הממברנה הפנימית לא מאפשרת דיפוזיה של חומרים רבים, ובפרט יוני מימן (+H, פרוטון חופשי). היא מפותלת מאוד על מנת להגדיל את השטח דרכו יכולים לעבור יוני מימן דרך תעלות ממברניות בשם ATP סינתאזים. נוסף ל-ATP סינתאזים, כוללת הממברנה מערכת חלבונית בשם שרשרת העברת אלקטרונים ונשאים חלבוניים המאפשרים העברה ייחודית של חומרים שלא יכולים לחדור את הממברנה. הממברנה הפנימית מפרידה את המיטוכונדריון לשני אזורים: חלל מרכזי הקרוי מטריקס, והחיצוני - "החלל הבין-ממברני". זאת כדי לגרום למפל ריכוזים של יוני מימן, בין שני האזורים, על-מנת לסנתז ATP (ראו הרחבה בהמשך).
הפקת אנרגיה.
כפי שהוזכר למעלה, התפקוד העיקרי של המיטוכונדריון הוא הפקת אנרגיה בתהליך נשימה תאית אירובית. בתהליך זה, חומרי מזון של התא מתחמצנים בנוכחות חמצן והופכים לפד"ח ולמים תוך הפקת אנרגיה זמינה לתא, המועברת למולקולות ATP.
מחוץ למיטוכונדריה, עובר הגלוקוז תהליך גליקוליזה ומפורק לשני פירוּבטים; אלה הופכים במיטוכונדריה לאצטיל קואנזים A (בקיצור אצטיל co-A) לשם כניסה למסלול הנקרא מעגל קרבס. במסלול זה אצטיל co-A מפורק, קבוצות -COO עוזבות כפחמן דו-חמצני, נפלטות מולקולות מים, ונשאי האלקטרונים NADH ו-FAD נטענים באלקטרונים. אלקטרונים אלו מועברים לממברנה הפנימית של המיטוכונדריון, שם הם עוברים דרך שרשרת העברת אלקטרונים, תוך כדי שהם פולטים אנרגיה המנוצלת להעברת יוני מימן לצד החיצוני של ממברנת המיטוכונדריון ונוצר פוטנציאל חשמלי ומפל ריכוזים בין שני צידי הממברנה. האנזים ATP סינתאז, המצוי בממברנה, משתמש בפוטנציאל הממברנה ליצירת סיבוב מכני, ובעזרת סיבוב זה מצרף קבוצת זרחה ל-ADP, ליצירת ATP. במילים אחרות, יוני המימן נעים במורד מפל הריכוז שלהם (מהאזור החיצוני לאזור הפנימי של המיטוכונדריון) דרך סינתאזי ה-ATP שנמצאים בממברנה הפנימית תוך כדי שהם פולטים אנרגיה, אנרגיה זו מנוצלת לחיבור זרחה חופשית ל-ADP בקשר האוצר בו אנרגיה, שניתן להשתמש בה לכל פעילויות התא (היא נפלטת כאשר הקשר מפורק בתהליך הידרוליזה של ATP).
חומר תורשתי.
ה-DNA המיטוכונדריאלי (mtDNA) שונה במספר מובנים מה-DNA שבגרעין:
ה-DNA המיטוכונדריאלי של אדם מכיל 37 גנים. 13 מהם מקודדים לחלבונים המשתתפים בתהליכי הנשימה התאית המתרחשים במיטוכונדריה. 24 הגנים האחרים מקודדים לייצור RNA כאשר 22 ל tRNA ו 2 ל rRNA, ובכך תורמים לבניית הריבוזומים ולתהליך התרגום בתא, שבמהלכו מיוצרים חלבונים בריבוזומים בהתאם לתבנית RNA.
מחלות מיטוכונדריאליות.
קיימות מספר מחלות תורשתיות הנובעות מפגם ב-DNA המיטוכונדריאלי. התופעה התגלתה לראשונה בשנת 1962, ובינתיים התברר כי מחלות תורשתיות מיטוכונדריאליות הן שכיחות למדי. תא הזרע אינו מכיל mtDNA כך שכל המיטוכונדריה בעובר מקורם באם. המחלות משפיעות בראש ובראשונה על תאים הצורכים אנרגיה רבה ומכילים הרבה מיטוכונדריה כגון תאי שריר ומוח. התוצאה היא תסמינים נוירולוגים, חולשת שרירים, אי ספיקת לב ועוד. הילדים שורדים שנים ספורות בלבד. גם אם האם נשאית של המחלה ואינה סובלת ממנה הילדים יכולים להיות חולים מאוד. זה תלוי במספר המיטוכונדריה הפגומים שהם מקבלים.
בישראל הוקמה עמותה לתמיכה בהורים ובחקר מחלות מיטוכונדריאליות.
ב-2015 אושרה בבריטניה שיטה למניעה מחלה מיטוכונדריאלית בעובר בשיטת הפריה חוץ-גופית. מפרים בזרע הגבר את ביצית האשה הנשאית וביצית נוספת של תורמת בריאה. לאחר מכן מוציאים את הגרעינים משני העוברים ומחדירים את הגרעין של עובר ההורים הביולוגיים לעובר מהביצית עם המיטוכונדריה הבריאה. מתקבל למעשה עובר משלושה הורים אבל היות שכמעט כל ה-DNA מקורו בגרעין, כל התכונות הגנטיות כמו מראה, תכונות אופי וכו' יהיו קשורים להורים שמהם בא ה-DNA בגרעין התא, ולא לאישה שתרמה את ה-DNA המיטוכונדריאלי.
קבוצת מחקר של אוניברסיטת טקסס בארצות הברית פרסמה ב-2015 כי בעכברים בגיל מבוגר נמצא כי פעילותה של המיטוכונדריה היא זו שמונעת את חלוקת תאי השריר, מה שעלול להביא להידבקות במחלות, להחמרה ואף למוות. זאת לעומת עכברים בני פחות משבוע שאצלם חלוקת השריר מתבצעת ומאפשרת בין היתר התחדשות של רקמות שונות בגוף, וכך להבראה מהירה יותר.
אבולוציה.
התאוריה האנדוסימביוטית (endo (בתוך) + sym (יחד) + biosis (חיים)) באה להסביר את מקורה של המיטוכונדרה בתא האאוקריוטי. לפי תאוריה זו, מקורו של המיטוכונדריון בחיידק קדום. חיידק זה נבלע בתהלך הפאגוציטוזה על ידי תא ארכיאה קדום. החיידק הנבלע המשיך לחיות בתא הקדום ולהתרבות בתוכו, כך שנוצרו בין תא הארכיאה הבולע לתא הבקטריה הנבלע יחסים של סימביוזה הדדית. עובדות שונות תומכות בתיאוריה האנדוסימביוטית: למיטוכונדריה DNA מעגלי בדומה לדנ"א בקטריאלי, המיטוכונדריה מתחלקות באורח בלתי תלוי בהתחלקות התא השלם, והממברנה שלהן דומה לזו של חיידקים אווירניים מסוימים. ישנו דמיון ברצף הנוקלאוטידים של הדנ"א המיטוכונדריאלי לרצף הנוקלאוטידים של חיידק ה "Rickettsiales", ודמיון זה הופך את חיידק ה "Rickettsiales" למועמד המתאם למקורה של המיטוכנדריה. גם שתי הממברנות שיש למיטוכנדריה, הפנימית דומה בהרכבה לממברנה בקטריאלית והחיצונית מזכירה ממברנה אאוקריוטית, ניתן להסביר בתוצאת הפאגוציטוזה. יחסי האנדוסימביוזה הביאו יתרון לתאים הסימביוטיים, ותאים אלו הלכו והתרבו. במשך הדורות, חיידק הקדום הפסיק לקיים תפקודים מסוימים שהתא המארח עשה עבורו, ובכך איבד את עצמאותו והפך למיטוכונדריה שאנו מכירים היום. מדענים מניחים כי ה-DNA של המיטוכונדריה הכיל בעבר את כל הגנים הדרושים לפעילותה העצמאית; כיום אין זה כך וחלק מהחלבונים הדרושים לפעילותה התקינה מיוצרים מהגנים הנמצאים ב-DNA שבגרעין התא. לפרטים ראו גנום מיטוכונדריאלי.
מסירות (משחק)
מסירות הוא משחק ללא מנצח, שכל מטרתו שיפור הכושר המוטורי ואימון לקראת משחקי כדור. במשחק מסירות משתדלים המשחקים לזרוק את הכדור כך שלצד התופס יהיה קל ככל האפשר לתפוס את הכדור, בהתאם לרמתו. משחקים כאלה עשויים להיות משוחקים בין הורה לילדו או בין ילדים המבקשים לחזק את כושרם המוטורי לקראת התמודדות במשחקי כדור תחרותיים. שחקן מסירות מוערך יותר ככל שהמסירות שהוא מוסר קלות יותר לתפיסה, וככל שהוא מצליח "להציל" כדורים קשים יותר לתפיסה. המתמסרים פועלים כצוות, ומונים את ניקודם המשותף בתור מספר המסירות שהצליחו למסור בלי שהכדור ייגע בקרקע.
מטקות.
משחק המטקות על חוף הים הוא גרסה של משחק המסירות, בה השחקנים משתדלים לשחק עם בני זוג הקרובים לרמתם המוטורית, כדי להיות מאותגרים במידה שווה. בגלל מהירויות הכדור הגבוהות הכרוכות במשחק, שחקן המחמיץ כדורים גורם להפסקת המשחק לפרק זמן ארוך, בעודו מביא את הכדורים התועים, ומפריע לשטף המשחק.
אולטימייט.
אולטימייט או אולטימייט פריזבי, הוא משחק ספורטיבי ותחרותי, ללא מגע בין שחקנים, ובו משתמשים בפריזבי במקום בכדור. המשחק מתנהל על מגרש דשא (לרוב) בגודל דומה למגרש כדורגל, בו שני שטחי הבקעה הסמוכים לצלעותיו הצרות, בדומה למגרש פוטבול. מטרת כל צד במשחק היא להעביר את הפריזבי אל תוך שטח ההבקעה הנגדי.
המשחק פופולרי מאוד בארצות הברית ובאירופה. אליפויות עולם ותחרויות אזוריות מתקיימות באופן סדיר. בישראל קיימות מספר קבוצות תחרותיות ומספר קבוצות עממיות.
בוטוליזם
בּוֹטוּליזם (Botulism) (נקנקת) היא הרעלה נדירה הנגרמת על ידי רעלן הבוטולינום שמייצר החיידק "Clostridium Botulinum".
רעלן הבוטולינום הוא הרעלן החזק ביותר בטבע שחיידק כלשהו מייצר: גרם אחד מסוגל להרוג מיליוני בני אדם.
הרעלן גורם לשיבוש חמור במערכת העצבים ועלול להוביל לשיתוק נשימתי ושל שרירי השלד.
ישנם שלושה סוגים עיקריים של בוטוליזם:
כל הצורות של בוטוליזם עלולות להיות קטלניות ונחשבות למקרי חירום רפואיים. בוטוליזם המועבר במזון יכול להוות בעיה אפידמיולוגית דחופה, שכן אנשים רבים עלולים להידבק תוך זמן קצר ממקור המזון המזוהם.
בוטוליזם המועבר במזון נמצא בדרך כלל בפחיות שימורים. בפחיות אלו קיימת סביבה אל-אווירנית, לה זקוק החיידק האנארובי. גדילת החיידקים בפחית גורמת לעיתים קרובות להתנפחותה ולעיוות צורתה, זאת עקב פחמן דו-חמצני אותו פולט החיידק בתהליך תסיסה.
כ-90% ממקרי הבוטוליזם המועבר במזון נובעים מהכנה ביתית של שימורים, ורק כ-10% מהמקרים מקורם בפחיות שהוכנו בייצור תעשייתי.
בארצות הברית מדווחים בכל שנה כ-110 מקרים של בוטוליזם. כרבע מתוכם מועברים במזון, מעט פחות משלושה רבעים הם בוטוליזם של תינוקות, ומעט המקרים הנותרים מקורם בפצע מזוהם.
רעלן הבוטולינום פועל באמצעות היקשרות לקצות נוירונים (תאי עצב) מוטוריים - כאלו שנפגשים עם תאי שריר. ההיקשרות לנוירון מונעת שחרור המוליך העצבי (נוירוטרנסמיטר) אצטילכולין, אשר תפקידו להניע את שרשרת הפעולות הגורמת בסופו של דבר להתכווצות השריר. התכווצות זו נמנעת, אם כן, והחולה לוקה בשיתוק.
אבחנת בוטוליזם יכולה להתבצע על ידי בדיקת ELISA, באמצעות דגימת מטוש מרירית האף תוך 24 שעות ממועד החשיפה הנשימתית, אבל לרוב מבצעים בדיקות דם לזיהוי הרעלן של החיידק, ובדיקות צואה (לזיהוי הרעלן או החיידק), במקרה של שגשוג החיידק במעי. סרולוגיה לבדיקת נוגדנים אינה יעילה, שכן כמות הרעלן הנה נמוכה מדי להשראת אימוגניות (מערכת החיסון של הגוף לא מספיקה לייצר נוגדנים בתגובה חריפה זו).