Memahami Struktur dan Fungsi Mitokondria bagi Kesehatan Tubuh

Mitokondria sangat penting untuk kehidupan karena terdapat di hampir semua jenis sel tubuh. Simak penjelasan lengkap mengenai struktur hingga fungsinya bagi tubuh.

Apa Itu Mitokondria?

Mitokondria adalah komponen penting dari hampir semua sel dalam tubuh. Organel ini adalah pembangkit tenaga untuk sel, menyediakan energi untuk melakukan reaksi biokimia dan proses seluler lainnya. Organel ini juga membuat energi untuk sel dari energi kimia yang disimpan dalam makanan yang Anda konsumsi.

Struktur Mitokondria

Mitokondria berukuran kecil antara 0,75 sampai 3 mikrometer. Tidak seperti organel lain, organel ini memiliki dua membran, satu bagian luar, dan satu bagian dalam. Setiap membran memiliki fungsi yang berbeda.

Beberapa bagian utama organel meliputi:

• Membran luar: Molekul kecil dapat lewat dengan bebas melalui membran luar. Bagian terluar ini termasuk protein yang disebut porins, yang membentuk saluran sehingga memungkinkan protein melintas. Membran luar juga menampung sejumlah enzim dengan berbagai fungsi.
• Ruang antar membran: Ini adalah area antara membran dalam dan luar.
• Membran dalam: Membran ini menampung protein yang memiliki beberapa peran. Tidak ada porins pada membran bagian dalam, sehingga membran ini tidak dapat ditembus oleh sebagian besar molekul. Molekul hanya dapat melintasi membran dalam pada special membrane transporters. Membran bagian dalam adalah tempat sebagian besar adenosine triphosphate (ATP) dibuat.
• Cristae: Ini adalah lipatan membran bagian dalam. Bagian ini meningkatkan luas permukaan membran untuk terjadinya reaksi kimia.
• Matriks: Ini adalah ruang di dalam membran bagian dalam. Mengandung ratusan enzim dan penting dalam produksi ATP. DNA mitokondria disimpan di sini.

Penting untuk diketahui, jenis sel yang berbeda memiliki jumlah mitokondria yang berbeda. Misalnya, sel darah merah yang matang tidak memiliki sama sekali, sedangkan sel hati dapat memiliki lebih dari 2.000.

Sel dengan kebutuhan energi yang tinggi cenderung memiliki jumlah mitokondria yang lebih banyak. Sekitar 40 persen sitoplasma di sel otot jantung diambil oleh organel ini.

Meskipun mitokondria sering digambarkan sebagai organel berbentuk oval, mereka terus membelah (fission) dan terikat bersama (fusion). Jadi, organel-organel ini terhubung bersama dalam jaringan yang terus berubah.

Fungsi Mitokondria

Meskipun peran organel ini yang paling terkenal adalah produksi energi, mereka juga menjalankan tugas penting lainnya. Berikut beberapa perannya bagi tubuh, di antaranya:

• Menghasilkan Energi

ATP, bahan kimia organik kompleks yang ditemukan di semua bentuk kehidupan, sering disebut sebagai molecular unit of currency karena ia menggerakkan proses metabolisme. Kebanyakan ATP diproduksi di mitokondria melalui serangkaian reaksi, yang dikenal sebagai acid cycle atau Krebs cycle.

Organel ini mengubah energi kimia dari makanan menjadi bentuk energi yang dapat digunakan sel. Proses ini disebut fosforilasi oksidatif atau oxidative phosphorylation.

Krebs cycle menghasilkan bahan kimia yang disebut NADH. NADH digunakan oleh enzim yang tertanam di cristae untuk menghasilkan ATP. Dalam molekul ATP, energi disimpan dalam bentuk ikatan kimia. Ketika ikatan kimia ini putus, energi dapat digunakan.

• Kematian Sel

Kematian sel atau disebut juga apoptosis adalah bagian penting dari kehidupan. Saat sel menjadi tua atau rusak, mereka dibersihkan dan dihancurkan. Mitokondria membantu memutuskan sel mana yang dihancurkan.

Selain itu, organel ini melepaskan sitokrom C yang kemudian mengaktifkan caspase, salah satu enzim utama yang terlibat dalam menghancurkan sel selama apoptosis.

Penyakit tertentu seperti kanker dapat menyebabkan gangguan apoptosis normal, karena organel ini dianggap berperan dalam penyakit tersebut.

• Menyimpan Kalsium

Kalsium sangat penting untuk sejumlah proses seluler. Misalnya, melepaskan kalsium kembali ke dalam sel dapat memicu pelepasan neurotransmitter dari sel saraf atau hormon dari sel endokrin. Kalsium juga diperlukan untuk fungsi otot, pembuahan, dan pembekuan darah.

Kalsium sangat penting, sehingga sel mengaturnya dengan ketat. Mitokondria berperan dalam hal ini yaitu dengan cepat menyerap ion kalsium dan menahannya sampai dibutuhkan.

Peran lain kalsium dalam sel termasuk mengatur metabolisme sel, sintesis steroid, dan pensinyalan hormon.

• Menghangatkan Tubuh

Saat kedinginan tubuh akan menggigil agar tetap hangat. Namun tubuh juga bisa menghasilkan panas dengan cara lain, salah satunya dengan menggunakan jaringan yang disebut brown fat.

Selama proses yang disebut proton leak, fungsi mitokondria yaitu menghasilkan panas. Brown fat ditemukan pada tingkat tertinggi pada bayi, karena tubuhnya rentan terhadap dingin. Namun keadaan ini akan berkurang perlahan-lahan seiring bertambahnya usia.

Penyakit Mitokondria

DNA di dalam organel ini lebih rentan terhadap kerusakan daripada genom lainnya. Hal ini disebabkan oleh radikal bebas yang diproduksi selama sintesis ATP.

Selain itu, organel ini tidak memiliki mekanisme perlindungan yang sama dengan yang ditemukan di inti sel.

Namun, sebagian besar penyakit mitokondria disebabkan oleh mutasi pada DNA inti. Mutasi ini bisa diturunkan atau spontan.

Ketika mitokondria berhenti berfungsi, sel tempat mereka berada akan kekurangan energi. Jadi, tergantung pada jenis selnya, gejalanya bisa sangat bervariasi. Umumnya, sel yang membutuhkan energi terbesar seperti sel otot jantung dan saraf, paling terpengaruh oleh kerusakan organel ini.

Penyakit yang menimbulkan gejala berbeda tetapi disebabkan oleh mutasi yang sama disebut sebagai genocopies.

Sebaliknya, penyakit yang memiliki gejala yang sama tetapi disebabkan oleh mutasi pada gen yang berbeda disebut fenokopi. Contoh fenokopi adalah sindrom Leigh, kondisi yang dapat disebabkan oleh beberapa mutasi berbeda.

Meskipun gejala penyakit ini sangat bervariasi, gejala tersebut mungkin termasuk:

• Kehilangan koordinasi dan kelemahan otot.
• Masalah dengan penglihatan atau pendengaran.
• Menurunnya kemampuan belajar.
• Penyakit jantung, hati, atau ginjal.
• Gangguan pencernaan.
• Masalah neurologis, termasuk demensia.

Kondisi lain yang diduga melibatkan beberapa tingkat disfungsi mitokondria, meliputi:

• Penyakit Parkinson.
• Penyakit Alzheimer.
• Gangguan bipolar.
• Skizofrenia.
• Sindrom kelelahan kronis.
• Penyakit Huntington.
• Diabetes.
• Autisme.