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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:

Tricarbonsäure-Zyklus (Matrix)Bereitstellung von Acetyl-CoA für die cytosolische Fettsäurebiosyntheseβ-Oxidation (Fettsäureabbau) der Fettsäuren (Matrix)Ketogenese (Matrix) und Abbau von Ketonkörpern (Matrix)Atmungskette (Membran)Gluconeogenese (Matrix)Harnstoff-Zyklus (Matrix)

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).

  • Die Autoren

Albus, Christian, Dr., Köln
Alexy, Ute, Dr., Witten
Anastassiades, Alkistis, Ravensburg
Biesalski, Hans Konrad, Prof. Dr., Stuttgart-Hohenheim
Brombach, Christine, Dr., Gießen
Bub, Achim, Dr., Karlsruhe
Daniel, Hannelore, Prof. Dr., Weihenstephan
Dorn, Prof. Dr., Jena
Empen, Klaus, Dr., München
Falkenburg, Patricia, Dr., Pulheim
Finkewirth-Zoller, Uta, Kerpen-Buir
Fresemann, Anne Georga, Dr., Biebertal-Frankenbach
Frenz, Renate, Ratingen
Gehrmann-Gödde, Susanne, Bonn
Geiss, Christian, Dr., München
Glei, Michael, Dr., Jena (auch BA)
Greiner, Ralf, Dr., Karlsruhe
Heine, Willi, Prof. Dr., Rostock
Hiller, Karl, Prof. Dr., Berlin (BA)
Jäger, Lothar, Prof. Dr., Jena
Just, Margit, Wolfenbüttel
Kersting, Mathilde, Dr., Dortmund
Kirchner, Vanessa, Reiskirchen
Kluthe, Bertil, Dr., Bad Rippoldsau
Kohlenberg-Müller, Kathrin, Prof. Dr., Fulda
Kohnhorst, Marie-Luise, Bonn
Köpp, Werner, Dr., Berlin
Krück, Elke, Gießen
Kulzer, Bernd, Bad Mergentheim
Küpper, Claudia, Dr., Köln
Laubach, Ester, Dr., München
Lehmkühler, Stephanie, Gießen
Leitzmann, Claus, Prof. Dr., Gießen
Leonhäuser, Ingrid-Ute, Prof. Dr., Gießen
Lück, Erich, Dr., Bad Soden am Taunus
Lutz, Thomas A., Dr., Zürich
Maid-Kohnert, Udo, Dr., Pohlheim
Maier, Hans Gerhard, Prof. Dr., Braunschweig
Matheis, Günter, Dr., Holzminden (auch BA)
Moch, Klaus-Jürgen, Dr., Gießen
Neuß, Britta, Erftstadt
Niedenthal, Renate, Hannover
Noack, Rudolf, Prof. Dr., Potsdam-Rehbrücke
Oberritter, Helmut, Dr., Bonn
Öhrig, Edith, Dr., München
Otto, Carsten, Dr., München
Parhofer, K., Dr., München
Petutschnig, Karl, Oberhaching
Pfau, Cornelie, Dr., Karlsruhe
Pfitzner, Inka, Stuttgart-Hohenheim
Pool-Zobel, Beatrice, Prof. Dr., Jena
Raatz, Ulrich, Prof. Dr., Düsseldorf
Rauh, Michael, Bad Rippoldsau
Rebscher, Kerstin, Karlsruhe
Roser, Silvia, Karlsruhe
Schek, Alexandra, Dr., Gießen
Schemann, Michael, Prof. Dr., Hannover (auch BA)
Schiele, Karin, Dr., Heilbronn
Schmid, Almut, Dr., Paderborn
Schmidt, Sabine, Dr., Gießen
Scholz, Vera, Dr., Langenfeld
Schorr-Neufing, Ulrike, Dr., Berlin
Schwandt, Peter, Prof. Dr., München
Sendtko, Andreas, Dr., Gundelfingen
Stangl, Gabriele, Dr. Dr., Weihenstephan
Stehle, Peter, Prof. Dr., Bonn
Stein, Jürgen, Prof. Dr. Dr., Frankfurt
Steinmüller, Rolf, Dr., Biebertal
Stremmel, Helga, Bad Rippoldsau
Ulbricht, Gottfried, Dr., Potsdam-Rehbrücke
Vieths, Stephan, Dr., Langen
Wächtershäuser, Astrid, Frankfurt
Wahrburg, Ursel, Prof. Dr., Münster
Weiß, Claudia, Karlsruhe
Wienken, Elisabeth, Neuss
Wisker, Elisabeth, Dr., Kiel
Wolter, Freya, Frankfurt
Zunft, Hans-Joachim F., Prof. Dr., Potsdam-Rehbrücke

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