5.1. Строение и локализация

Митохондрии - это обязательный органоид каждой клетки всех многоклеточных и одноклеточных организмов. В разных клетках размеры и форма митохондрий чрезвычайно сильно варьируются. По форме митохондрии могут быть округлыми, овальными, палочковидными, нитевидными или сильно разветвленными тельцами, которые обычно хорошо видны в световой микроскоп.  Форма митохондрий может варьироваться не только в клетках разных организмов, разных органов и тканей одного и того же организма, но и в одной и той же клетке в разные моменты ее жизнедеятельности. Митохондрии меняют свою форму, и при разнообразных воздействиях на клетку, например при изменении РН-среды, осмотического давления, температуры, одна форма митохондрий может переходить в другую.  Размеры митохондрий в большинстве исследованных клеток тоже варьируются, как и их форма. Так, митохондрии округлой формы имеют диаметр от 0,2 до 1 мк. Длина палочковидных митохондрий может быть до 7 мк, а нитевидных - до 15-20 мк. Количество митохондрий также неодинаково в разных типах клеток и колеблется от нескольких, например, от 5-7 - в зрелых спермиях некоторых насекомых, до 2500 - в печеночных клетках крысы.  Число митохондрий находится в соответствии с функциональной активностью клетки. Установлено, например, что в клетках грудной мышцы хорошо летающих птиц митохондрий значительно больше, чем в клетках этой же мышцы у птиц нелетающих.  Количество митохондрий в одной клетке меняется и в процессе онтогенеза: в молодых эмбриональных клетках они более многочисленны, чем в клетках стареющих. Варьируется и расположение митохондрий в разных клетках. Во многих клетках митохондрии распределены довольно равномерно по всей цитоплазме, что свойственно нервным клеткам, некоторым эпителиальным клеткам, многим простейшим и т. д. Однако в ряде клеток митохондрии локализуются в каком-либо определенном участке, обычно связанном с наиболее активной деятельностью. Часто митохондрии окружают ядро.  Исследования с помощью светового, а также электронного микроскопов показали наличие структурной связи между ядром и митохондриями, которая способствует обмену между ними какими-то веществами. Так был обнаружен контакт между ядром и митохондриями в некоторых клетках животных и растений, приступающих к делению. На электронно-микроскопических фотографиях таких клеток найдены структуры в виде трубочек, соединяющие митохондрии с ядерной оболочкой. Обнаружен и тесный контакт митохондрий с эндоплазматической сетью, что находится в непосредственной связи с их функциями.  Тонкое строение митохондрий выявлено только благодаря мощи электронного микроскопа. Митохондрия ограничена внешней мембраной, которая имеет такое же строение, как и наружная цитоплазматическая мембрана клетки. Под наружной мембраной располагается внутренняя мембрана, также имеющая типичное трехслойное строение. Между внешней и внутренней мембранами находится узкое щелевидное пространство. Внешняя и внутренняя мембраны составляют оболочку митохондрии. От внутренней мембраны отходят выросты, направленные во внутреннее пространство митохондрии, - гребни, или кристы.  Кристы располагаются параллельно друг другу и ориентированы в поперечном направлении по отношению к продольной оси митохондрии. Со всех сторон кристы ограничены внутренней митохондриальной мембраной с типичным трехслойным строением, а в их середине находится гомогенное вещество. Иногда же внутри кристы имеется центральная пластинка. Внутреннее пространство митохондрии, в котором располагаются кристы, также заполнено гомогенным веществом, носящим название «матрикса». Вещество матрикса более плотной консистенции, чем окружающая митохондрию цитоплазма. В последнее время в матриксе митохондрий были обнаружены рибосомы.