Die Zelle und ihre Mitochondrien – Energie für die Zellfunktion
Was sind Mitochondrien?
Mitochondrien sind kleine Zellkraftwerke. Sie versorgen die Zelle mit Energie in Form von ATP (Adenosintriphosphat) und sind entscheidend für die Zellgesundheit. Die Rohstoffe für die Energieproduktion erhalten Mitochondrien aus der Nahrung, die der Mensch seinem Körper zuführt. Alle Zellen verfügen über Zellkraftwerke. Die Anzahl der Organellen kann je nach Zelltyp und dem damit verbundenen Energiebedarf aber stark variieren.
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Aufbau der menschlichen Zelle
Die menschliche Zelle besteht aus einem Grundgerüst – Plasmamembran und Aktinskelett, dem Zytoplasma und den Zellorganellen. Zu den größten Organellen zählt der Zellkern oder Nukleus, der die genetische Information (DNA) umschließt. Als kleinste Organellen kommen zum Beispiel die Lysosomen, Peroxisomen und die Mitochondrien vor.
Mitochondrien sind bis zu drei Mikrometer groß und bestehen aus einer äußeren und einer inneren Membran. Die innere Membran ist stark gefaltet und bildet die sogenannten Cristae aus. Cristae sorgen für eine enorme Oberflächenvergrößerung, wodurch die Synthese der großen Mengen an ATP, die täglich benötigt werden, erst möglich ist. Durch Poren in der äußeren Mitochondrienmembran und Kanalproteine gelangen Moleküle aus dem Zytoplasma ins Innere des Organells, wo sie für die ATP-Produktion genutzt werden.
Was bedeutet Zellgesundheit?
Zellgesundheit bedeutet, ein Zellmilieu aufrechtzuerhalten, das die Funktion der Organellen unterstützt. Wasser- und Elektrolythaushalt müssen stimmen, ebenso wie die Versorgung mit Mikronährstoffen. Zudem können genetische Einflüsse die Zellgesundheit stören. Kommt es zu Mutationen in Genen, die für Strukturproteine oder Enzyme codieren, können Aufbau oder Funktion eines Zellorganells beeinträchtigt sein.
Der Prozess der Energieerzeugung in den Mitochondrien wird auch als Zellatmung bezeichnet. Produkte des Fettsäure- und Glukoseabbaus dienen als Ausgangsstoffe für den Zitronensäurezyklus. Die energiereichen Endprodukte werden von den Proteinen der inneren Mitochondrienmembran genutzt, um einen Protonengradienten (Ladungsgefälle) zu erzeugen, der die ATP-Produktion aus Adenosindiphosphat und anorganischem Phosphat antreibt. Ist die Mitochondrienfunktion und damit die Zellatmung behindert, erhält die Zelle nicht genug Energie, um ihre Funktion (z. B. Muskelkontraktion) aufrechtzuerhalten.
Wie nehmen Mitochondrien Einfluss auf die Zellgesundheit?
Neben der Bereitstellung von Energie für die Zellfunktion spielen Mitochondrien eine Rolle in der Immunabwehr und bei der Einleitung des programmierten Zelltods (Apoptose). In beiden Fällen verstärken die Organellen die entsprechenden Signale. Für eine erfolgreiche Immunantwort fördern die Zellkraftwerke beispielsweise die Genexpression. Im Verlauf einer Apoptose gelangen Moleküle aus dem Mitochondrieninneren in das Zytoplasma. Dort tragen sie zur Aktivierung von Caspasen bei, die den DNA-Abbau bewirken.
Was schädigt die Zellkraftwerke / Mitochondrien?
Eine Hauptursache für Mitochondrienstörungen sind Genmutationen, die zu fehlerhaften mitochondrialen Proteinen führen. Daraus resultieren verschiedene Krankheiten, die auch als Mitochondriopathien bezeichnet werden. Schäden an der Kern-DNA oder der mitochondrialen DNA sind häufig vererbt, können aber auch im Laufe des Lebens spontan entstehen.
Oxidativer Stress ist ein Grund, warum Zellen, Zellorganellen oder die DNA mit der Zeit Schaden nehmen. Zu viele Stresshormone, eine unausgewogene Ernährung, Alkohol- oder Zigarettenkonsum sowie toxische Umwelteinflüsse tragen zur Bildung reaktiver Sauerstoffverbindungen bei. Ist die Kapazität des Körpers freie Radikale abzuwehren überschritten, entstehen Schäden an den Zellmembranen. Es kommt zu Störungen des Zellmilieus und der Zellorganellen. Führen die Schädigungen zu Zelluntergängen, hat dies auch Einfluss auf die Organfunktion.
Die Zellen und Zellorganellen unterstützen mit Mikronährstoffen
Eine ausreichende Versorgung mit Mikronährstoffen ist eine Möglichkeit, die Zelle und ihre Zellkraftwerke zu unterstützen. Wichtige Mikronährstoffe für die Zellgesundheit erhält der Körper durch eine ausgewogene Ernährung oder durch die ergänzende Einnahme von Nährstoffpräparaten. Lebensmittel mit einem hohen Gehalt an Antioxidantien helfen dabei, freie Radikale abzufangen. Eine Ernährungsweise mit hochwertigen pflanzlichen Fetten ist empfehlenswert, um stille Entzündungen im Körper zu bekämpfen. Speziell für die Energieproduktion und die Funktion der Zellkraftwerke sind B-Vitamine, L-Carnitin, Coenzym Q10 und Magnesium entscheidend.
Die Zellfreundliche Ernährung für mehr Mitochondrien-Power
Die zellfreundliche Ernährung liefert ausreichend Antioxidantien, sekundäre Pflanzenstoffe, Omega-3-Fettsäuren, Vitamine, Mineralstoffe und Spurenelemente für eine starke Immunabwehr und einen gesunden Energiestoffwechsel. Im Alter, bei Krankheiten oder bei Einnahme von Medikamenten kann der Nährstoffbedarf erhöht sein. Mit einer Blutuntersuchung lässt sich abklären, ob ein Mangel vorliegt. Das Nährstoffprofil zeigt an, wo Nachholbedarf besteht. Mit qualitativ hochwertigen Ergänzungsmitteln lassen sich die Lücken in der Versorgung mit Mikronährstoffen gezielt schließen.
Quellen
- Pollard T. D., Earnshaw W. C. (2008). Cell Biology. Spektrum Akademischer Verlag.
- www.mitochondrienarzt.de/was-ist-die-hauptursache-fur-schaden-an-mitochondrien/
- www.vitamindoctor.com/gesund-werden/stoffwechsel-hormonsystem/mitochondriopathien/
- www.praxis-helgerth.de/2020/03/17/mitochondriale-fehlfunktion-wenn-dem-koerper-die-energie-fehlt/
- www.wolz.de/produkte/vitalitaet-staerkung-regeneration-anti-aging
- www.aerzteblatt.de/archiv/23461/Apoptose
- www.dgfi.org/mitochondrien-uebertragen-signale-im-immun-und-nervensystem/
Dr. med. Dipl.-Ing. Georg Wolz
Facharzt für Allgemeinmedizin und Ernährungsmedizin und Dipl.-Ing. für Biotechnologie
Dr. med. Dipl. Ing. Georg Wolz studierte an den Technischen Universitäten Berlin und München Biotechnologie und Ernährungstechnologie. Anschließend begann er ein Medizinstudium an der Johan-Gutenberg-Universität Mainz, das er mit einer Promotion abschloss. Danach folgte die Ausbildung zum Facharzt für Allgemeinmedizin sowie zahlreiche Weiterbildungen – u.a. zum Ernährungsmediziner der Deutsche Gesellschaft für Ernährungsmedizin (DGEM). Nach Tätigkeiten in verschiedenen Krankenhäusern arbeitete Wolz als niedergelassener Arzt mit eigener Praxis im Raum Bingen.
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