Aufbau eines Mitochondriums

Mitochondrien sind kleine Zellorganelle, die nur unter einem guten Mikroskop erkennbar sind. Sie sind zwischen 0,5 - 0,8 µm im Durchmesser und 1 - 4 µm in der Länge und können sehr unterschiedliche Formen einnehmen, manchmal sind sie kugelrund, manchmal länglich und manchmal bilden viele Mitochondrien untereinander große Netzwerke aus, indem sie verschmelzen.

Mitochondrien haben eine glatte Außenwand und eine stark nach innen aufgefaltete Innenwand. Zwischen diesen Wänden liegt der sogenannte Intermembranraum, der für die Funktion der Mitochondrien von großer Bedeutung ist. Die im Innenraum des Mitochondriums liegende Flüssigkeit wird als Matrix bezeichnet. In ihr liegt das ringförmige genetische Material (DNA) des Mitochondriums frei vor. Mitochondrien vermehren sich unabhängig von der Zelle, in der sie sich befinden, durch Abschnüren von kleinen Teilen von sich.

Je nachdem wie viel Energie das Gewebe oder Organ braucht, liegen in seinen Zellen viele oder eher wenige Mitochondrien vor. In einer Zelle können zwischen wenigen Hundert bis über mehrere Tausend Mitochondrien sein. Nerven, Gehirn, Herz, hormonproduzierende Gewebe und Muskeln brauchen viel Energie und haben daher viele Mitochondrien, zum Beispiel machen alleine die vielen Mitochondrien in den Herzzellen insgesamt über 30 % des Herzgewichtes aus!

Vieles deutet darauf hin, dass Mitochondrien vor langer Zeit aus Bakterien entstanden sind. Ihr Aufbau und ihr Stoffwechsel ähneln in manchen Punkten dem von Bakterien bis zum heutigen Tag. Das ist auch der Grund für manche Schäden, die zu Mitochondriopathien führen können.

Ein typisches Merkmal seiner Bakterien-Herkunft ist der Aufbau der inneren Membran. Generell sind alle Membranen vor allem aus vielen Fettmolekülen (Phospholipide) aufgebaut. Bei der Innenmembran von Mitochondrien sind diese Phospholipide in ihrer Art jenen von Bakterien gleich. Und noch etwas ist besonders an der Innenmembran. Sie hat sehr viele Enzymkomplexe eingelagert, das sind mehrere Proteine, die sich zusammenlagern und gemeinsam als Enzym funktionieren. Vier verschiedene solcher Komplexe gibt es und sie stellen die sogenannte Atmungskette dar. Zwischen den Komplexen werden Elektronen transportiert. Dieser Transport ist davon abhängig, dass bestimmte Substanzen vorhanden sind, die diese Elektronen aufnehmen können (z. B. Coenzym Q10). Liegen diese Substanzen im Mangel vor, kann die gesamte Energiebildung ins Stocken geraten, denn dann ist das korrekte Zusammenspiel der vier Komplexe gefährdet. Doch nur wenn die vier großen Enzymkomplexe gut arbeiten können, wird die Voraussetzung geschaffen, dass ein weiterer, fünfter großer Komplex das sogenannte ATP herstellen kann. ATP ist die Abkürzung für Adenosintriphosphat, ein energiereiches Molekül. Mit ATP können in den Zellen energiebedürftige Stoffwechselwege ablaufen. Ist zu wenig ATP in der Zelle läuft alles langsamer ab als es bei optimaler Energieversorgung funktionieren würde.

Klingt kompliziert? Ist es auch! Aber gleichzeitig lebensnotwendig und hochspannend!

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