Mitochondrien - "Die Energiekraftwerke"
Der Energiegewinnungsprozess in den Mitochondrien - Citratzyklus und Atmungskette - ist ein hochkomplexer Vorgang, an dessen Ende die Gewinnung unseres universellen Energiemoleküls steht:
- Adenosin-tri-Phosphat (ATP)
Hierzu werden einerseits Brennstoffe benötigt (vor allem Fette und Kohlenhydrate), Proteine und andererseits Funktions- und Transportstoffe (Vitamine, Mineralstoffe und Spurenelemente), um den Prozess anzuwerfen und am Laufen zu halten. Dafür sind eine Reihe von Mikronährstoffen unverzichtbar:
Vitamin B1, B2, B3, B6 und B12, Coenzym Q10, alpha-Liponsäure, Vitamin C, D und E, Biotin, Carnitin, Calcium, Magnesium, Eisen, Schwefel, Mangan, Kupfer, Zink, Selen und Omega-3-Fettsäuren.
Wie bei jedem Produktionsprozess entstehen auch hier natürlicherweise "Abfälle".
In den Mitochondrien handelt es sich dabei um Sauerstoffradikale, sog. ROS (= Reaktive-Oxygen (Sauerstoff)-Spezies), vor allem:
- Superoxid,
- das Hydroxylradikal
- und Wasserstoffperoxid
Mitochondrien sind hochempfindlich gegen solche Radikale. Zum Glück gibt es ein effektives Schutzsystem verschiedener Enzyme und Antioxidantien, das diese ROS zu völlig ungefährlichem Wasser abbaut.
Mitochondrien brauchen besonderen Schutz
Entstehen aber z.B. durch anhaltenden physischen oder psychischen Stress, Belastungen durch Umweltgifte, Traumata, falsche Ernährungsweise o.ä. (siehe Ursachen) unphysiologisch hohe Energieanforderungen an die Mitochondrien und als Folge mehr ROS, als von den Schutzsystemen abgefangen werden können, spricht man von "Oxidativem Stress". Das normalerweise im Körper gegebene, sensible Gleichgewicht zwischen reduktiven und oxidativen Prozessen geht verloren.
Oxidativer Stress
bezeichnet die erste Stufe einer beginnenden Fehlfunktion der Mitochondrien (mitochondriale Dysfunktion). Es kommt vermehrt zu Fehlern in der Energieproduktion und damit zu einem Abfall der Energiebereitstellung in den betroffenen Zellen.
Das System funktioniert nicht mehr einwandfrei.
Werden die Ursachen nicht diagnostiziert und deshalb nicht ausgeschaltet oder zumindest zurückgedrängt, geraten die Mitochondrien in "Alarmzustand". Sie beginnen mit der Bildung eines weiteren Radikals: Stickstoffmonoxid (NO)...
Nitrosativer Stress
bezeichnet eine weitere Stufe der sich ausbreitenden Fehlfunktion der Mitochondrien.
Stickstoffmonoxid (NO) kann von allen Zellen des Körpers gebildet werden. Da das Molekül sehr klein ist, ist es problemlos in der Lage, biologische Membranen zu durchschreiten und sich rasch im Körper zu verbreiten.
Im gesunden Organismus erfüllt Stickstoffmonoxid (NO) vielfältige und wichtige Aufgaben: Es reguliert die Entspannung der Blutgefäße (Blutdrucksenkung) und des Darmtraktes, initiiert als Teil des Immunsystems Entzündungsreaktionen, tötet Bakterien, Parasiten und Viren, fungiert als Botenstoff im Gehirn oder reguliert den Sauerstoffverbrauch der Zellen, deren Reifung und deren gezieltes Absterben (Apoptose).
Wird Stickstoffmonoxid (NO) immer wiederkehrend oder gar dauerhaft in unphysiologisch hohen Mengen gebildet (siehe Ursachen), können enorme Schädigungen entstehen. NO verbraucht massiv eine Reihe von Vitaminen, die für die Energiegewinnung unverzichtbar sind und/oder antioxidative Funktion besitzen: Coenzym Q10, alle B-Vitamine, vor allem Vitamin B1, B6 und B12, Alpha-Liponsäure und Vitamin D.
Es reagiert gerne und schnell mit Eisen, Selen, Kupfer, Mangan, Kobalt und Molybdän; Spurenelemente, die häufig von den mitochondrialen Enzymen gebraucht werden. Zuviel NO hemmt all diese Enzyme und damit die Atmungskette. Fatalerweise gehören dazu auch die Enzyme des oxidativen Schutzsystems. Die Mitochondrien beginnen, sich zu "Radikalengeneratoren" zu entwickeln. Stickstoffmonoxid hemmt auch das Enzym, das Cholesterin abbaut. Zuviel NO führt also zu einer Erhöhung des Cholesterinspiegels!
Viel Stickstoffmonoxid bedeutet wenig Energie für Körper und Gehirn, schnelle Erschöpfung, Konzentrationsmängel, Muskelschwäche, hoher Schlafbedarf, der jedoch ohne Erholung ist, Schmerzen (siehe Symptomatik).
Stickstoffmonoxid induziert eine Entzündungskaskade (über NF-kB-Aktivierung) und eine verstärkte Freisetzung von Entzündungszytokinen. Die Entzündungszellen bilden als Abwehrmaßnahme wiederum Superoxid, Wasserstoffperoxid und Stickstoffmonoxid. Ein verhängnisvoller Kreislauf schaukelt sich auf:
Der NO/ONOO- Zyklus
Stickstoffmonoxid neigt stark dazu, mit Superoxid zu reagieren und eine hochtoxische Substanz zu bilden:
- Peroxinitrit.
Peroxinitrit greift gnadenlos Enzyme und Aminosäuren an und nimmt damit Einfluss auf alle Vorgänge im Körper: Das Hormonsystem, das Nervensystem, das Immunsystem. Hemmt bzw. oxidiert Stickstoffmonoxid Enzyme, Aminosäuren, Vitamine, Mineralien und Spurenelemente reversibel, so tut Peroxinitrit dies irreversibel.
Stickstoffmonoxid (NO) schädigt, Peroxinitrit (ONOO-) zerstört!
Leider ist die Liste der schädigenden Mechanismen von Stickstoffmonoxid und Peroxinitrit lang. Hier nur ein Auszug:
- Blockade mitochondrialer Enzyme mit der Folge abnehmender Energiegewinnung in den Mitochondrien bei gleichzeitiger Übersäuerung des umliegenden Gewebes (Pyruvat-Laktat-Ratio)
- Im weiteren Verlauf irreversible Hemmung der Cytochrom C-Oxidase und anderer Enzyme mit Schädigung der Strukturen des mitochondrialen Genoms
- Aktivierung von Entzündungsbotenstoffen des Immunsystems mit daraus resultierenden Entzündungen an Gelenken, Muskeln und Sehnen
- Nitrosierung aromatischer Aminosäuren wie Tryptophan und Thyrosin, Vorstufen für die Neurotransmitter (z.B. Serotonin, Dopamin, Noradrenalin, Adrenalin) und Hormone (z.B. Melatonin, Thyroxin)
- Gesteigerte Bildung von krebserregenden Nitrosaminen
- Störung des Cholesterinstoffwechsels durch Hemmung des Cholesterin-abbauenden Enzyms (7-alpha-Hydroxylase)
- Störung der Steroidhormonsynthese (Sexualhormone und Corticosteroide der Nebennierenrinde)
- Hemmung der oxidativen Schutzsysteme (SOD, Glutathion-Px), von Eisen-Schwefel-Clustern und Hämproteinen
- Massiver Verbrauch (Oxidation und Peroxidation) von Vitaminen, Mineralien und Spurenelementen in deren Funktion als Antioxidantien oder als Bestandteile von Enzymkomplexen
- u.v.a.