Mitochondrien – Bedeutung im Stoffwechsel

Mitochondrien

So wird ein Zellorganell bezeichnet, das von einer Doppelmembran umschlossen ist und eine eigene Erbsubstanz enthält, die mitochondriale DNA. Sie regenerieren über die Atmungskette das energiereiche Molekül Adenosintriphosphat (ATP).Besonders viele Mitochondrien befinden sich in Zellen mit hohem Energieverbrauch; das sind unter anderem Muskelzellen, Nervenzellen, Sinneszellen und Eizellen. In Herzmuskelzellen erreicht der Volumenanteil von Mitochondrien 36 %.

effiziente zelluläre Energieproduktion

Sie spielen für das Überleben, die metabolische Homöostase, das Wachstum und die Teilung von Zellen eine entscheidende Rolle. Zu den herausragenden Funtkionen diese Zellorganellen gehören insbesondere die effiziente zelluläre Energieproduktion, die Regulation des programmierten Zelltods und die Beteilgung am Zellstoffwechsel. Dies beinhaltet den Auf-, Ab-, und Umbau wichtiger zellulärer Moleküle.

Auch beim programmierte Zelltod, auch Apoptose genannt, spielen sie eine wichtige Rolle. Man nennt ihn „programmiert“, weil er im Laufe der individuellen Entwicklung gezielt ausgelöst wird. Beispielsweise um Köperstrukturen auszubilden, oder um Zellen des Immunsystems zu selektieren. Folglich besitzen Zellen steuerbare und genau regulierte Mechanismen, die sie entweder überleben lassen oder zum Absterben bringen. Dabei löst der programmierte Zelltod (im Gegensatz zu einem unkontrollierten Platzen der Zellen – auch Nekrose genannt) zumeist keine überschießende Reaktion des Immunsystems aus.

Sie teilen sich alle fünf bis zehn Tage. Veränderte und geschädigte Mitochondrien-Kopien vermehren sich dabei auch. Sie scheinen sogar einen gewissen Teilungsvorteil zu haben. Jedoch können diese mit gesunden fusionieren. Pathologisch veränderte Genkopien werden dann abgespalten und verdaut (Mitophagie). Auslöser des Vorgangs kann eine niedrige ATP-Bildung (Zellenergie), eine zu starke Belastung mit Radikalen oder ein Absinken des Mitochondrien-Membranpotenzials sein.

Mitochondrien & Aufrechterhaltung des Glukosespiegels

Die Aufrechterhaltung des Glukosespiegels im Blut ist essenziell wichtig. Besonders das Gehirn verträgt keinen Blutzuckerabfall. Es benötigt eine kontinuierliche Versorgung durch insgesamt ca. 160-180g Glukose täglich. Auch die Erythrozyten (rote Blutkörperchen) sind auf eine stetige Glukosezufuhr angewiesen, da sie keine Mitochondrien enthalten.

In Zeiten, da länger keine Nahrung aufgenommen wird, ist die Glukoneogenese (neben dem schnellen Zuckerabbau) eine Möglichkeit zur Aufrechterhaltung der Blutzuckerkonzentration. Hierzu werden Materialien wie andere Zucker (Fruktose, Galaktose), Pyruvat, Glycerin je nach Verfügbarkeit genutzt.

Steroidhormonsynthese

Die ersten Schritte für die Steroidhormonsynthese läuft in den Mitochondrien ab. Zu ihnen gehören die Sexualhormone wie Progesteron Östrogen und Testosteron und die Corticosteroide wie Cortisol aus der Nebennierenrinde. Die Bildung von Pregnenolon aus Cholesterin braucht als Cofaktor das Häm (Eisen).

 

Quelle: Mitochondrien – Symptome, Diagnose und Therapie von Dr. sc. med. Bodo Kuklinski