Las mitocondrias son los organelos que se encuentran en el interior de casi todas las células eucarióticas, y cuya función es la de generar la energía que la célula necesita para desarrollar su trabajo metabólico y funcional. Su nombre proviene del griego, "mitos", que significa hilo y "jondros", que significa grano. Es decir, "grano en forma de hilo", que es lo que se ve al observar la célula a poco aumento. Tienen un tamaño considerable de 15 micrones de largo y 0.5 micrones de diámetro, pudiendo visualizarse al microscopio corriente. Hay antecedentes como para pensar que en el comienzo de la evolución de las células eucarióticas, hace millones de años, las mitocondrias (al igual que los cloroplastos que producen la energía en las células vegetales, a partir de los rayos solares) eran organismos independientes, que en algún momento determinado, penetraron a algún organismo unicelular (probablemente una bacteria) y allí se multiplicaron, quedándose definitivamente incorporadas (endositocis), ya que aparentemente el producto final fue beneficioso para ambos.

Los científicos piensan que los hechos sucedieron de este modo, ya que curiosamente las mitocondrias poseen su propio DNA, independiente del DNA del núcleo, y poseen además su propio mecanismo de síntesis de sus propias proteínas. En el interior de cada célula son muy abundantes, especialmente en la célula hepática, donde existen entre 1.000 y 2.000 de estos organelos, ocupando casi un quinto del total del volumen de la célula.

Su rol de producir ATP (Adenosin Tri-Fosfato), la molécula que almacena energía, comenzó a conocerse alrededor del año 1948, cuando se desarrolló un sistema de centrifugación que permitió aislar mitocondrias intactas, y estudiar su función Independientemente del resto de la célula. Así se pudieron observar sus sorprendentes propiedades y su enorme y compleja actividad. Un mililitro de mitocondria, al desarrollar una potencia de 1 watt, consume 4.32 litros de oxígeno, produce 20 kilocalorías de calor, sintetiza alrededor de 1.25 kilos de ATP y para ello cataboliza (degrada) 5 gramos de glucosa.

Si se extrapolan estas cifras a un ser humano que pesa 70 kilos (estando éste en situación de reposo), sus mitocondrias producen 100 kg de ATP diarios, lo que equivale a una potencia de 80 watts. Empero, el ser humano no cambia de peso corporal durante el día, porque sólo una pequeña parte del ATP es almacenado, siendo la mayor parte consumido al instante. El ATP proporciona la energía necesaria para todos los trabajos químicos que la célula desarrolla, como también el que necesita para el trabajo muscular, como también el que necesita la membrana celular para desarrollar su trabajo activo de dejar entrar y salir selectivamente sustancias desde y hacia el interior de la célula. Lo que almacena corresponde sólo a una pequeña reserva, con la que el organismo sólo alcanza a vivir un minuto. Por ello el aporte de oxígeno es indispensable para producir ATP.

Por lo general las mitocondrias se las arreglan para ubicarse en el interior de las células en los lugares que más se las necesita. Generalmente aparecen alineadas a lo largo de los microtúbulos que constituyen el citoesqueleto, tal vez para favorecer el desplazamiento del ATP dentro de la célula. En el músculo cardiaco, se ubican entre las miofibrillas que forman la célula del músculo cardiaco que necesita mucho ATP para su trabajo de bombear la sangre. En el espermio se ubican al comienzo de la cola, ya que ella es la que debe moverse ágilmente en la carrera para alcanzar el óvulo y fecundarlo.


Estructura de la mitocondria

Cada mitocondria tiene un volumen cercano a 0.8 micrones cúbicos y una forma ovalada. Ella posee dos membranas (interna y externa) formadas cada una por una capa bilipídica, en la que está inserta una colección de proteínas. Ellas en conjunto no sólo constituyen la superficie externa, sino que también se invaginan al interior, formando las llamadas "crestas mitocondriales", las que de este modo aumentan enormemente su superficie de acción. Entre estas crestas está la "matriz" mitocondrial, donde ocurren los principales procesos en la producción de energía (figura 1 y 2).

Cada una de estas dos partes de las mitocondrias (cresta y matriz) tiene su función específica. La matriz, contiene una mezcla de diferentes enzimas que son las que actúan en el ciclo de Krebbs, oxidando el acetilcoenzimo A (Acetil Co A), que proviene de la degradación de los carbohidratos, lípidos y proteínas. Es allí donde se oxida este Acetil Co A, produciendo finalmente CO₂, agua y ATP (figura 3). También en la matriz está el DNA propio de la mitocondria y todo el aparataje necesario para la síntesis de sus propias proteínas (ribosomas, RNA de transferencia y las enzimas requeridas para la síntesis de sus proteínas).

Las crestas mitocondriales tienen una membrana interna y una membrana externa y entre ellas un espacio intermembrana. La membrana interna, que mira hacia la matriz, tiene tres tipos de enzimas: a.- aquellas que realizan las reacciones de oxidación de la cadena respiratoria. b.- un complejo enzimático llamado "ATP sintetasa", necesario para la producción de ATP en la matriz y c.- enzimas específicas de transporte, que regulan el pasaje de metabolitos dentro y fuera de la matriz. En el espacio intermembrana se acumulan hidrogeniones (H+), los cuales al pasar hacia la matriz mitocondrial activan el complejo enzimático "ATP sintetasa", que está en la membrana interna y que debe actuar en la síntesis de ATP en la matriz.

De esta forma, esta compleja y magnífica maquinaria desempeña su vital función de extraer la energía que contienen los alimentos y ponerla a disposición de las distintas funciones de la célula, y en definitiva de todos los animales multicelulares.