Mitokondria: Kunci Tenaga, Kesihatan dan Penuaan Sihat

Penulis: Dr. Ekram Alias
Pensyarah Kanan,
Jabatan Biokimia, Fakulti Perubatan Universiti Kebangsaan Malaysia

Umumnya kita mengenali mitokondria sebagai tapak penjanaan tenaga di dalam sel. Namun, mitokondria mempunyai peranan penting yang lain di dalam sel.

Pernahkah anda terfikir, bagaimana sel dalam badan tahu bila untuk hidup, bekerja, atau mati? Sebahagian daripada proses ini berkait rapat dengan satu struktur kecil tetapi penting di dalam sel: mitokondria.

Sering digelar sebagai “kilang tenaga sel”, mitokondria menghasilkan tenaga dalam bentuk ATP (adenosina trifosfat) melalui proses fosforilasi oksidatif. Tenaga ini diperlukan untuk pelbagai fungsi penting, daripada pengecutan otot dan penghantaran isyarat saraf hinggalah kepada pertumbuhan serta pembaikan tisu. Oleh itu, organ yang memerlukan banyak tenaga seperti otak, jantung dan otot lazimnya kaya dengan mitokondria.

Selain menghasilkan tenaga, mitokondria juga terlibat di dalam:

i- Mengawal kematian sel (apoptosis) – bertindak sebagai “butang kecemasan” yang mencetuskan kematian sel secara terancang apabila sel mengalami kerosakan serius.

ii- Menghasilkan molekul isyarat – seperti kalsium dan reaktif oksigen (ROS) yang terlibat dalam pelbagai proses komunikasi dan fungsi sel.

iii- Mengawal metabolisme asid lemak dan asid amino – proses penting dalam pembentukan tisu dan penghasilan tenaga alternatif ketika kelaparan.

iv- Penghasilan hormon steroid – khususnya dalam organ penghasil hormon seperti kelenjar adrenal.

Peranan Mitokondria Dalam Apoptosis

Apoptosis ialah proses kematian sel yang terancang dan terkawal, yang membolehkan tubuh menyingkirkan sel yang rosak, tidak normal atau tidak lagi diperlukan. Apoptosis juga penting dalam melindungi tubuh daripada kanser. Sel yang mengalami kerosakan atau perubahan genetik akan diarahkan untuk memusnahkan diri” sebelum sempat membiak secara tidak terkawal dan berpotensi membentuk tumor.

Mitokondria memainkan peranan penting dalam mengawal proses apoptosis. Apabila sel menerima insyarat untuk menjalani apoptosis, mitokondria akan melepaskan protein tertentu  seperti sitokrom c ke dalam sitoplasma. Pelepasan sitokrom c seterusnya mencetuskan pengaktifan sekumpulan enzim yang dikenali sebagai kaspase, yang bertindak melaksanakan proses kematian sel secara teratur.

Penghasilan ROS dan Tekanan Oksidatif

Semasa mitokondria menghasilkan tenaga, sebahagian kecil elektron boleh “terlepas” daripada rantaian pengangkutan elektron dan bertindak balas dengan oksigen, lalu menghasilkan spesies oksigen reaktif (Reactive Oxygen Species, ROS). Pada aras terkawal, ROS adalah penting dalam beberapa proses normal sel. Namun, apabila penghasilan ROS melebihi keupayaan sistem antioksidan tubuh untuk meneutralkannya, berlakulah keadaan yang dikenali sebagai tekanan oksidatif. ROS yang berlebihan boleh merosakkan komponen penting sel, termasuk DNA, protein dan membran. Jika berterusan, kerosakan tersebut boleh menyumbang kepada mutasi genetik, kerosakan tisu serta meningkatkan risiko perkembangan pelbagai penyakit kronik.

Mitokondria, Tekanan Oksidatif dan Penuaan

Peningkatan penghasilan spesies oksigen reaktif (ROS) dan kemerosotan fungsi mitokondria sering dikaitkan dengan proses penuaan. Berdasarkan teori radikal bebas mitokondria, ROS yang dihasilkan oleh mitokondria secara berlebihan boleh menyebabkan kerosakan pada DNA, protein dan komponen sel yang lain. Kerosakan ini boleh terkumpul dari semasa ke semasa dan seterusnya menjejaskan fungsi sel dan organ apabila usia meningkat.

Gangguan fungsi mitokondria juga dikaitkan dengan pelbagai penyakit berkaitan usia dan penyakit kronik. Dalam penyakit neurodegeneratif seperti Alzheimer dan Parkinson, disfungsi mitokondria boleh mengganggu penghasilan tenaga, meningkatkan tekanan oksidatif dan menjejaskan kelangsungan hidup sel saraf. Selain itu, perubahan fungsi mitokondria turut dikaitkan dengan penyakit kardiovaskular, diabetes jenis 2 dan kanser. Hubungan ini menunjukkan bahawa kesihatan mitokondria bukan sahaja penting untuk penghasilan tenaga, malah turut memainkan peranan dalam mengekalkan fungsi sel dan kesihatan tubuh sepanjang proses penuaan.

Bagaimana Mitokondria Berubah Apabila Kita Menua?

Seiring peningkatan usia, fungsi mitokondria turut merosot dan penghasilan ATP menjadi kurang cekap, manakala penghasilan ROS pula meningkat. ROS yang berlebihan boleh merosakkan DNA mitokondria, protein dan membran sel, seterusnya menjejaskan fungsi mitokondria. Keadaan ini boleh mewujudkan satu kitaran kerosakan yang berterusan apabila usia meningkat.

Berbanding DNA di dalam nukleus, DNA mitokondria lebih terdedah kepada kerosakan dan pengumpulan mutasi sepanjang hayat. Antara sebabnya ialah kedudukannya yang berhampiran dengan rantaian pengangkutan elektron, salah satu sumber utama penghasilan ROS dalam sel. Selain itu, mitokondria mempunyai mekanisme pembaikian DNAnya yang lebih terhad. Pengumpulan kerosakan DNA mitokondria ini boleh menjejaskan fungsi mitokondria dan seterusnya mengurangkan keupayaan sesetengah sel untuk menghasilkan tenaga secara optimum.

Pada masa yang sama, keseimbangan antara pembentukan mitokondria baharu (biogenesis mitokondria) dan penyingkiran mitokondria yang rosak melalui mitofagi. Apabila keseimbangan antara pembentukan dan penyingkiran mitokondria terganggu turut boleh terganggu dengan peningkatan usia. Akibatnya, mitokondria yang kurang berfungsi boleh terkumpul di dalam sel. Keadaan ini amat memberi kesan kepada organ yang memerlukan banyak tenaga seperti otak, jantung dan otot.

Kemerosotan fungsi mitokondria merupakan salah satu daripada pelbagai faktor yang menyumbang kepada perubahan fisiologi semasa penuaan. Antaranya termasuklah penurunan jisim dan kekuatan otot (sarkopenia), mudah mengalami keletihan, kemerosotan fungsi kognitif, penyembuhan luka yang lebih perlahan serta peningkatan risiko penyakit berkaitan usia.

Oleh sebab itu, kesihatan dan kawalan kualiti mitokondria kini menjadi bidang penting dalam penyelidikan penuaan. Keupayaan sel untuk mengekalkan fungsi dan kawalan kualiti mitokondria dipercayai memainkan peranan dalam penuaan sihat. Memahami bagaimana kapasiti mitokondria dapat dikekalkan sepanjang hayat mungkin membuka ruang kepada pendekatan baharu untuk membantu tubuh kekal sihat dan berfungsi dengan baik pada usia lanjut.

Memelihara Kesihatan Mitokondria Untuk Penuaan Sihat

Walaupun perubahan dan kemerosotan fungsi mitokondria merupakan sebahagian daripada proses penuaan, beberapa amalan gaya hidup sihat dipercayai dapat membantu mengekalkan fungsi mitokondria dan kesihatan sel. Pemakanan yang baik, aktiviti fizikal, tidur yang mencukupi serta pengurangan pendedahan kepada faktor yang meningkatkan tekanan oksidatif merupakan antara langkah yang boleh menyokong proses penuaan sihat.

i- Amalkan diet seimbang yang kaya dengan antioksidan

Buah-buahan dan sayur-sayuran yang berwarna gelap seperti beri, anggur hitam, delima, bayam, brokoli dan kubis ungu mengandungi pelbagai antioksidan. Antioksidan membantu meneutralkan ROS yang berlebihan sebelum molekul ini sempat merosakkan DNA, protein dan membran sel. Dengan mengurangkan tekanan oksidatif, kerosakan pada mitokondria dapat diminimumkan.

ii- Bersenam secara berkala

Senaman merupakan salah satu cara paling berkesan untuk meningkatkan kesihatan mitokondria. Aktiviti fizikal merangsang pembentukan mitokondria baharu melalui biogenesis mitokondria. Apabila bilangan mitokondria bertambah, keupayaan sel menghasilkan tenaga juga meningkat. Senaman turut membantu meningkatkan kecekapan penggunaan oksigen dan mengurangkan penghasilan ROS yang berlebihan dalam jangka panjang.

iii-Pastikan tidur yang mencukupi dan berkualiti

Tidur bukan sekadar waktu untuk tubuh berehat, malah merupakan tempoh penting bagi pelbagai proses pemulihan dan pengawalan metabolisme. Kekurangan tidur yang berpanjangan dikaitkan dengan peningkatan keradangan dan tekanan oksidatif serta gangguan metabolisme yang boleh mempengaruhi fungsi mitokondria. Oleh itu, mendapatkan tidur yang mencukupi dan berkualiti adalah penting bagi mengekalkan kesihatan tubuh dan fungsi sel.

iv- Elakkan merokok dan kurangkan pendedahan kepada pencemaran

Asap rokok dan pencemaran udara mengandungi pelbagai bahan toksik yang boleh meningkatkan tekanan oksidatif serta menjejaskan fungsi sel. Pendedahan yang berpanjangan kepada bahan-bahan ini boleh menyebabkan kerosakan pada mitokondria, termasuk DNA mitokondria. Oleh itu, tidak merokok dan mengurangkan diri daripada terdedah kepada pencemaran udara merupakan langkah penting bukan sahaja untuk melindungi mitokondria, tetapi juga untuk kesihatan tubuh secara keseluruhan.

v- Kurangkan tekanan emosi

Tekanan emosi yang berpanjangan menyebabkan peningkatan hormon stres  seperti kortisol. Paras kortisol yang tinggi untuk tempoh yang lama boleh meningkatkan keradangan dan tekanan oksidatif dalam badan. Aktiviti seperti senaman, meditasi, amalan kerohanian atau keagamaan, melakukan hobi dan mengekalkan hubungan sosial yang positif dapat membantu mengurus tekanan emosi. Ini seterusnya menyokong fungsi mitokondria yang lebih baik dan memperlahankan kemerosotan sel yang berkaitan dengan penuaan.

Mitokondria bukan sekadar “kilang tenaga” bagi sel, malah memainkan peranan penting dalam metabolisme, tekanan oksidatif dan kematian sel terancang. Kemerosotan fungsinya dikaitkan dengan proses penuaan serta pelbagai penyakit kronik. Walaupun penuaan tidak dapat dihentikan, amalan gaya hidup sihat seperti pemakanan seimbang, senaman berkala, tidur mencukupi dan pengurusan tekanan dapat membantu mengekalkan fungsi mitokondria serta menyokong penuaan yang lebih sihat.

Biodata Ringkas Penulis

Dr. Ekram Alias merupakan pensyarah kanan dan penyelidik dalam bidang sains bioperubatan, dengan kepakaran penyelidikan merangkumi fungsi mitokondria, penuaan tulang, tekanan oksidatif, antioksidan dan nanoperubatan. Beliau memperoleh Ijazah Doktor Falsafah (PhD) dalam bidang Perubatan dari University of Adelaide, Australia. Ekram’s CV Mac 2026.pdf Penyelidikan beliau turut memberi tumpuan kepada fungsi dan bioenergetik mitokondria serta kaitannya dengan proses penyakit dan penuaan. Beliau telah menerbitkan beberapa artikel saintifik berkaitan fungsi mitokondria dalam penyakit, termasuk perubahan metabolisme dan bioenergetik mitokondria serta disfungsi mitokondria dalam penuaan kardiovaskular.