Die unterschätzte Rolle der Mitochondrien

Mitochondrien versorgen Zellen mit Energie. Die Rolle wurde lange unterschätzt. Neuen Studien zufolge sind sie von zentraler Bedeutung bei diversen Krankheiten.

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Unter dem Konfokalmikroskop lassen sich die einzelnen Strukturen von menschlichen Zellen mit Fluoreszenzfarbstoffen sichtbar machen. Der Zellkern ist blau eingefärbt, die Mitochondrien rot. In den grünen Zellen haben Herpesviren vom Typ 6 die Mitochondrien zerstört.

(Bild: AG Prusty)

Von
  • Susanne Donner
Inhaltsverzeichnis

Mit den Mitochondrien verhält es sich wie mit dem Heizungskeller. Kaum jemand schaut regelmäßig hinein. Niemand weiß so ganz genau, was in diesem Winkel des Hauses vor sich geht, solange das Kraftwerk die Wohnung heizt. Die Mitochondrien sind die "Kraftwerke der Zellen" und versorgen jede einzelne Zelle des Körpers mit Energie. Umhüllt von einer Membran nehmen sie höchstens ein Drittel des Zellinnenraums ein und schwimmen zu Dutzenden, wenn nicht Tausenden in der Zellflüssigkeit.

Gewebe mit hohem Energiebedarf wie Herz und Hirn enthalten mehr Mitochondrien als etwa Hautzellen. Sie besitzen sogar eigenes Erbmaterial: 37 Gene beherbergen die kleinen eiförmigen Gebilde. Verglichen mit den mehr als 20.000 Genen im Zellkern sind die jedoch für die medizinische Forschung nahezu unsichtbar – die konzentriert sich meist auf den Zellkern.

"Das ist eine ziemliche Unterschätzung der Bedeutung der Mitochondrien im Leben einer Zelle", sagt Thomas Langer vom Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns in Köln. Natürlich liefern Mitochondrien allen Zellen Energie in Form des zellulären Treibstoffs ATP, dem Adenosintriphosphat. Aber eben beileibe nicht nur das. Sie stellen Rohstoffe bereit, aus denen in der Zelle Proteine, Lipide oder neues genetisches Material entsteht. Ohne die Mitochondrien erlischt die Produktion von Substanzen in der Zelle. Sie steuern darüber hinaus den Calciumspiegel, der ebenfalls über Leben und Tod einer Zelle entscheidet. Sie haben bei all diesen Aufgaben die Rolle einer Art Basisstation in der Zelle inne. Ohne ihr Kommando macht der Zellkern nichts und umgekehrt warten die Mitochondrien auf Antwort aus dem Zellkern. Schwächeln die Mitochondrien, legt der Zellkern seine energieraubende Produktion komplexer Proteine und anderer Substanzen schlichtweg nieder und hat auch keine Ressourcen, sich an Stress jeder Art anzupassen.

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