Es wird Zeit! Zeit, um die Thematik mit den Mitochondrien abzuschließen. Aber um ehrlich zu sein ist selbst nach diesem Artikel noch gar nix abgeschlossen. Gewissermaßen ist dies erst der Anfang. Aber tun wir einfach so als könnten wir hier und heute einen Schlussstrich ziehen.
Abb.1: Was hat Spiderman mit Mitochondrien zu tun? Eigentlich gar nix, aber irgendwie denkt das jeder! Spiderman von Pixabay, Rest von Chapper!
Wir hatten bereits einiges über unsere heimlichen Zentralen, die Mitochondrien gelernt. Fassen wir das wichtigste nochmal kurz zusammen:
-Mitochondrien sind die Hauptenergielieferanten im Körper [1]!
-Ohne Mitochondrien können keine Fette und auch keine Aminosäure/Proteine gewinnbringend verwertet werden [2].
-Auch Zucker könnten nur mangelhaft verarbeitet werden und würden euren Körper dabei stark übersäuern [3].
-Ohne Mitochondrien können eure roten Blutkörperchen keinen Sauerstoff transportierten, denn die Mitochondrien produzieren die dafür wichtigen Porphyrine [4].
-Selbst eine Entgiftung ist nicht mehr gewährleistet, denn Mitochondrien sind am Harnstoffzyklus beteiligt [2].
-Außerdem teilen sich eure Zellen ohne Ende bis zum Krebs, weil kein kontrollierter Zelltod ausgeführt werden kann [1-3].
-Es wäre auch keine Reizleitung mehr möglich [5, 6].
-Bedenkt, dass ihr jeden Tag 100 kg ATP (Energie!) in eurem Körper bildet. Die Mitochondrien machen weit mehr als 90% davon [7].
-Exemplarisch seien Herzmuskelzellen genannt, welche zu 35% nur aus Mitochondrien bestehen und bevorzugt Fette verwerten [8].
-Letztlich pumpt euer Herz das Blut durch den Körper, das Blut transportiert wiederum den Sauerstoff, die Mitochondrien brauchen den Sauerstoff [9].
-Funktionieren eure Mitochondrien nicht richtig, funktioniert euer Herz nicht richtig, funktioniert ihr nicht richtig [3, 8, 9].
Diese kurze Auflistung von Fakten sollten jeden die absolute Relevanz eurer Mitochondrien klar machen.
Doch eure Mitochondrien sind permanenten Attacken ausgesetzt. Wir haben es bereits zusammengetragen und wissen, dass das Schlimmste vor allem Fehler in der mitochondrialen DNA sein können. Diese Fehler haben gravierende Auswirkung. Und funktioniert die Kontrollinstanz namens Autophagie nicht richtig, dann hat euer Körper keine Möglichkeit diese fehlerhaften Mitos zu beseitigen [10]. Im Gegenteil, diese Mutanten vermehren sich auch noch. Besonders dramatisch ist dies leider insbesondere in Herzmuskelzellen [11]. Jene Bereiche des Körpers also, welche sich nicht permanent erneuern können [12]!
Vorsicht ist geboten: Fehlernährung, Stress, Gifte, euer Lifestyle! Alles Mögliche kann eure Mitochondrien aus dem Gleichgewicht bringen. Aber nicht nur die Mitochondrien direkt, auch alles drum herum hat Schwachpunkte.
Viele Leute betrifft es nicht heute, nicht morgen, aber irgendwann kommen die Probleme näher und dann fragt sich jeder: 1) Was ist eigentlich los und 2) was soll man tun?
Meist läuft alles auf irgendwelche Therapien mit irgendwelchen Medikamenten hinaus, die oft noch mehr Unruhe stiften, als schon vorher da war. Doch die dunkle in euren Zellen verborgene Wahrheit bleibt oft unangetastet, bis zuletzt…………….........................................................................
Sehen wir der Tatsache ins Auge: Mitochondrien sind Fakt! Niemand kann deren Existenz oder deren Einfluss in unserem Leben leugnen. Doch welcher Arzt bietet euch eine Untersuchung eurer Mitochondrien an? Habt ihr jemals mit jemanden gesprochen, der euch was von Mitochondrien erzählt hat, außer vielleicht euer Bio-Lehrer, so am Rande? Oft hört ihr etwas über Herzprobleme, über Verdauungsbeschwerden, über Konzentrationsschwierigkeiten, psychische Probleme, Erschöpfung, Burnout, Depression… was auch immer. Aber hat je ein Arzt oder Therapeut, oder wer auch immer euch etwas über diese Instanz im Leben erzählt, ohne die ihr nix wärt als ein Haufen leblose Masse?
Ich habe vor kurzem mal nach Mitochondrien in dem Buch „Hammer-Examen“ nachgeschaut, welches sich Medizinstudenten am Ende ihres Studiums einverleiben müssen [13]. Ich musste feststellen, dass es nur eine einzige Seite in diesem mehr 2200 Seiten dicken Buch gibt, auf welcher etwas über Mitochondrien geschrieben steht. Dort gibt es dann eine Tabelle auf denen drei Krankheitsbilder aufgelistet sind, die etwas mit Mitochondrien zu tun haben. Erinnert euch bitte, dass wir gut sieben Überpunkte im zweiten Teil dieser Serie formulierten, welche sich auf die Mitochondriengesundheit auswirken könnten.
Bleibt die Frage welche Möglichkeiten ihr eigentlich habt zu ergründen wie eure Mitochondrien „so drauf sind“? Bedenkt allerdings an der Stelle, dass ihr nur schwerlich in den „Genuss“ kommen werdet eure Mitochondrien adäquat untersuchen zu lassen. Grund ist der Mangel an flächendeckender Mitochondriendiagnostik, die geringe Sensibilisierung für das Thema, der geringe Ausbildungsgrad von Ärzten in dem Zusammenhang, sowie die vielen Fragezeichen rund um dieses Gebiet.
Um es nicht wieder komplett eskalieren zu lassen will ich mich auf drei maßgebliche Ansätze beschränken.
- Sequenzierung der mitochondrialen DNA & Ermittlung der Mitochondrienzahl
- Bestimmung des ATP-Gehalts der Zelle
- Messung von Sauerstoffverbrauch und Ansäuerung
Also gehen wir's an:
1. Sequenzierung eurer DNA & Bestimmung der Mitochondrienzahl
DNA-Sequenzierung ist prinzipiell ein alter Hut. Mittlerweile gibt es zahlreiche hochauflösende Sequenzierungsverfahren wie Illumina Dye Sequencing oder Nanopore Sequencing. Ich für meinen Teil bin aber der Meinung, dass selbst die weniger akkurate Sanger-Sequenzierung schon Abhilfe leisten kann [14]. Der Grund? Die Sanger-Sequenzierung hat zwar eine Fehlerquote von etwa 7% [15], ich denke aber, dass dies noch im Rahmen unseres Toleranzbereichs liegt. Solltet ihr wirklich viele Mutationen in euren Mitochondrien haben, so würde dies auch die Sanger-Sequenzierung anzeigen. Wollt ihr gleichzeitig noch euer Kern-Genom sequenzieren lassen, so reicht die Sanger-Sequenzierung allerdings nicht mehr aus.
Anbei seht ihr wie die Resultate von Sequenzierungen aussehen könnten (Abb.2). Das ist eine Sequenzierung, welche ich vor ein paar Jahren mit einem Gen gemacht habe, welches ich selbst kloniert und rekombiniert habe. Ich wollte überprüfen ob alles in Ordnung war bevor ich damit weiterarbeiten konnte und habe es deshalb sequenziert.
Abb.2: DNA-Sequenzierung nach Sanger. (A) Überblick. (B) Zu Beginn ist es eher schwierig für die DNA-Polymerase anhand eines spezifischen Startpunkts (Primers) in Aktion zu kommen. (C) Anschließend erhaltet ihr schöne Signale. (D) Die Signalintensität nimmt aber schnell wieder ab und immer häufiger kommt es dann auch zu Fehlern. Made by Chapper - unrestricted use allowed
Ihr könnt erkennen, dass gerade in den Anfangsbereichen und am Ende starke Variationen auftauchen. Zur Mitte hin wird es besser. Grund ist, dass die zur Sequenzierung verwendeten DNA-Polymerasen anfangs schwerlich in „Fahrt kommen“ und am Ende schnell aufgeben. Aber keine Sorge, man kann diese Problembereiche einfach durch überlappende Primerpaare nochmal auslesen, dann kriegt ihr ein Muster wie im mittleren Teil. Ein Muster wie im Mittelteil ist wichtig, denn wenn dort auch heterogene Signale auftauchen (jeder Peak steht für eine spezifische DNA-Base), dann heißt dies, dass ihr unterschiedliche Populationen der gleichen Sequenz habt. Dies müsst ihr dann bewerten.
Die bioinformatische Bewertung ist teilweise sehr aufwändig, denn ihr müsst alle möglichen Fragmente alignen. Das heißt ihr müsst die erhaltenen Fragmente miteinander vergleichen und statische Vorhersagen über die Häufigkeit einer bestimmten Mutation machen. Keine leichte Aufgabe. Im Schnitt habt ihr meiner Erfahrung nach einen ordentlich „Read“ von vielleicht 500 bis 800 bp. Wie ihr euch erinnern könnt ist das gesamte Mito-Genom ca. 17.000 bp groß. Es sind also schon ein paar Läufe, welche ihr machen müsstet. Ich würde mal schätzen mit 30 Sequenzierreaktionen sollte man hinkommen.
Eine weitere Herausforderung ist es die richtigen Zellen zu wählen. Besonders bieten sich natürlich Zellen des Blutes wie Lymphozyten an [16]. Diese sind zwar leicht zu erhalten, werden aber ständig erneuert und sind sogar prinzipiell unsterblich, denn sie haben eine verbliebene Telomeraseaktivität (schaut ruhig nochmal hier und hier). Außerdem sind sie vergleichsweise weniger stark mitochondrial aktiv [7, 10, 11, 16]. Besser wären natürlich Zellen, welche sehr stark mitochondrial arbeiten wie Herzmuskelzellen, Leberzellen, Neuronen oder Zellen aus den Nieren [2, 3, 9, 11]. Auch Skelettmuskelzellen sind sehr interessant. Blöd nur, dass die meisten Menschen wahrscheinlich keine Lust auf eine Leberbiopsie haben (verstehe ich 😉). In diesem Falle sind die Blutzellen eben das Mittel der Wahl und geben zumindest einen groben Einblick in die mitochondriale Grundverfassung eures Körpers. Außerdem trieben sich diese Zellen natürlich in allen Körperregionen herum. Sind diese daher ein Spiegel der Schauplätze, welche sie besuchten!?!
Wie auch immer. Ein weiterer interessanter Aspekt ist selbstverständlich das Verhältnis mitochondrialer DNA (mtDNA) zu Kern-DNA. Dies ist vergleichsweise einfach durch eine simple qPCR-Reaktion auszuführen. Das Ergebnis hat sehr viel Wert, man muss aber bedenken, dass sich die durchschnittliche Mitochondrienzahl von Zelltyp zu Zelltyp unterscheidet [17]. Sollten beispielsweise viel zu viele Mitochondrien in den Zellen vorhanden sein, so wäre dies ein Zeichen, dass eventuell die Leistungsfähigkeit pro Mitochondrium mangelhaft ist (Theorie von mir).
2. Bestimmung ATP der Zelle
Dies ist in der Tat ein Test, welcher von einigen Firmen angeboten wird. Ich bin mir da aber oft nicht so ganz sicher, inwieweit er überhaupt Aussagekraft besitzt. Nehmen ich zum Beispiel eine Zelle und messe das enthaltene ATP, welche Folge ergibt sich für mich daraus? Woher weiß ich beispielsweise zu wieviel % dieses ATPs aus Mitochondrien, Glykolyse oder wo auch immer herstammt? Was ist typisch für den untersuchten Zelltyp? Gibt es besondere Situation wo dieser oder jener Zelltyp mehr oder weniger mitochondrial arbeitet? Teilweise habe ich festgestellt, dass manche Firmen einfach Neutrophile Granulozyten für sowas verwenden [11]. Neutrophile Granulozyten (nenne ich jetzt mal nur noch Neutros) sind ziemlich coole Zellen des Blutes (keine Lymphozyten), denn man kann sie mit Spiderman vergleichen.
Abb.3: Ein tolles Foto, welches ich bei Pixabay gefunden habe. Ich habe einfach nach Neutrophiles gesucht und da wurde es mir vorgeschlagen. Ich denke man kann sich (ohne dass ich Genaueres über die Entstehung des Bildes weiß) vorstellen, dass die NETs der rote Schleim sind und die Bakterien (hier angeblich Staphylococcus aureus) die gelb-grünen Knubbel. Auch wenn alles ganz anders ist, wird der Leser sich ein klares Bild über die Situation machen können. Dennoch muss der Leser wissen, dass diese Dinger nix mit dem Thema hier zu tun haben! Trotzdem untersuchen haufenweise Firmen die im Zusammenhang mit mitochondrialen Dysfunktionen. Chapper hat keine Ahnung warum! Aufnahme wie gesagt von Pixabay und somit copyright-free.
Treffen die Neutros zum Beispiel auf Bakterien, so platzen die Neutros auf und bewerfen die Bakterien dabei mit Netzen (sogenannten NETs). Diese halten die Bakterien gewissermaßen fest bis die Kavallerie u.a. in Form von T-Zellen anrückt [18]. So toll die Neutros auch sind, sie produzieren kaum mitochondriales ATP [16, 19].
Warum verwenden dann manche Firmen Neutrophile Granulozyten, um mitochondriale Probleme zu diagnostizieren? Ich habe keine Ahnung!
Es ist daher äußerst wichtig, dass sowohl Zelltyp als auch Methode der ATP-Bestimmung gut gewählt sind. Lymphozyten oder PBMC würden sich schon eher anbieten als Neutrophile Granulozyten [16]. Auch Thrombozyten eignen sich. Zumal letztere von manchen Autoren als Spiegel des Gehirns angesehen werden [20]. Entscheidend ist, dass man mit den ATP-Werten etwas anfangen kann. Manche Firmen vergiften ihre Zellen mit Cyanid, entfernen dieses anschließend wieder und messen letztlich wieviel ATP regeneriert werden kann [11]. Ich bin mir, um ehrlich zu sein nicht ganz sicher was solche Tests überhaupt aussagen sollen.
Ein weiterer guter Parameter ist das Verhältnis von ATP zu ADP und AMP. Wie ihr wisst sollten eure Zellen definitiv verhindern, dass zu viel AMP entsteht. Ist erst zu viel AMP da, dann haben eure Zellen wenig Chancen es in ADP zurück zu bilden, weil nur noch wenig ATP zur Verfügung steht und dies wird an anderer Stelle gebraucht [7].
Die Folge: Eine Unterversorgung mit ATP!
Bedenkt bitte, dass ihr im Schnitt 100 kg von dem Zeug pro Tag bilden müsst [7].
Grund für die Entstehung von AMP ist die Arbeit von Adenylatkinasen [21]. Adenylatkinasen verarbeiten zwei ADP und stellen ein ATP und ein AMP her. Bevorzugt passiert dies, wenn die Zelle Schwierigkeiten hat ATP auf herkömmlichen herzustellen. Man kann die Aktivität solcher Pathways durchaus nachweisen und auch die Häufigkeit wie oft und in welcher Intensität sowas passiert. Neben der exakten Bestimmung von mitochondrialen und glykolytischen ATP, sind solche Kenntnisse daher Gold wert.
3. Messung von Sauerstoffverbrauch und Ansäuerung
Da Mitochondrien Sauerstoff zur Energiegewinnung verbrauchen und die unfertige (anaerobe) Glykolyse Säure in Form von Lactat bildet (sollten Mitochondrien nicht richtig arbeiten), sind beide Parameter sehr gute Indikatoren für die Leistungsfähigkeit von Mitochondrien.
Sehr gut lässt sich der Sauerstoffverbrauch unter Einsatz einer Clark-Elektrode bestimmen. Entstandene Säure in Form Lactat kann mittels spezifischer Assays oder durch chromatographische (z.B. HPLC) beziehungsweise spektroskopische Verfahren (z.B. Massenspektrometrie) ermittelt werden.
Seit einigen Jahren gibt es Geräte, die sowohl Sauerstoffverbrauch als auch Ansäuerung in Echtzeit messen können. Dabei ist natürlich eine Unterscheidung zwischen Lactat und anderen Säuren nicht möglich. Der Vorteil von Geräten wie dem Seahorse ist jedoch, dass ihr verschiedene Substanzen und Inhibitoren während den Messungen einspeisen und die Reaktion der Zellen beobachten könnt.
Abb.4: Sauerstoffverbrauch (OCR = Oxygene Consumption Rate) in PBMC von Patienten mit CFS im Vergleich zu gesunden Patienten (je höher die OCR, desto mehr Sauerstoff wird verbraucht). Das Maximum des Sauerstoffverbrauchs wird durch Entkopplung der mitochondrialen Atmungskette nach Zugabe von FCCP provoziert und als Reserveatmungskapazität bezeichnet. Selfmade by Chapper with Data found in Tomas et al. 2018 [22](CC BY 4.0).
In Abbildung 4 seht ihr ein Beispiel für eine solche „Seahorse-Analyse“ durchgeführt an Patienten, die an CFS leiden [22]. CFS steht für Chronic Fatigue Syndrom und ist eine Erkrankung die lange Zeit als psychische Erkrankung deklariert wurde (Jahrzehnte lang!). In den letzten Jahren wurde es jedoch mehr und mehr offensichtlich, dass bioenergetische Probleme und daher eben auch Probleme mit den Mitochondrien für CFS verantwortlich sein könnten. Menschen, die an sowas leiden sind sehr schnell erschöpft. Dies betrifft geistige wie auch physische Aktivitäten. Je nach Schwere können diese Leute noch nicht mal mehr abwaschen oder ähnliches, ohne danach total kaputt zu sein. In Abbildung 4 seht ihr, dass diese Patienten anscheinend eine sehr geringe Reserveatmungskapazität besitzen. Diese wird nach Verwendung von FCCP bestimmt. Wahrscheinlich erinnert ihr euch noch daran, dass eure mitochondriale Membran wie eine Art Batterie funktioniert (Abb.5).
Abb.5: Wiederholung mitochondriale Atmungskette. Die Übertragung von Elektronen aus der Nahrung auf die Atmungskette treibt Protonenpumpen an. Die Spannung, welche durch die Ladungstrennung (Protonen sind positiv geladen) erreicht wird, kann schließlich über Komplex V (ATP-Synthase) entladen werden und stellt somit ATP her. Made by Chapper - unrestricted use allowed
An der mitochondrialen Membran erfolgt aufgrund von Protonenpumpen eine Ladungstrennung. Diese Protonenpumpen wiederum werden durch Elektronen angetrieben, welche euch durch die Nahrung zur Verfügung gestellt werden. Je stärker die Ladungstrennung, desto mehr Arbeit ist auch notwendig die Protonenpumpen zu betreiben. Am Ende des Flusses landen die Elektronen auf Sauerstoff und reduzieren diesen zu Wasser. Die Zugabe von FCCP entkoppelt diesen Mechanismus, denn FCCP transportiert die Protonen gegen das Ladungsgefälle über die Membran zurück. Dadurch bricht der Gradient jedes Mal wieder zusammen und es werden ohne Ende Elektronen auf Sauerstoff übertragen, wodurch der Sauerstoffverbrauch steigt (Abb.6).
Abb.6 Theorie hinter Elektronenfluss, Sauerstoffverbrauch und Entkopplung durch FCCP. Würden die Mitochondrien erstmal nicht arbeiten, so wären wie in (A) viele Protonen auf der Matrixseite vorhanden. Normalerweise haben wir durch die Arbeit der Protonenpumpen eine Verschiebung hin zur Intermembranseite (B). Die Protonen fließen wie in Abb.5 gezeigt über die ATP-Synthase (Komplex V) zurück und bilden somit ATP. Durch die erhöhte Spannung wird der Elektronenfluss etwas „verlangsamt“, denn er muss sich gegen dieses Gefälle durchsetzen. (C) FCCP entkoppelt dieses „Gefälle“ in dem es Protonen ungerichtet über die Membran transportiert. Dadurch haben die Elektronen keinen Gegendruck und können die maximale Übertragungsrate auf Sauerstoff erreichen. Made by Chapper - unrestricted use allowed
Es ist natürlich einleuchtend, dass die Reserveatmungskapazität (also der maximal mögliche Sauerstoffverbrauch) stark von einer intakten Atmungskette abhängt. Diese besteht wie wir aus Abbildung 5, sowie den ersten beiden Teilen dieser Serie wissen aus zahlreichen Faktoren (Teil 1 & Teil 2). Viele dieser Faktoren werden in den Mitochondrien kodiert. Doch nicht nur die Faktoren der Atmungskette sind entscheidend. Auch die Versorgung mit den Reduktionsäquivalenten, welche die Elektronen heranschaffen sind wichtig. Schaut in dem Zusammenhang ebenfalls nochmal die ersten beiden Teile der Serie (siehe oben), sowie meine anderen Artikel an (vor allem die Autophagieartikel, Übersicht hier). Darüber hinaus ist selbstverständlich auch die relative Position der Atmungskettenkomplexe zueinander von Bedeutung. Ein richtig toller Artikel zum Thema wurde jüngst in Cell veröffentlicht [23]. Klickt ruhig mal auf den Link und scrollt etwas in dem Dokument herum. Dort seht ihr, dass die Komplexe eine Art Superkomplex, auch als Respirasom bezeichnet bilden. Je besser die Etablierung eines solchen Respirasoms klappt, desto besser natürlich auch die Elektronenübertragung.
Wie dem auch sei. In erkennt in Abbildung 4, dass die CFS-Patienten in Sachen Reserveatmungskapazität nicht so rosig abschneiden. Fraglich ist natürlich ob dies nun die Ursache oder die Folge aus der Erkrankung ist. Zu klären ist natürlich auch, ob man dies durchaus mit der Leistungsfähigkeit korrelieren kann. Dies beantwortet die Studie leider nur unzureichend.
Grundsätzlich sind dies aber natürlich fruchtbare Ansätze zur Bewertung der zellulären Leistungsfähigkeit.
Diese Herangehensweisen können selbstverständlich noch ergänzt werden durch die Messung des Glutathiongehalts der Zelle (siehe hier Abbildung 5). Außerdem kann man die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies, sowie die anfallenden Peroxidradikale bestimmen.
Bei Patienten mit unklarem Krankheitsbild ist eine Kombination verschiedener Testungen wahrscheinlich absolut notwendig. Bei Patienten welche zum Beispiel an MELAS oder MERFF leiden (schaut nochmal in Teil 2 nach) wird eine Sequenzierung und womöglich das Krankheitsbild an sich schon Klarheit schaffen.
Das große Fragezeichen ist die therapeutische Konsequenz.
Und ich kann um ehrlich zu sein keine anschließende Antwort darauf geben. Auch solltet ihr Leuten, welche das Allheilmittel für Mito-Probleme offerieren stets kritisch gegenüberstehen. Fakt ist, dass die meisten ernstzunehmenden Publikationen zum Thema gegenwärtig entweder gar keine [24] oder nur eingeschränkte Chancen auf Heilung [11, 13, 25-28] solcher Problematiken parat haben.
Gehen wir einfach mal ein paar Möglichkeiten durch.
- Autophagie aktivieren: Gehe ich jetzt nicht näher drauf ein. Jeder Leser meines Blogs weiß mittlerweile Bescheid und allen anderen seien meine Artikel zum Thema empfohlen. Interessant in diesem Zusammenhang ist vielleicht die Tatsache, dass Erkrankungen wie LHON sich erst mit den Jahren verschlimmern [24, 29]. Bedeutet dies, dass vielleicht noch ein paar fitte Mitochondrien vorhanden sind, welche erst mit der Zeit unterliegen? Ich weiß es nicht! Trotzdem kann natürlich jeder versuchen den Supermitochondrien eine gute Plattform zu bieten. Wie das geht erfahrt ihr hier.
- Reduktion von Stress: Auch hier gehe ich nicht näher drauf ein. Erstens, weil ich es schon tausend Mal gemacht habe und zweitens, weil es jedem klar sein sollte.
- Optimale Ernährung: Dies ist etwas was wirklich schwierig werden kann. Klar, ihr solltet natürlich nur gesunde Nahrung zu euch nehmen (lest dazu meinen Artikel hier). Ob ihr aber nun eher Kohlenhydrate, Fett oder Proteine konsumieren solltet, ist eine sehr individuelle Frage [30]. Diese Frage lässt sich auch nicht sooo einfach beantworten wie es euch manche Leute vielleicht weis machen wollen. Mit dem Seahorse kann man es u.a. untersuchen (meine Zellen sind übrigens süchtig nach Zucker 😉). Versucht die optimale Ernährung für euch zu finden und konsultiert im Zweifelsfall einen Arzt oder Ernährungsberater.
Optimale Ernährung = optimale Energieproduktion = optimale Gesundheit.
Ganz einfach eigentlich!
4.Supplementierung: Hatten wir auch schon mehrfach und ihr wisst, dass ich prinzipiell außer Vitamin D nichts supplementieren würde [30].
Interessanterweise hat sich im Zusammenhang mit Koenzym Q10 (CoQ10) gezeigt, dass die Probleme von LHON-Patienten teilweise gemindert werden konnten [28]. CoQ10 ist der Elektronenüberträger zwischen Komplex III & IV der mitochondrialen Atmungskette (Abbildung 5). Selbstverständlich bildet euer Körper das selbst, vielleicht aber manchmal nicht in ausreichenden Mengen. Da es fettlöslich ist müsst ihr es entweder in einer fettlöslichen Emulsion oder mit fettreicher Kost zu euch nehmen [31]. Anscheinend ist die Supplementierung von CoQ10 unbedenklich, kann aber das Risiko für zum Beispiel inneren Blutungen, Kopfschmerzen oder Allergien erhöhen [25]. Fraglich ist natürlich ob die Bioverfügbarkeit ausreichend ist, um euch überhaupt einen Effekt zu bescheren. In diesem Zusammenhang zeigte sich, dass die Bioverfügbarkeit nicht nur stark vom Menschen selbst, sondern auch von der Darreichungsform des CoQ10 abhängt [32].
Es gibt anscheinend auch Ansätze Glutathion zu supplementieren. Ihr wisst aus Teil 1 dieser Serie, dass das Glutathion-System dafür verantwortlich ist oxidativen Stress abzupuffern. Dabei arbeitet es eng mit Vitamin C und E zusammen [33]. Ich müsste mich mit dieser Thematik nochmal eingehender befassen. Meinem bescheidenen Kenntnissen nach gibt es aber keinen Carrier für Glutathion, welche jenes in die Zellen bringen könnten. Es gibt lediglich welche, die Glutathion ausschleusen, was eine Rolle in der Entgiftung spielt [34]. Belehrt mich bitte wenn ihr es besser wisst! Nichtsdestotrotz ist es wichtig zu verstehen, dass die Bildung von Glutathion eng mit Folsäure in Zusammenhang steht [24]. Ausreichende Versorgung mit Folsäure leistet somit auch einen guten Beitrag zum Glutathion-System.
5.Weitere Maßnahmen betreffen natürlich Schlaf, Bewegung und euer allgemeines Wohlbefinden. In einem Artikel las ich auch, dass eine Steinzeit-Diät, die Therapie mit Chelatoren und irgendwelche Infrarot-Saunas helfen könnten [27]. OK, bei der Steinzeit-Diät gehe ich noch durchaus mit. Auch bei den Chelatoren kann ich noch folgen, denn diese binden u.a. Schwermetalle, welche prinzipiell oxidativen Stress verursachen könnten, auch hemmen diese eure Enzyme und machen allerlei anderen Mist. Im Falle der Infrarot-Saunas muss ich aber endgültig passen. Das wäre wohl eher etwas für einen neuen Artikel.
Ich denke das reicht jetzt zum Thema.
Hoffentlich konnte ich euch den Sinn von Mitochondrienmedizin etwas näherbringen und hoffentlich zieht ihr für euch persönlich auch ein paar Schlüsse, welche künftig das eine oder andere Problem entweder verhüten oder zumindest mindern könnte.
Damit werde ich mich auch erstmal aus dieser Thematik verabschieden. Bald kommt noch das Video von @remotehorst23 und mir, wo es nochmal abschließend um diese Themen gehen wird. Hinterher werde ich den Fokus aber erstmal auf andere Sachverhalte lenken.
Bis dahin wie immer…
Steem On!
Euer Chapper
Quellen:
- Müller-Esterl, W., Biochemie: Eine Einführung für Mediziner und Naturwissenschaftler. 2004: Spektrum Akademischer Verlag.
- Peter Karlson, D.D., Jan Koolman, Georg Fuchs, Wolfgang Gerok, Ruth Hammelehle, Karlsons Biochemie und Pathobiochemie. Vol. Auflage: 15. 2005: Thieme.
- Püschel, Taschenlehrbuch Biochemie. 2011: Thieme Verlagsgruppe.
- Hill, F.E.D.E.D., Porphyrine: Ein Ring für die Farben des Lebens. Spektrum der Wissenschaft Biologie Medizin Hirnforschung, 2019. 1/19.
- Lombardi, A.A. and J.W. Elrod, Mediating ER-mitochondrial cross-talk. Science, 2017. 358(6363): p. 591-592.
- Hirabayashi, Y., et al., ER-mitochondria tethering by PDZD8 regulates Ca(2+) dynamics in mammalian neurons. Science, 2017. 358(6363): p. 623-630.
- Booth, N.E., S. Myhill, and J. McLaren-Howard, Mitochondrial dysfunction and the pathophysiology of Myalgic Encephalomyelitis/Chronic Fatigue Syndrome (ME/CFS). Int J Clin Exp Med, 2012. 5(3): p. 208-20.
- Park, S.Y., et al., Cardiac, skeletal, and smooth muscle mitochondrial respiration: are all mitochondria created equal? Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2014. 307(3): p. H346-52.
- al., G.e., Taschenlehrbuch Physiologie. 2. Auflage ed. 2015: Thieme.
- Hill, B.G., et al., Integration of cellular bioenergetics with mitochondrial quality control and autophagy. Biol Chem, 2012. 393(12): p. 1485-1512.
- Myhill, S., N.E. Booth, and J. McLaren-Howard, Chronic fatigue syndrome and mitochondrial dysfunction. Int J Clin Exp Med, 2009. 2(1): p. 1-16.
- Kikuchi, K. and K.D. Poss, Cardiac regenerative capacity and mechanisms. Annu Rev Cell Dev Biol, 2012. 28: p. 719-41.
- Buchta, e.a., Das Hammerexamen: Repetitorium für den 2. Abschnitt der Ärztlichen Prüfung. Vol. Auflage: 2. 2008: Urban & Fischer Verlag/Elsevier GmbH.
- W. Janning, E.K., Genetik: Allgemeine Genetik - Molekulare Genetik - Entwicklungsgenetik. 2004: Georg Thieme Verlag.
- Wang, X.V., et al., Estimation of sequencing error rates in short reads. BMC Bioinformatics, 2012. 13: p. 185.
- Chacko, B.K., et al., Methods for defining distinct bioenergetic profiles in platelets, lymphocytes, monocytes, and neutrophils, and the oxidative burst from human blood. Lab Invest, 2013. 93(6): p. 690-700.
- Robin, E.D. and R. Wong, Mitochondrial DNA molecules and virtual number of mitochondria per cell in mammalian cells. J Cell Physiol, 1988. 136(3): p. 507-13.
- Tillack, K., et al., T lymphocyte priming by neutrophil extracellular traps links innate and adaptive immune responses. J Immunol, 2012. 188(7): p. 3150-9.
- Maianski, N.A., et al., Functional characterization of mitochondria in neutrophils: a role restricted to apoptosis. Cell Death Differ, 2004. 11(2): p. 143-53.
- Torti, I.C.F.G., Platelets in Neurological Disorders, in Platelets in Thrombotic and Non-Thrombotic Disorders. 2017, Springer, Cham.
- Dzeja, P. and A. Terzic, Adenylate kinase and AMP signaling networks: metabolic monitoring, signal communication and body energy sensing. Int J Mol Sci, 2009. 10(4): p. 1729-72.
- Tomas, C., et al., Cellular bioenergetics is impaired in patients with chronic fatigue syndrome. PLoS One, 2017. 12(10): p. e0186802.
- Milenkovic, D., et al., The Enigma of the Respiratory Chain Supercomplex. Cell Metab, 2017. 25(4): p. 765-776.
- Suomalainen, A. and B.J. Battersby, Mitochondrial diseases: the contribution of organelle stress responses to pathology. Nat Rev Mol Cell Biol, 2018. 19(2): p. 77-92.
- Garrido-Maraver, J., et al., Coenzyme q10 therapy. Mol Syndromol, 2014. 5(3-4): p. 187-97.
- Michalak, K., et al., Treatment of the Fluoroquinolone-Associated Disability: The Pathobiochemical Implications. Oxid Med Cell Longev, 2017. 2017: p. 8023935.
- Myhill, S., N.E. Booth, and J. McLaren-Howard, Targeting mitochondrial dysfunction in the treatment of Myalgic Encephalomyelitis/Chronic Fatigue Syndrome (ME/CFS) - a clinical audit. Int J Clin Exp Med, 2013. 6(1): p. 1-15.
- Viscomi, C., Toward a therapy for mitochondrial disease. Biochem Soc Trans, 2016. 44(5): p. 1483-1490.
- Kirches, E., LHON: Mitochondrial Mutations and More. Curr Genomics, 2011. 12(1): p. 44-54.
- Kast, B., Der Ernährungskompass: Das Fazit aller wissenschaftlichen Studien zum Thema Ernährung - Mit den 12 wichtigsten Regeln der gesunden Ernährung. 2018: C. Bertelsmann Verlag.
- Hernandez-Camacho, J.D., et al., Coenzyme Q10 Supplementation in Aging and Disease. Front Physiol, 2018. 9: p. 44.
- Lopez-Lluch, G., et al., Bioavailability of coenzyme Q10 supplements depends on carrier lipids and solubilization. Nutrition, 2019. 57: p. 133-140.
- Kalyanaraman, B., Teaching the basics of redox biology to medical and graduate students: Oxidants, antioxidants and disease mechanisms. Redox Biol, 2013. 1(1): p. 244-57.
- Ballatori, N., et al., Plasma membrane glutathione transporters and their roles in cell physiology and pathophysiology. Mol Aspects Med, 2009. 30(1-2): p. 13-28.