Mitochondriale kwaliteitscontrole: Cellen maken gebruik van verschillende kwaliteitscontrolemechanismen om de mitochondriale functie te controleren en beschadigde of disfunctionele mitochondriën te elimineren. Dit proces, bekend als mitochondriale kwaliteitscontrole, omvat:

- Mitofagie :Deze selectieve vorm van autofagie richt zich op beschadigde mitochondriën voor afbraak. Beschadigde mitochondriën worden gelabeld met ubiquitine-eiwitten, herkend door autofagie-receptoren en vervolgens verzwolgen door autofagosomen. De autofagosomen versmelten met lysosomen, wat leidt tot de afbraak van de beschadigde mitochondriën.

- Mitochondriale fusie en splijting: Fusie van gezonde mitochondriën met beschadigde mitochondriën kan helpen de functie te herstellen en tekortkomingen aan te vullen. Omgekeerd kan splijting beschadigde delen van mitochondriën isoleren, waardoor selectieve verwijdering door middel van mitofagie mogelijk wordt.

- Mitochondriale ongevouwen eiwitrespons (UPRmt) :Vergelijkbaar met de cellulaire ongevouwen eiwitreactie, wordt UPRmt geactiveerd wanneer de vouwing of import van mitochondriale eiwitten wordt verstoord. Deze reactie veroorzaakt de synthese van mitochondriale chaperonnes, proteasen en andere factoren om defecten in de eiwitvouwing te corrigeren en de mitochondriale functie te herstellen.

Antioxidant-verdediging: Mitochondria zijn een belangrijke bron van reactieve zuurstofsoorten (ROS), die oxidatieve schade aan mitochondriale componenten kunnen veroorzaken. Om dit tegen te gaan, hebben cellen antioxiderende afweersystemen, waaronder:

- Enzymatische antioxidanten :Enzymen zoals superoxide-dismutase (SOD), catalase en glutathionperoxidase vangen ROS op en zetten ze om in onschadelijke moleculen.

- Niet-enzymatische antioxidanten :Kleine moleculen zoals glutathion, co-enzym Q10 en vitamine C en E helpen ROS te neutraliseren en mitochondriale structuren te beschermen.

DNA-reparatiemechanismen: Mitochondriaal DNA (mtDNA) is gevoelig voor schade door ROS en andere factoren. Cellen beschikken over DNA-reparatiemechanismen die specifiek zijn voor mtDNA, waaronder:

- Basis-excisieherstel (BER) :Deze route herstelt beschadigde individuele basen in mtDNA.

- Reparatie van enkelstrengige breuken (SSBR) :Dit mechanisme repareert enkelstrengige breuken in mtDNA.

- Dubbelstrengige breukreparatie (DSBR) :Deze route herstelt ernstigere dubbelstrengige breuken in mtDNA.

Nucleair-mitochondriale communicatie: Cellen hebben signaalroutes die de communicatie tussen de kern en de mitochondriën coördineren. Wanneer mitochondriale defecten worden gedetecteerd, zenden deze routes signalen naar de kern, wat leidt tot veranderingen in genexpressie en de productie van factoren die mitochondriaal herstel of biogenese bevorderen.

Door gebruik te maken van deze beschermende mechanismen kunnen cellen de mitochondriale integriteit behouden, de accumulatie van disfunctionele mitochondriën voorkomen en een goede cellulaire functie garanderen.