Fonctions des mitochondries

Production d’énergie : respiration cellulaire et phosphorylation oxydative

Les mitochondries extraient l’énergie des liaisons chimiques des combustibles (glucides, lipides, acides aminés) et la convertissent en ATP. Le glucose est partiellement oxydé en pyruvate par glycolyse dans le cytosol, puis le pyruvate entre dans la matrice mitochondriale via un transporteur et subit une décarboxylation oxydative pour former l’acétyl‑CoA. L’acétyl‑CoA est entièrement oxydé dans le cycle de Krebs, générant du NADH,H⁺ et du FADH₂. Les acides gras sont oxydés par la β‑oxydation après transport via la carnitine; chaque tour de l’hélice de Lynen produit du NADH,H⁺, du FADH₂ et de l’acétyl‑CoA.

Les coenzymes réduits alimentent la chaîne respiratoire située dans la membrane interne. Celle-ci est constituée des complexes NADH déshydrogénase, cytochrome bc₁, cytochrome c oxydase ainsi que des transporteurs ubiquinone et cytochrome c. Le transfert d’électrons entraîne le pompage de protons vers l’espace intermembranaire et crée un gradient électrochimique (principe chimio‑osmotique). L’ATP synthase utilise ensuite l’énergie du flux de protons (≈ 3 H⁺ pour 1 ATP) pour synthétiser l’ATP à partir d’ADP et de phosphate. La chaîne respiratoire a deux fonctions : respiration cellulaire (consommation d’oxygène) et production d’énergie (phosphorylation de l’ADP en ATP).

Autres fonctions

• Synthèse de stéroïdes : la mitochondrie coopère avec le réticulum endoplasmique lisse pour produire des hormones stéroïdiennes. Le transport du cholestérol dans l’espace intermembranaire implique la protéine StAR (Steroidogenic Acute Regulatory protein).

• Apoptose : la mitochondrie joue un rôle clé dans la régulation de l’apoptose. L’ouverture des pores de transition de perméabilité (PTP) et des canaux VDAC libère des molécules apoptogènes telles que le cytochrome c, les caspases (2, 3, 9) et le facteur AIF. Le cytochrome c relargué dans le cytosol participe à l’assemblage de l’apoptosome, activant les caspases qui détruisent les composants du noyau et du cytoplasme et entraînent la mort cellulaire.