Lexikon der Ernährung: Mitochondrien
Mitochondrien, veralt. Chondriosomen, Emitochondria in allen eukaryotischen Zellen vorkommende, 0,3–5 µm große Organellen sehr unterschiedlicher, meist jedoch rundlicher oder langgestreckter Form. M. der Muskelzellen werden als Sarcosomen bezeichnet. Die Anzahl der M. je Zelle hängt von der Zellart ab. Die Extremwerte liegen bei 20–24 M. in Spermien und 500.000 bei einigen Protozoen. Leberparenchymzellen enthalten etwa 500 M.
Aufbau: M. sind von einer Doppelmembran (Biomembran) gegen das Cytoplasma abgegrenzt. Die innere der Membranen stülpt sich häufig wie die Zinken eines Kamms ins Innere des M. (sog. Cristae). Das Plasma des M. wird als M.-Matrix bezeichnet, der Raum zwischen den beiden Membranen als Intermembranraum. Beide Membranen zeichnen sich durch sehr unterschiedliche Zusammensetzung (z. B. Cardiolipin nur in der inneren Membran), Permeabilität und Funktionen aus. Matrix, Membranen und Intermembranraum sind funktionell spezialisierte Kompartimente des M.
M. besitzen ein eigenes Genom, sie sind jedoch für die Synthese aller zur Funktion nötigen Proteine auch auf Genprodukte des Zellkerns angewiesen, die durch einen komplizierten Prozess zielgerichtet in das M. geschleust werden. Diese und andere Eigenschaften werden nach der Endosymbionten-Theorie so gedeutet, dass sich M. von Bakterien ableiten, die von einer Vorläuferzelle der heutigen Eukaryoten aufgenommen und nicht verdaut, sondern praktisch „domestiziert“ wurden.
Funktion: M. sind die Organellen des Energiestoffwechsels (oxidative Phosphorylierung) und darüber hinaus Ort einer Vielzahl anderer Stoffwechselvorgänge. Ganz oder teilweise in den unterschiedlichen Kompartimenten der M. laufen z. B. die folgenden Vorgänge ab, dabei können einige auf die Zellen bestimmter Organe beschränkt sein:
Für komplexe Stoffwechselwege, deren Einzelschritte auf die M. und das Cytoplasma verteilt sind, stehen in den Membranen der M. Transportsysteme zur Verfügung, die den nötigen Stoffaustausch gewährleisten (z. B. der Malat-Aspartat-Shuttle und der α-Glycerophosphat-Shuttle zur Bereitstellung von Reduktionsäquivalenten, der Carnitin- / Acylcarnitin-Antiporter zum Transport von Fettsäuren; Transportsysteme für Adenosinnucleotide und Phosphat).
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