Mitochondrium Als Mitochondrium oder Mitochondrion wird ein Zellorganell bezeichnet, das von einer Doppelmembran umschlossen ist und eine eigene Erbsubstanz enthält, die mitochondriale DNA. Mitochondrien kommen als kugel- oder röhrenförmige Gebilde in den Zellen fast aller Eukaryoten vor, nicht aber bei Prokaryoten.

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Besonders viele Mitochondrien befinden sich in Zellen mit hohem Energieverbrauch; das sind unter anderem Muskelzellen, Nervenzellen, Sinneszellen und Eizellen. In Herzmuskelzellen erreicht der Volumenanteil von Mitochondrien 36 %.

Heute betrachten wir Mitochondrien als essentiell für die Aufrechterhaltung der Homöostase in Eukaryoten. Wenn sie ihre kritischen Aufgaben nicht erfüllen, dann ergeben sich Pathologien. Eine derzeit führende Hypothese, die den Ursachen von Diabetes, Neurodegeneration und Altern zugrunde liegt, ist der Rückgang der Mitochondrienfunktion.

Seit Mitochondrien als die kritischen Organellen der Zellen erkannt wurden, die an vielen grundlegenden homöostatischen Pfaden beteiligt sind, wurde die Ausrichtung auf diese Organelle mit diätetischen Verbindungen als eine praktikable Möglichkeit zur Vorbeugung und Behandlung verschiedener vererbter und erworbener Erkrankungen identifiziert, die mit einer mitochondrialen Dysfunktion einhergehen.

Mitochondrien sind die wichtigste zelluläre Quelle für ATP in nicht proliferierenden Zellen und tragen relativ wenig zur ATP Produktion bei, bei den Krebsarten, die einen Warburg-Phänotyp aufweisen.

Darüber hinaus sind Mitochondrien essentiell für die Redox- und Ionenhomöostase, die Biosynthese von Makromolekülen, die Erzeugung reaktiver Sauerstoffspezies, die zelluläre Signalgebung und die Apoptose.

Atmungssubstrate werden im Citratzyklus katabolisiert, um NADH und FADH2 zu erzeugen, die Donoren von Elektronen sind, die am Komplex I in die Elektronentransportkette (ETC) eintreten, um die oxidative Phosphorylierung zu initiieren.

Neuronale Mitochondrien regulieren die synaptische Physiologie und das zelluläre Überleben des Neurons. Eine Störung ihrer Funktion oder ihres Transports verursacht neurologische Erkrankungen.