Mitochondrien 

Mitochondrien sind die Kraftwerke unserer Zellen und für die Energieproduktion in unserem Körper unverzichtbar. In diesem besonderen Gastbeitrag von unserem geschätzten Leser, Kommentator und mittlerweile auch regelmäßigem Gastautor Gnubbel geht es darum, warum Mitochondrien so entscheidend für unsere Gesundheit sind, wie Dauerstress sie schädigen kann und was wir selbst tun können, um sie zu stärken.

Mitochondrien – die Kraftwerke in unseren Zellen

In diesem Beitrag möchte ich euch die kleinen Heinzelmännchen in unseren Körperzellen vorstellen, die genau wie ihre Kollegen aus dem Märchen immer im Verborgenen arbeiten, aber ohne die im Haus nichts mehr funktionieren würde. Und im besonderen möchte ich darauf eingehen, wie der heute übliche Dauerstress die Mitochondrien schädigt, was das für unsere Gesundheit für Folgen hat und was man tun kann, um seine Mitochondrien gesund und funktionstüchtig zu erhalten.

Inhaltsverzeichnis

• Was sind Mitochondrien?
• Welche Funktion haben die Mitochondrien?
• Auf welche Weise liefern die Mitochondrien die Energie?
• Was ist das Besondere an den Mitochondrien in der Leber?
• Welchen Gefahren sind die Mitochondrien ausgesetzt?
• Was passiert, wenn die Mitochondrien nicht mehr richtig funktionieren?
• Was können wir für unsere Mitochondrien tun?

Was sind Mitochondrien?

Mitochondrien sind winzig kleine sogenannte Organellen in fast allen Zellen unseres Körpers. Das Besondere an ihnen ist, dass sie ein eigenes, vom Rest der Zelle unabhängiges Erbgut, die sogenannte mtDNA, besitzen. Man geht deshalb davon aus, dass sie vor hunderten Millionen Jahren in die damals existierenden Mikroorganismen eingewandert sind und seitdem mit den aus ihnen hervorgegangenen Lebewesen in Symbiose, also zum beiderseitigen Vorteil, zusammenleben.

Die Mitochondrien sind sehr unterschiedlich in unserem Organismus verteilt: Es gibt Zellen, in denen sich überhaupt keine Mitochondrien befinden, wie die roten Blutkörperchen oder einige alte Hirnareale, und wiederum andere Zellen mit hunderttausend oder noch mehr Mitochondrien, wie zum Beispiel Muskel- oder Nervenzellen. Auch im braunen Fettgewebe sind viele Mitochondrien enthalten, die den Zellen dort ihre Farbe geben.

Welche Funktion haben die Mitochondrien?

Mitochondrien spielen eine ganz entscheidende Rolle in unserem Stoffwechsel: Mit Ausnahme der Glykolyse, also der Umwandlung von Glukose zu Pyruvat, einem Zwischenprodukt des Abbaus, werden sämtliche Stoffwechselprozesse in den Mitochondrien realisiert, wodurch die Mitochondrien für über 90 Prozent der Energieproduktion verantwortlich sind; man bezeichnet sie deshalb gern als die kleinen Kraftwerke in unseren Zellen. Darüber hinaus moderieren sie auch die Aktivität des Immunsystems und sind an der Apoptose, dem programmierten Zelltod, beteiligt. Wenn es also darum geht, unseren Zellen nicht nur die Energie zu liefern, die sie zum Leben brauchen, sondern auch, sie gesund zu erhalten, im Bedarfsfall zu reparieren bzw. kontrolliert zu entsorgen, dann sind die Mitochondrien ein unverzichtbares Element in unserem Organismus.

Auf welche Weise liefern die Mitochondrien die Energie?

In unserem Organismus gibt es einen Stoff, der sich Adenosintriphosphat (ATP) nennt und wie ein tragbarer Akkumulator funktioniert: Wenn die Mitochondrien das Zwischenprodukt Acetyl-Coenzym A (kurz: Acetyl-CoA) aus der Zucker- oder Fettverwertung weiter abbauen, wird dabei Energie frei. Diese wird auf Adenosindiphosphat (ADP) oder -monophosphat (AMP), das gerade in der Nähe ist, übertragen, indem dort ein bzw. zwei weitere Phosphatreste angehängt werden, sodass das energiereichere ATP entsteht. Dieses kann dann innerhalb der Zelle zu jedem beliebigen anderen Organell transportiert werden, das gerade Energie braucht, und indem ein oder zwei Phosphatreste wieder abgetrennt werden, steht die dabei freiwerdende Energie dem jeweiligen Organell für seine Aufgaben zur Verfügung.

Die Mitochondrien können aber auch mithilfe von Insulin das Acetyl-CoA wiederum zu Fettsäuren aufbauen, die dann entweder in den Muskeln verwertet oder in den Fettzellen zu Fett zusammengesetzt werden und damit dem Körper als langfristiger Energiespeicher zur Verfügung stehen.

Was ist das Besondere an den Mitochondrien in der Leber?

Da die Synthese von Fettsäuren in den Lebermitochondrien nur mithilfe von Insulin funktioniert, wird das Acetyl-CoA bei Insulinmangel (zum Beispiel beim Fasten) statt zu Fettsäuren zu Ketonkörpern umgewandelt. Diese wiederum haben für unser Gehirn einen entscheidenden Vorteil: Während sich die Muskeln wahlweise von Glukose oder Fettsäuren ernähren können, können die Fettsäuren nicht die Blut-Hirn-Schranke passieren und stehen dem Gehirn damit als Energielieferant nicht zur Verfügung. Für die Ketonkörper hingegen ist die Blut-Hirn-Schranke kein Hindernis, und so tun die Lebermitochondrien selbst bei Insulinmangel noch ein gutes Werk, indem sie das Gehirn exklusiv mit Energie versorgen, was gerade beim Fasten, wenn kaum Glukose zur Verfügung steht, sehr hilfreich ist.

Welchen Gefahren sind die Mitochondrien ausgesetzt?

Da der Stoffwechsel größtenteils in den Mitochondrien stattfindet, sind diese natürlich auch vermehrt den dabei entstehenden freien Radikalen, dem sogenannten oxidativen Stress, ausgesetzt. Und diese freien Radikale können in die empfindlichen Membranen eindringen, genau da, wo die Energie produziert wird, und dort massive Schäden anrichten.

Nun haben die Mitochondrien freilich einen Mechanismus entwickelt, der sie vor den freien Radikalen schützen kann, aber dieser Schutz ist nicht unerschöpflich. Und gerade wenn wir unter erheblichem Stress stehen, kann der Schutz überlastet werden und die freien Radikale zu den Membranen durchdringen.

Denn leider ist es so, dass das Gehirn unter Stress einen viel größeren Energiebedarf hat und der Stoffwechsel und damit auch die Produktion der freien Radikale auf Hochtouren läuft. Aber das ist noch nicht alles: Während uns unter Normalbedingungen die Fettverwertung stabil mit Energie versorgt, braucht das Gehirn unter Stress den schnellen Kick – und der funktioniert, wie jeder Leistungssportler bestätigen kann, nur mit Zucker. Und leider entstehen im Zuckerstoffwechsel wesentlich mehr freie Radikale als im Fettstoffwechsel – eine fatale Kombination, die beim heute üblichen Dauerstress unweigerlich dazu führt, dass die Mitochondrien nach und nach ihre Funktion verlieren.

Neben dem Dauerstress sind es aber auch verschiedene Zellgifte, allen voran der regelmäßig genossene Alkohol, die die Mitochondrien nachhaltig beschädigen.

Was passiert, wenn die Mitochondrien nicht mehr richtig funktionieren?

Das kommt darauf an, wo sich die betroffenen Mitochondrien befinden: Die Muskeln werden erschlaffen, und wir werden morgens unter einer Betonplatte aufwachen und den ganzen Tag durch eine Teergrube waten; die Leber kann keine Ketonkörper mehr produzieren, und das Gehirn wird, sobald ihm die Glukose ausgeht, die Körperproteine anzapfen, um per Glukoneogenese daraus Glukose zu gewinnen. Aber am schlimmsten werden die Auswirkungen im Gehirn sein: von dort wird der Glukosegehalt des Blutes mithilfe von Insulin und Cortisol seinem Energiebedarf entsprechend gesteuert. Wenn nun die Mitochondrien in den Nervenzellen kaum noch ATP produzieren können, dann braucht das Gehirn umso größere Mengen Glukose, um damit seinen Energiebedarf zu decken. Und zu viel Glukose im Blut bedeutet nichts anderes als Diabetes. Darüber hinaus können aufgrund des Energiemangels im Gehirn verschiedene Symptome wie bleierne Müdigkeit trotz ausreichendem Schlaf, Gedächtnis- und Konzentrationsstörungen sowie auch psychische Störungen bis hin zu Depressionen auftreten. Diese Kombination ist als Burnout bekannt und kann zu einem chronischen Erschöpfungssyndrom führen, das den Betroffenen für den Rest seines Lebens prägen kann.

Dysfunktionale Mitochondrien können, wenn das Problem nicht zeitnah angegangen und die Funktion der Mitochondrien wiederhergestellt wird, darüber hinaus zu diversen Folgeerkrankungen wie Morbus Alzheimer, Morbus Parkinson, Amyotrophe Lateralsklerose, verschiedenen Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Diabetes und sogar zu Krebs führen.

Was können wir für unsere Mitochondrien tun?

Am einfachsten ist es, den Genuss verschiedener Zellgifte wie Alkohol oder Nikotin zu reduzieren oder idealerweise ganz zu unterlassen. Weitere sehr wirksame Lebensstilfaktoren sind eine ausreichende und gesunde Ernährung mit hochwertigen Proteinen und Fetten und allen vom Organismus benötigten Mikronährstoffen sowie auch moderate körperliche Aktivität, die Spaß macht, wie zum Beispiel Spazierengehen, Radfahren, Tanzen oder Schwimmen. Wer noch mehr für seine Mitochondrien tun möchte, kann ihnen auch noch ein wenig Stress in Form von Fasten oder Kältereizen zufügen – dies zusammen mit dem gerade erwähnten Ausdauersport ist auch als Hormesis bekannt: ein wohldosierter oxidativer Stress, der die Abwehr von reaktiven Sauerstoffspezies aktiviert, ohne sie zu überfordern, die Mitochondrien quasi gegen oxidativen Stress abhärtet – ein weiteres Beispiel dafür, dass „allein die Dosis macht, dass ein Ding kein Gift ist“ (Paracelsus).

Den größten Nutzen aber erreichen wir mit einer effektiven Stressbewältigung, die sich nicht in Atem- oder Entspannungsübungen erschöpfen, sondern auch beinhalten sollte, dass wir uns gezielt auf die Suche nach unseren Stressoren machen und sie einen nach dem anderen an die Kette nehmen. Unsere Mitochondrien werden es uns mit körperlicher und geistiger Fitness, mit psychischer Stabilität und besserer Stressresilienz, kurz: mit einem enormen Zuwachs an Lebensqualität, danken.

Über den Autor

Gnubbel ist ein „Gesundheitsinteressierter“ mit einem besonderen Faible für Biochemie und die Zusammenhänge zwischen Lebensstil, Ernährung und Stoffwechsel. Mit Leidenschaft vermittelt er komplexe Themen leicht verständlich und praxisnah.

Ein herzliches Dankeschön an Gnubbel für diesen wertvollen Gastbeitrag!

 

 

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