Mitochondrien – Kraftwerke der Zelle

Mitochondrien sind winzige Organellen im Inneren der Zellen, die an der Freisetzung von Energie aus der Nahrung beteiligt sind.

Dieser Prozess ist als Zellatmung bekannt. Aus diesem Grund werden Mitochondrien oft als die Kraftwerke der Zelle bezeichnet. Zellen, die viel Energie benötigen, wie z.B. Muskelzellen, können Tausende von Mitochondrien enthalten.

Neben der Zellatmung spielen Mitochondrien auch eine Schlüsselrolle im Alterungsprozess sowie bei der Entstehung degenerativer Erkrankungen.

Die Kraftwerksfunktion

Wenn die Abbauprodukte aus der Nahrungsverdauung ihren Weg in die Zelle finden, findet im Zytoplasma eine Reihe von chemischen Reaktionen statt. Dabei wird ein Teil der in den Abbauprodukten gebundenen Energie freigesetzt und in den universellen Energielieferanten der Zelle, das ATP (Adenosintriphosphat), eingebaut.

Restliche Molekülfragmente aus diesem Prozess gelangen dann in die Mitochondrien und werden in einer komplexen Abfolge von Schritten schließlich in Kohlendioxid und Wasser umgewandelt. Die in diesen Bruchstücken gebundene Energie wird in weiteres ATP eingebaut.

Die so entstandenen ATP-Moleküle können dann von der Zelle genutzt werden, um die für die Funktion notwendige Energie zu liefern. ATP → ADP + P + Energie zur Funktion.

Die chemische Gesamtreaktion, die beim Abbau von Glucose abläuft, ist:

Es wurde geschätzt, dass, bei einer durchschnittlichen Person die Umsatzrate (die Rate, mit der ATP produziert und verbraucht wird) bei gewaltigen 65 kg pro Tag liegt.

Der menschliche Körper ist eine fantastische energetische Maschine. Man schätzt, dass der menschliche Körper, wenn er bequem sitzt, Kilogramm für Kilogramm in jeder Sekunde 10.000-mal mehr Energie umsetzt als die Sonne!

Freie Radikale: ein Nebenprodukt der Atmung

Bei der Zellatmung entstehen in den Mitochondrien hochreaktive Moleküle, die freien Radikale. Das vielleicht bekannteste freie Radikal, das auf diese Weise entsteht, ist das Superoxid-Radikal, O2-.

Freie Radikale sind potenziell sehr schädlich für Zellbestandteile wie Proteine und genetisches Material wie DNA und RNA. Werden in den Mitochondrien zu viele freie Radikale freigesetzt, können die Schäden schwerwiegend sein und letztlich zum Tod der Zelle führen. Um sich vor Schäden durch freie Radikale zu schützen, produzieren die Mitochondrien eigene antioxidative Enzyme. Eines dieser Enzyme ist die Superoxid-Dismutase oder SOD.

Obwohl freie Radikale schädlich sind, haben sie eine wichtige Signalfunktion. Wissenschaftler gehen heute davon aus, dass Mitochondrien einen sensiblen Rückkopplungsmechanismus betreiben, bei dem einige der freien Radikale selbst als Signale an die Zelle wirken und sie veranlassen, die Zellatmung zu kalibrieren und anzupassen, so dass es nicht gut für die Zelle ist, sie vollständig zu entfernen.

Antioxidantien in Mitochondrien

Chemikalien, die in einigen Obst- und Gemüsesorten enthalten sind, haben nachweislich eine antioxidative Wirkung. Das bedeutet, dass sie in Labortests freie Radikale neutralisieren können. Man nahm an, dass der Verzehr dieser Lebensmittel oder von Extrakten daraus dem Körper helfen würde, schädliche freie Radikale zu beseitigen.

Neuere Forschungen legen nahe, dass Antioxidantien im Körper anders wirken als im Labor. Es wird jetzt angenommen, dass einige Antioxidantien, insbesondere eine Klasse von Pflanzenchemikalien, die als Polyphenole bekannt sind, eine direkte Wirkung auf die Mitochondrien haben. Es scheint, dass sie die Mitochondrien dazu anregen, bei der Energiegewinnung aus der Nahrung effizienter zu werden, so dass sie weniger freie Radikale erzeugen und diese schneller neutralisieren. Es ist, als ob die Funktion der Mitochondrien durch diese Polyphenole „aufgemotzt“ wird – ein Effekt, der dem ähnelt, der in den Mitochondrien durch Sport ausgelöst wird.

Erfahren Sie mehr über Antioxidantien.

Gesunde Mitochondrien erhalten

Wenn die Mitochondrien nicht effizient arbeiten, ist ihre Energieproduktionskapazität reduziert, es entweichen mehr freie Radikale, die die Zelle schädigen, und ein früher Zelltod kann die Folge sein.

Forschungen der letzten Jahre weisen darauf hin, dass die Gesundheit der Mitochondrien sehr stark vom Lebensstil und der Ernährung abhängt. Übermäßiger Konsum von zuckerhaltigen Lebensmitteln und Getränken reduziert die Effizienz der Mitochondrien. Mangelnde Bewegung reduziert die Anzahl der Mitochondrien in aktiven Zellen wie Muskeln, und sie werden ineffizient, was dazu führt, dass mehr freie Radikale in die Zelle entweichen.

Durch einen Lebensstil, der regelmäßige Bewegung, den täglichen Verzehr von frischem Obst und Gemüse, die Vermeidung von zuckerhaltigen Lebensmitteln, die Kontrolle des Appetits und den Verzicht auf das Rauchen beinhaltet, kann jeder seine Mitochondrien auf Vordermann bringen, was zu einem langen und sehr gesunden Leben beitragen sollte.