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Was sind Mitochondrien: Aufbau & Funktion
Themen dieses Blogartikels:
Inhaltsverzeichnis
- Was sind Mitochondrien einfach erklärt?
- So unterstützen Mitochondrien die ATP-Produktion
- Mitochondrien-Aufbau: Aus diesen Bestandteilen bestehen Mitochondrien
- Special Features: Mitochondriale DNA und selbstständiges Wachstum
- Wo befinden sich Mitochondrien und wie entstehen sie?
- Entstehen von Mitochondrien fasziniert die Wissenschaft
- Mitochondrien-Funktion: Kraftwerke der Zelle
- Welche konkreten Aufgaben haben Mitochondrien?
- Welche Stoffe brauchen deine Mitochondrien?
- Was versteht man unter mitochondrialen Erkrankungen?
- Why we MITOcare: Das steckt hinter unserer Mitochondrien-Mission
- Mito-Wissen für alle
Einführung
Was sind Mitochondrien & welche Funktion erfüllen sie in deinen Zellen?
Man nennt sie die „Kraftwerke der Zellen“, denn ohne Mitochondrien fehlt deinem Körper die nötige Power für den Alltag. Alles über ihre Bedeutung im menschlichen Organismus, ihre Funktion und zum Mitochondrien-Aufbau erfährst du in diesem Artikel.
Was sind Mitochondrien einfach erklärt?
Mitochondrien sind so etwas wie die Organe deiner Zellen: kleine Zellorganellen, die in (fast) jeder Zelle vorkommen. Mitochondrien produzieren über 95% deiner Zellenergie und sind dafür verantwortlich, dass dein Körper immer genügend Energie zur Verfügung hat, um den Alltag zu bewältigen. Und der Bedarf ist beachtlich: Mit jeder Sekunde, jedem Atemzug, jeder Bewegung und jedem Gedanken verbrauchst du Energie.
Fast alle biochemischen Prozesse deines Körpers sind auf eine funktionierende Energieversorgung angewiesen. Allein dein Gehirn benötigt im Schnitt 500 Kilokalorien pro Tag. Diese Energie muss allerdings in einer bestimmten Form vorliegen: Und zwar als Adenosintriphosphat (ATP). Dieser universelle Energieträger wird zu 90% von den Mitochondrien bereitgestellt.
So unterstützen Mitochondrien die ATP-Produktion
Soll eine Reaktion stattfinden, funktioniert das selten ohne ATP. Es entsteht, wenn Aminosäuren, Fette und Kohlenhydrate in den Mitochondrien verstoffwechselt werden. Sie werden also nicht grundlos als Kraftwerke der Zellen bezeichnet.
Beispiel: Aus einem Zuckermolekül können mithilfe von Mitochondrien 32 ATP produziert werden – ohne Mitochondrien wären es nur 2 ATP. Noch mehr ATP liefert eine einzelne Fettsäure: Sie kann mithilfe der Mitochondrien komplett verstoffwechselt werden und 106 ATP produzieren.
Wichtig: Für die ATP-Produktion wird Glukose mit Sauerstoff oxidiert, also im Prinzip verbrannt. Die freigesetzte Energie wird dann in Form von ATP kurzfristig gespeichert. Durch die Verbrennung mit Sauerstoff entstehen dabei sogenannte Sauerstoffradikale. Das sind reaktive Stoffe, die potentiell viel Schaden anrichten können, wenn sie nicht mithilfe von Antioxidantien neutralisiert werden. Sind nicht genügend Antioxidantien vorhanden, kann es zu Zellstress kommen und sogar zum Zelltod.
Mitochondrien-Aufbau: Aus diesen Bestandteilen bestehen Mitochondrien
Nicht nur ihre Fähigkeiten, ATP zu produzieren, sondern auch der Aufbau von Mitochondrien ist bemerkenswert. Die Zellorganellen umschließt eine innere und eine äußere Membran. An die äußere Membran grenzt der Intermembranraum an. Dieses Prinzip einer Doppelmembran sorgt dafür, dass in einem Mitochondrium zwei voneinander abgetrennte Bereiche entstehen.
Special Features: Mitochondriale DNA & selbstständiges Wachstum
Mitochondrien besitzen eine eigene DNA, die mitochondriale DNA (mtDNA) genannt wird. Anders als andere Zellbestandteile hat jedes Mitochondrium die Fähigkeit, sich unabhängig vom Rest der Zelle zu teilen und zu wachsen.
Wo befinden sich Mitochondrien & wie entstehen sie?
Mitochondrien finden sich in jeder einzelnen menschlichen Zelle. Eine Ausnahme bilden rote Blutkörperchen, sofern man diese zu den Zellen zählt. Besonders hohe Konzentrationen von Mitochondrien sind in Eizellen, Nervenzellen, Muskelzellen und Sinneszellen zu finden.
In Zellen mit hohem Energiebedarf und schnellem Stoffwechsel befinden sich bis zu 100.000 Mitochondrien, die ständig Energie bereitstellen. In Herzmuskelzellen machen Mitochondrien einen Volumenanteil von 36% aus. Auch andere Tiere und sogar Pflanzen besitzen Mitochondrien. Das deutet darauf hin, dass sie sich schon früh in der Evolution entwickelt haben.
Entstehen von Mitochondrien fasziniert die Wissenschaft
In der Wissenschaft ist rund um Mitochondrien ein regelrechter Hype entstanden. Grund dafür ist zum einen die mitochondriale DNA und zum anderen die Tatsache, dass jedes einzelne Mini-Kraftwerk sich selbstständig vermehren kann. Diese Fähigkeit stammt vermutlich daher, dass Mitochondrien ursprünglich Bakterien waren, die eine Symbiose mit einem Vorläufer unserer Zellen eingegangen sind und mit diesen zusammenarbeiteten.
Zum Glück: Denn Mitochondrien sind wahrscheinlich einer der Gründe, weswegen sich komplexe Lebewesen, die aus mehreren Zellen bestehen, überhaupt bilden konnten.
Mitochondrien-Funktion:
Kraftwerke der Zelle
So wie Stadtwerke dafür sorgen, dass dein Heimatort mit Energie versorgt wird, auf den Straßen alles läuft und die Menschen nicht in Abfall versinken, sorgen Mitochondrien in deinem Körper für geregelte Abläufe.
Welche konkreten Aufgaben haben Mitochondrien?
Mitochondrien sind ein entscheidender Faktor im Energiestoffwechsel und produzieren ATP. Sie haben aber noch viele weitere wichtige Funktionen. Das sind die wichtigsten Aufgaben, die Mitochondrien in deinem Körper erledigen:
- Zelltod: Wenn Zellen stark beschädigt oder infiziert sind, setzt die sogenannte Apoptose ein. Mit diesem kontrollierten Zelltod schützt die Zelle ihre umliegenden Zellen und damit den ganzen Körper. Der Zelltod tritt zum Beispiel ein, wenn eine Zelle unter erhöhtem oxidativem Stress oder DNA-Schäden leidet. Mitverantwortlich für das Auslösen des Zelltods ist das Mitochondrium: Beim Prozess der Apoptose gelangt das Cytochrom C aus dem Mitochondrium der Zelle in das Cytoplasma und schließt sich mit Proteinen zusammen. Dabei werden Enzyme aktiviert, die die Zelle abbauen.
- Stoffsynthese: Eine wichtige Mitochondrien-Funktion ist die Synthese von Stoffen. Die Steroidhormone Cortisol, Östrogen und Testosteron werden im Mitochondrium synthetisiert – aus dem Grundmolekül Cholesterin. Dazu wird ein spezieller Typ von Mitochondrium benötigt: der Sacculus- und Tubulus-Typ.
- Nährstoffspeicher: Mitochondrien sind ein Calciumspeicher der Zellen und somit relevant für Signalübertragungen, vor allem der Muskulatur.
Mitochondrien sind darüber hinaus an der Harnstoffsynthese zur Ausscheidung von Stickstoff beteiligt, in der körpereigenen Bildung von Glucose und in der Produktion von Wärme in braunem Fettgewebe.
Welche Stoffe brauchen deine Mitochondrien?
Das Gerücht, dass Mitochondrien für die Produktion von Energie lediglich ein energiereiches Molekül wie Glucose oder Fettsäuren und Sauerstoff benötigen, hält sich hartnäckig. Diese Annahme ist allerdings schon lange widerlegt.
Für die ATP-Produktion benötigen die Zellen noch einige Stoffe mehr. Konkret sind mitotrope Substanzen erforderlich, also Substanzen, die die Energieproduktion in Mitochondrien und die mitochondriale Gesundheit fördern:
- Oxidationsmittel & Reduktionsmittel
- Coenzym A
- Thiamin (Vitamin B1)
- Vitamin B6
- Eisen
- Coenzym Q10
Zum Schutz der Mitochondrien vor oxidativem Stress sind außerdem die Stoffe Selen, Zink, Mangan, Vitamin C und E wirksam.
In unserem Nährstofflexikon erfährst du alles, was du über diese Stoffe wissen musst.
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Was versteht man unter mitochondrialen Erkrankungen?
Du weißt jetzt, dass Mitochondrien wichtige Aufgaben im Körper übernehmen, verschiedene Prozesse wie den Stoffwechsel unterstützen und für die Performance deiner Zellen unverzichtbar sind. Ist die Mitochondrien-Funktion gestört, kann das schwerwiegende Folgen für den Körper haben.
Es gibt verschiedene mitochondriale Störungen, die auch bei vermeintlich beschwerdefreien Menschen vorliegen können. Auslöser sind zum Beispiel Stress, Schlafmangel, unausgeglichene Ernährung und eine hohe Schadstoffbelastung. Nehmen die mitochondrialen Störungen ein sichtbares Maß an, bezeichnet man sie als Mitochondriopathie.
Du willst mehr darüber erfahren und wissen, was du bei mitochondrialen Störungen tun kannst? Dann speichere dir gleich unseren Blogartikel zu mitochondrialen Erkrankungen. Außerdem erwarten dich in unserem Blog 8 Tipps, mit denen du deine Mitochondrien stärkst und ihnen neue Power gibst.
Why we MITOcare: Das steckt hinter unserer Mitochondrien-Mission
Es ist kein Zufall, dass „MITO“ teil unseres Namens ist. Wir richten unser Augenmerk bewusst auf Mitochondrien, weil viele Menschen es (noch) nicht tun. Die MITOcare Gründer Dr. Alexander Hierl und Christian Burghardt beschäftigen sich beruflich mit Burn-Out. Bei dieser Stresskrankheit arbeiten Betroffene so lange wie es geht, bis wortwörtlich Schluss ist.
Dr. Alexander Hierl und Christian Burghardt beobachteten, dass unter anderem die Mitochondrien von Burn-Out betroffen sind und es zu Ausgebranntheit, Schlappheit und extremer Müdigkeit kommen kann. Hierl und Burghardt suchten Möglichkeiten, um therapeutisch zu helfen. Sie erkannten, dass die für eine wirksame Therapie benötigten Produkte noch nicht existieren, und wollten das ändern.
Mito-Wissen für alle
Auf Basis von Erkenntnissen aus aktuellen Studien, Laborwerten aus der Praxis und mit der Idee, über die Bedeutung von Mitochondrien für den Körper aufzuklären und ihre Rolle bei einer chronischen Erkrankung aufzuklären, entstand MITOcare – ein Unternehmen mit Fokus auf hochwertige mitochondrienorientierte Nahrungsergänzung.
Das Wissen, das wir seit unserer Gründung 2003 gesammelt haben, geben wir heute an Therapeuten und Ärzte unseres Netzwerkes weiter. In unserem Wissensblog geben wir auch dir wertvolle Einblicke in die faszinierende Welt der Mitochondrien.
Unsere Mission: Jeder soll wissen, was Mitochondrien sind, welche Funktion sie erfüllen und wie man sie am besten dabei unterstützt.
Zu unserem 11-jährigem Jubiläum 2024 haben wir unsere Gründer bezüglich Tipps für gesunde Mitochondrien & mehr Interviewt.
