хови Джейкобс.