Mitochondrien - die Kraftwerke der Zellen
Mitochondrien - unsere Zellkraftwerke
22.12.2017 Alle Energie, durch die wir leben, wird in den Kraftwerken unserer Zellen produziert. Dabei handelt es sich um wahre Wunderwerke. Die mikroskopisch kleinen Zellen enthalten hunderte bis tausende von diesen noch viel winzigeren Kraftwerken in ihrem Innern. Sie produzieren etwa die Menge unseres eigenen Körpergewichts an Lebenstreibstoff, an Lebensenergie jeden Tag. 70, 80 Kilogramm oder mehr. Bei großen Anstrengungen kann es auch ein Mehrfaches sein. Das ist der Treibstoff von dem leben wir. Mit ihm werden in unserem Organismus alle Funktionen ausgeführt, die das Leben ausmachen. Alle! Auch das Gehirn mit allen seinen Zellen ist davon abhängig.
Und so läuft die Produktion unserer Lebensenergie: Durch die Aufnahme von Zucker, Fett und Proteinen über unsere Ernährung gelangt energiereiches Material in unseren Körper. Die aufgenommene Nahrung wird verdaut und deren Inhaltsstoffe werden über die Blutbahn an die Zellen verteilt. Mit Hilfe des eingeatmeten Sauerstoffes kommt es in der Zellatmung, in der sogenannten Atmungskette zur Oxidation des Zuckers und dessen Abbau. Am Ende der Atmungskette bilden die Mitochondrien-Kraftwerke der Zelle daraus die energiereiche Molekül-Verbindung Adenosintriphosphat, ATP. Sie ist die universelle Energiewährung allen Lebens. Die Kraftwerke der Zellen wandeln also die Energie aus der Ernährung in für die Zellen nutzbare Energie um. Mehr als drei Viertel des Sauerstoffs, den wir einatmen, wird dabei in den Kraftwerken der Zellen zur Energieproduktion genutzt.
Mitochondrien sind sehr wichtig für den Körper
Wie wichtig die Energieproduktion in den Zell-Kraftwerken für unseren Körper ist, verdeutlichen folgende Fakten: Wir können ohne die Aufnahme fester Nahrung Tage und Wochen überleben, weil unser Körper auch seine Fettreserven anzapfen und in den Zellkraftwerken wie beschrieben mit Hilfe des Sauerstoffs der Zellatmung zu Energie umwandeln kann. Ohne Wasser sind wir nur wenige Tage überlebensfähig, denn wir bestehen in etwa zu zwei Dritteln aus Wasser, das Blut in unserem Körper sogar zu über 80 Prozent. Es ist unerlässlich als Lösungs- und Transportmittel, bringt die Nährstoffe in die Zellkraftwerke und schwemmt am Ende die Abbauprodukte über die Nieren wieder aus.
Weil der Sauerstoff in der Zellatmung für die Produktion der Lebensenergie unersetzbar ist können wir eine Unterbrechung der Sauerstoffzufuhr nur wenige Minuten aushalten, dann „ersticken“ wir. Das heißt, die Unterbrechung der Sauerstoffzufuhr (für den Sauerstoff gibt es keine Depots) führt in wenigen Minuten zum Zusammenbruch der Atmungskette und damit der Energieproduktion in den Zellkraftwerken und letztlich zum Tod. Und würde die Produktion der Lebensenergie ATP schlagartig unterbrochen, würde unser Körper schon nach wenigen Sekunden absterben.
Das Buch zu Mitochondrien und Gesundheit: Neben Ich: Wieviele sind wir wirklich?
Mitochondrien vermehren sich selbstständig
Die Zellkraftwerke sind ehemalige Bakterien, die sich im Zuge der Evolution in unsere (in aller Eukaryoten) Zellen integriert haben. Sie besitzen noch immer eine eigene Erbinformation, eine eigene DNA. Dadurch können sie sich unabhängig von der Teilung der Zellen vermehren. Die Vermehrung der Mitochondrien hängt vom jeweiligen Bedarf der Zellen eines Organs ab. Die Zellkraftwerke vermehren sich wie einst als Bakterien noch immer durch Teilung, wodurch dann neue Kraftwerke entstehen. Zum Beispiel in den Muskelzellen von Hochleistungssportlern, die sich großen Anstrengungen unterziehen. Hier nimmt dann die Anzahl der Kraftwerke in einer Zelle der Anforderung entsprechend immer mehr zu.
Die Mitochondrien-Kraftwerke im Innern der Zellen sehen aus wie kleine Bohnen und haben eine Doppelmembran
Die Mitochondrien-Kraftwerke im Innern der Zellen sehen aus wie kleine Bohnen und haben eine Doppelmembran
Die Kraftwerke im Innern unserer Zellen haben in etwa die Form einer Bohne oder sind manchmal auch rund. Sie sind umgeben von einer doppelten Membran. Die äußere Membran der Mitochondrien, die auch als Organell bezeichnet werden, umgibt diese wie eine Hülle und begrenzen das Organell. Die innere Membran liegt in Falten und bildet Fächer, die nach innen hineingestülpt sind. Innerhalb der inneren Membran befindet sich außerdem eine Flüssigkeit, die Mitochondrienmatrix genannt wird. In dieser Flüssigkeit schwimmen die Elementarpartikel, die energiereiche Bindungen enthalten, die für die ATP-Herstellung verantwortlich sind. Außerdem findet in speziellen Zellen durch die Zellkraftwerke auch die Produktion der Steroidhormone statt. Hier spielen die Mitochondrien eine zentrale Rolle. So werden zum Beispiel von den Zellkraftwerken aus dem Cholesterin die wichtigen Steroidhormone Pregnenolon, DHEA, Testosteron, Progesteron und Östrogene gebildet.
Die Bedeutung des Coenzyms Q10 (Ubiquinon) in den Zellkraftwerken
An der Atmungskette sind neben Sauerstoff auch eine ganze Reihe von Enzymen beteiligt, wie beispielsweise das Coenzym Q10, das heute meistens als Ubiquinon bezeichnet wird. Das Co-Enzym fördert und unterstützt am Ende der Atmungskette die beteiligten Enzyme. Es ist dadurch unersetzlich für die Energieversorgung des Körpers, also die Produktion des Adenosintriphosphats (ATP). Ist zu wenig Q10/ Ubiquinon vorhanden, wird zu wenig ATP produziert und der Körper leidet an Energiemangel.
Bei dem Co-Enzym handelt es sich um einen Stoff, der zum Großteil mit der Nahrung aufgenommen wird. Es kommt vor allem vor in Fisch, Fleisch, Geflügel, Nüssen, Eiern und auch in manchen Hefen. Der Körper kann es auch selbst bilden. Die Produktion findet in der Leber statt. Allerdings nimmt die körpereigene Produktion nach dem 40. Lebensjahr deutlich ab. Die Zellen des Herzens eines Menschen in den Vierzigern hat einen um rund 30 Prozent niedrigeren Gehalt an Coenzym Q10/ Ubiquinon als das Herz eines 20jährigen.
Wie wichtig die Zellkraftwerke für unsere Gesundheit sind
Erst seit wenigen Jahren erkennen Forscher die Bedeutung der Mitochondrien für unsere Gesundheit. Bei Alzheimer spielen Defekte der Zellkraftwerke eine entscheidende Rolle. Auch bei Diabetes, Parkinson und Krebs sind defekte Zellkraftwerke die Ursache. Offenbar verlieren die Zellkraftwerke durch Alterung an Funktionsfähigkeit. Aber auch falsche Ernährung und der moderne Lebensstil können die Mitochondrien erheblich beeinträchtigen.
Sind die Mitochondrien-Kraftwerke nicht leistungsfähig nimmt zum Beispiel auch die Sehfähigkeit ab. Und unsere Muskeln können weniger leisten. Defekte der Mitochondrien sind auch für sinkende Nervenleistung verantwortlich.
Die Erforschung mitochondrialer Erkrankungen steckt noch in den Kinderschuhen
Defekte der Zellkraftwerke stehen mit mehr als 50 unterschiedlichen Krankheiten in Zusammenhang. Erst seit dem Ende der 1980er Jahre wird der Einfluss der Mitochondrien auf die Gesundheit aber überhaupt erforscht.
Wie sehr mitochondriale Defekte und Erkrankungen die Lebensqualität beeinflussen und zu schweren gesundheitlichen Schäden führen können, hat der Wissenschaftler Prof. Gottfried Schatz, der u.a. am Biozentrum der Universität Basel lehrte, besonders gründlich und bahnbrechend untersucht. Seine Schriften haben viele Übersetzungen in alle Sprachen der Welt erfahren.
In seinem Buch „Die Welt in der wir leben“ schrieb Schatz: „Meine Gehirnzellen atmen intensiver als alle anderen Zellen meines Körpers und erzeugen pro Gramm und Sekunde mehr Energie als ein Gramm unserer Sonne (sic.!) All dies verdanke ich winzigen Verbrennungsmaschinen im Innern meiner Zellen – den Mitochondrien.“
Und weiter führte er in diesem Werk aus: „Die schädlichen Nebeneffekte meiner bereits etwas keuchenden Zellatmung sind wahrscheinlich daran mitschuldig, dass nicht nur meine Mitochondrien, sondern auch mein ganzer Körper altert. Sollte ich das Glück – oder Unglück – haben, neunzig Jahre alt zu werden, dann wird jede meiner Muskelzellen mit bis zu zehnmal weniger Energie auskommen müssen als in meiner Jugend. Die trübsten Aussichten haben jedoch mein Gehirn und dessen Ausstülpung nach außen – die Netzhaut meiner Augen. Da die Zellen dieser beiden Gewebe besonders intensiv atmen, bekommen sie die Unvollkommenheit meiner Mitochondrien mit voller Wucht zu spüren und sind deshalb stärker vom Altern bedroht als andere Gewebe meines Körpers. Parkinsonkrankheit, Alzheimerkrankheit, Degeneration der Netzhaut – für alle diese furchterregenden Alterskrankheiten dürften chemische Funken aus geschädigten Mitochondrien mit verantwortlich sein.“
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