mitokondriematrixen

Mitokondriematrixen zijn de gel-achtige ruimten binnen de binnenste mitochondriale membraan, gescheiden van de intermembranaire ruimte door de binnenmembraan en omgeven door cristae. In elke mitochondrion bevindt zich doorgaans één matrix; samen met de membranen bepaalt dit de structuur en functie van de organel. De matrix bevat enzymen en substraatstoffen die cruciaal zijn voor celenergiebalance en metabole routes.

Belangrijke componenten in de matrix zijn enzymen van de citroenzuurcyclus (Krebs), het pyruvaatdehydrogenase complex en, afhankelijk van het weefsel, enzymen voor de beta-oxidatie van vetzuren. Daarnaast bevat de matrix mitochondriaal DNA (mtDNA) en mitochondriale ribosomen, wat de mitochondriale eiwitproductie mogelijk maakt. Substraten en cofactoren zoals NAD+, FAD, ADP, Pi en ATP bevinden zich ruim voorhanden in de matrix en dienen als drijvende kracht achter de stofwisseling. De matrix fungeert ook als een opslagplaats voor Ca2+, wat de werking van metabole enzymen en signaalprocessen beïnvloedt.

De belangrijkste functie van de matrix is energiewinning. De citroenzuurcyclus genereert NADH en FADH2, die elektronen leveren aan de elektronentransportketen in de binnenste membraan. Hierdoor ontstaat een protonengradiënt die ATP-synthase aandrijft en zo ATP produceert via oxidatieve fosforylering. De matrix participeert bovendien aan aanvullende routes zoals de urea-cyclus in lever en selectieve weefsels, en speelt een rol in metabole regulatie en apoptosis via metabole signalen. Dysfuncties in matrixprocessen dragen bij aan mitochondriale aandoeningen en energietekorten.