Hücrenin Elektrik Üreten Enerji Santralleri: Mitokondriler

Bulunduğunuz yerden kalkıp yürümeniz, ayakta durmanız, nefes almanız, gözlerinizi açıp kapamanız kısacası hayatta olmanız için gereken enerji, hücrelerinizdeki 'mitokondri' denilen santrallerde üretilir. Fabrikalar için gerekli enerji ihtiyacı nasıl enerji santralleri tarafından sağlanıyorsa, vücudumuzun enerjisi de hücre içindeki mikro enerji santralleri olan "mitokondri" isimli bu organeller tarafından sağlanır. Mitokondri olmaksızın hücreler yapmaları gereken işlerin hiçbirini gerçekleştiremezler: Mitokondrisiz kas hücreleri hareket edemez, karaciğer hücreleri kanı temizleyemez, beyin hücreleri de emir veremezler.

Hücrenin içinde proteinlerden oluşan mitokondri, tıpkı bir elektrik santrali gibi çalışır ve hücrenin faaliyetleri için gereken enerjiyi üretir. Mitokondri böylesine yoğun faaliyet içinde olmasına rağmen, bakıma ihtiyaç duymadan görevini sürdürür.

Mitokondri neredeyse hücrenin tüm enerjisini üretir. Soluduğumuz oksijeni, yediğimiz gıdaları yakmak için kullanırlar. Tıpkı kömür ya da petrol kullanarak çalışan bir enerji istasyonu gibi mitokondri de elektrik üretmek için yanma sürecinde oluşan enerjiyi kullanır. Bu sayede hücrelerimiz gerçekten de elektrik enerjisiyle çalışmış olurlar. Mitokondrinin elektrikle çalışan makineleri çok küçüktür ve bu santrallerde, besinlerden elde edilen kimyasal enerjiler, hücrenin kullanabileceği enerji paketlerine dönüştürülür. Bu paketlere, hücre için çok kullanışlı bir enerji şekli olan "ATP" (adenozintrifosfat) adı verilir. Biyoenerji profesörü Peter Rich mitokondrilerde biyolojik elektron transferinin ATP senteziyle bağlantısını bilimsel yayınlardan Nature'da yayınlanan bir makalesinde şöyle açıklamıştır:

Bir insan dinlenirken saatte yaklaşık 100 kilokalorilik (420 kilojul) güce ihtiyaç duyar. Bu da standart bir ampulden biraz daha fazla olan 116 watt'lık enerjiye eşdeğerdir. Fakat bu ihtiyaç biyokimyasal açıdan, mitokondrimizin karşılaması beklenen şaşırtıcı bir miktardır.1

Mitokondri, soluduğumuz oksijeni kullanarak yediğimiz gıdaları yakar. Tıpkı kömür ya da petrol kullanarak çalışan bir enerji istasyonu gibi, mitokondri de yanma sürecinde oluşan enerjiyle elektrik üretir. Bu sayede hücreler, faaliyetlerini sürdürecekleri gerekli elektrik enerjisini elde etmiş olurlar.

Mitokondri enerji üretim merkezi olarak görev yaptığı için farklı hücrelerde farklı sayıda mitokondri bulunur. Kaslarda ihtiyaç duydukları enerji miktarı nedeniyle çok sayıda mitokondri bulunur, fakat deri hücrelerindekilerin sayısı çok azdır. Eğer her hücrede sadece bir tane mitokondri olsaydı, bırakın hareket etmeyi hiç kımıldamadan yatsak bile vücuttaki metabolizma faaliyetlerinin gerçekleşmesi için gerekli 1.100-1.500 kalorilik enerjiyi bile sağlayamazdık. Bunun tipik örneği "Myastenia Gravis"denilen bir hastalıkta görülmektedir. Bu hastalar kasları felçli olduğu için hiç hareket edemezler. Çünkü mitokondrileri, hareket için gerekli olan enerjiyi sağlamak amacıyla bölünüp çoğalmazlar. Hücrelerinde yeterli sayıda mitokondri olmadığı için, az sayıdaki mitokondri, kasların hareketi için yeterli enerjiyi üretemez ve kaslar kasılma görevini yapamazlar. Sadece bu hastalık bile vücudumuzdaki hassas dengeleri ve bilinçli yaratılışın delilleri üzerinde düşünmemiz için yeterli bir örnektir.

1 Peter Rich, "Chemiosmotic coupling: The cost of living", Nature, vol. 421, 6 Şubat 2003, s. 583.