Mengenal Fungsi Mitokondria, Bagian Sel Penghasil Energi

Meski ukurannya sangat kecil, mitokondria memiliki peranan besar untuk kesehatan manusia. Gangguan pada organel sel ini dapat menimbulkan dampak besar bagi tubuh Anda.

Apa itu mitokondria?

Mitokondria adalah salah satu organel atau organ-organ kecil yang ditemukan dalam sebagian besar sel dengan nukleus (eukariotik).

Organel ini digambarkan berbentuk oval yang terdapat di dalam sel tubuh manusia dan hampir semua makhluk hidup, termasuk hewan dan tumbuhan.

Salah satu fungsi penting mitokondria adalah menghasilkan energi untuk memberi daya pada sel. 

Organel ini bekerja dengan memproduksi adenosin trifosfat (adenosine triphosphate/ATP) yang merupakan sumber energi utama di dalam sel.

Di samping itu, fungsi lainnya adalah memberikan sinyal antarsel serta mengatur proses kematian sel yang juga disebut sebagai apoptosis.

Struktur mitokondria

Jenis sel yang berbeda memiliki jumlah mitokondria yang berbeda. Contohnya, sel darah merah yang matang tidak memiliki organel ini karena tidak membutuhkan energi sama sekali.

Sementara itu, sel-sel dengan kebutuhan energi yang besar, misalnya sel otot dan sel hati, memiliki ribuan mitokondria dalam masing-masing selnya.

Organel penghasil energi ini berukuran kecil, yaitu berkisar antara 0,75 hingga 3 mikrometer (μm). Di dalamnya terdapat dua lapisan, yakni membran luar dan dalam.

Berikut ini adalah penjelasan mengenai struktur yang dimiliki oleh mitokondria.

• Membran luar (outer membrane). Lapisan paling luar yang menyelubungi keseluruhan organel. Bagian ini memiliki protein bernama porin yang memungkinkan molekul kecil dan ion untuk melewatinya dengan bebas.
• Ruang antarmembran (intermembrane space). Area antara membran luar dan dalam. Bagian ini mengandung enzim yang terlibat dalam proses metabolisme tertentu, seperti metabolisme fosfolipid.
• Membran dalam (inner membrane). Lapisan dalam yang menampung protein bernama rantai transpor elektron (electron transport chain//ETC) untuk menghasilkan ATP. Bagian ini tidak memiliki porin sehingga molekul tidak bisa bebas melewatinya.
• Krista (cristae). Lipatan pada membran dalam yang dapat meningkatkan luas membran sehingga menyediakan ruang yang cukup untuk ETC dan pembentukan ATP.
• Matriks (matrix). Bagian dalam mitokondria yang mengandung enzim, DNA mitokondria (mtDNA), dan ribosom mitokondria. Ruang ini tertutup oleh membran dalam yang padat dan berisi cairan.

Fungsi mitokondria

Mitokondria terdapat pada hampir semua sel tubuh manusia. Organel ini mempunyai beberapa peran penting seperti berikut ini.

1. Menghasilkan energi

Dengan memetabolisme zat gizi dan oksigen, mitokondria akan memproduksi adenosin trifosfat (ATP) yang berfungsi sebagai sumber energi utama bagi sel tubuh.

Produksi ATP paling besar terjadi pada krista atau lipatan membran dalam. Proses ini melibatkan serangkaian reaksi yang disebut siklus asam sitrat atau siklus Krebs.

Siklus Krebs menghasilkan bahan kimia yang disebut NADH. Selanjutnya, NADH ini digunakan oleh enzim dalam krista untuk menghasilkan ATP.

2. Mengatur kematian sel

Fungsi lain mitokondria adalah mengatur kematian sel yang terprogram atau apoptosis. Saat sel-sel rusak, organel ini akan memutuskan sel mana yang harus dihancurkan.

Proses ini melibatkan pelepasan sitokrom C yang akan mengaktifkan caspase, yakni salah satu enzim utama yang terlibat dalam penghancuran sel.

Penghancuran sel membantu menjaga keseimbangan tubuh serta mencegah pertumbuhan sel-sel abnormal, yang pada akhirnya memicu pertumbuhan tumor dan kanker.

3. Menyimpan kalsium

Tubuh memerlukan mineral kalsium untuk menjalankan fungsi penting, termasuk kontraksi otot, pembekuan darah, dan pembuahan selama proses reproduksi.

Kalsium juga memiliki fungsi penting dalam beberapa proses dalam sel, di antaranya mengatur metabolisme sel, pembentukan steroid, hingga pengekspresian gen.

Karena peran mineral ini sangat penting, mitokondria bertugas untuk menyerap ion kalsium dan menyimpannya sampai dibutuhkan oleh tubuh.

4. Memproduksi panas

Saat kedinginan, tubuh akan menggigil untuk memproduksi panas. Tubuh Anda juga melakukan proses yang disebut termogenesis dengan jaringan lemak yang disebut brown fat.

Mitokondria dalam brown fat memiliki jumlah lebih banyak dan mengandung uncoupling protein 1 (UCP1). Protein ini mampu memicu reaksi untuk menghasilkan panas.

Tidak hanya berguna untuk mengatur suhu tubuh, serangkaian proses yang disebut termogenesis mitokondrial ini juga mengontrol metabolisme dan berat badan.

Gangguan pada mitokondria

Gangguan mitokondria atau mitochondrial disease merupakan sekelompok kondisi genetik yang memengaruhi cara mitokondria dalam menghasilkan energi.

Mitokondria memproduksi 90% energi yang tubuh butuhkan. Saat organel ini tidak menghasilkan cukup energi, tubuh manusia tentu tidak dapat berfungsi dengan baik.

Gejala mitochondrial disease bervariasi menurut jenis dan lokasi sel yang terkena, di antaranya:

• pertumbuhan tubuh yang buruk,
• keterlambatan perkembangan,
• gangguan kognitif,
• kelemahan dan nyeri pada otot,
• gangguan penglihatan atau pendengaran,
• diare atau sembelit,
• muntah tanpa sebab yang jelas,
• refluks asam lambung,
• masalah pernapasan,
• migrain,
• kejang, dan
• pingsan.

Dilansir dari situs Cleveland Clinic, diperkirakan satu dari 5.000 orang memiliki mitochondrial disease.

Jenis mitochondrial disease yang paling umum terjadi yaitu sindrom Leigh, sindrom Kearns-Sayre, sindrom MELAS, dan sindrom MERRF.

Karena gangguan ini bersifat genetik, gejala biasanya muncul saat lahir. Meskipun begitu, tidak menutup kemungkinan gejala muncul pada orang yang berusia lebih tua.

Apabila Anda mengalami salah satu gejala di atas, sebaiknya konsultasikanlah dengan dokter untuk mendapatkan diagnosis dan penanganan yang tepat.