Buchkritik: Mitochondria and the Future of Medicine von Lee Know (ND)

By | 9. Januar 2019
Buchcover: Mitochondria and the Future of medicine

Buchcover: Mitochondria and the Future of medicine

Das Mitochondrien, die ‘Energiekraftwerke’ in unseren Zellen – welche den universellen Energieträger ATP produzieren, entscheidend für unsere Energie & Gesundheit sind ist mir spätestens nach dem Lesen von Dr. Jack Kruse und Videos des Mitochondrien-Forschers Dr. Douglas Wallace klar.

Wenn es auf dieser ‘tiefsten Ebene’ unseres Energie- und Zellstoffwechsels Problem gibt, z.B. durch das Fehlen von genug CoEnzym Q10 oder dem entstehen von freien Radikalen & Co., dann kann das die ‘ursächliche Ursache’ von vielen Krankheiten (-> Mitochondriopathie) sein – welche kaum jemand auf dem Radar hat.

Kompakter Einstieg in Mitochondrien, Citrat-Zyklus, ETC & Co.

Das vorliegende Buch ist sehr aktuell (Februar 2018) und beleuchtet in unter 200 Seiten drei Kernaspekte in Bezug auf Mitochondrien:

  • Funktionsweise, Herkunft & Evolution, u.a. Citrat-Zyklus, Elektronentransport-Kette (ETC) im Detail, ATP-Produktion & ATP-Synthase, Adenylat-Kinease, Radikalenbildung, sowie vielfältige Störungen und ihre Auswirkungen.
    • Ohne das versteht man kaum was die Supplemente eigentliche bewirken sollen…
  • Krankheiten und Erkrankungen die mitochondrial vermittelt sind bzw. mit einer Fehlfunktion der Energieproduktion in den Mitochondrien zusammenhängen (oder einhergehen).
    • Und das sind ganz schön viele… eigentlich alles Symptome einer Dysfunktion der ‘Mitos’.
  • Supplemente, welche die Mitochondrien bzw. die Energieproduktion und den Metabolismus (in bestimmten Situationen) unterstützen können. Hier insbesondere Q10, D-Ribose, verschiedene B-Vitamine, Kreatin, Carnitin, PPQ, Eisen, ALA, Magnesium.
    • Für mich teils sehr spannende Einsichten, basierend auf sehr vielen Studien im Anhang des Buches.

Das Buch spricht aus meiner Sicht dabei alle Menschen an, welche a) tiefer in die Materie aus mtDNA, Elektronentransportkette (ETC) und Citrat-Zyklus einsteigen möchten, b) den Zusammenhang zwischen verschiedenen Krankheiten (u.a. Herz, Erschöpfung/CFS, Depressionen/Gehirn, Augen, Krebs, etc.) und Mitochondrien verstehen möchten und/oder c) wissen möchten welche Supplemente in Bezug auf eine optimale Funktion der Mitochondrien Beitragen (können).

So habe ich nun endlich genau verstanden, was CoEnzym Q10 wirklich in der Elektronentransportkette macht – und welche (unschönen) Folgen ein Mangel haben kann. Auch der ATP-Stoffwechsel ist mit deutlich klarer geworden – und welche Rolle hier insbesondere ein Mangel an D-Ribose spielt.

Zum Autor Lee Know ND

Lee Know wurde auf Mitochondrien aufmerksam, als er in der kanadischen Supplemente-Industrie gearbeitete hatte und Präsentationen zu CoEnzym Q10 geben musste – was vom Gesundheitssektor (u.a. Kliniken) verstärkt nachgefragt wurde. Seiner Aussage nach beschäftigt er sich mit dem Thema und den Studien schon seit vielen Jahren.

Wer das von Ihm selber hören möchte und vor dem tieferen Einstieg in das Buch und dieses Beitrag das wesentliche auf der Tonspur hören möchte (z.B. beim Kochen, im Garten, auf der Reise, etc.) dem empfehle ich zwei recht aktuelle Podcasts mit Know zu diesem Buch [1][2].

Zum Buch & Inhaltsverzeichnis

Das Buch lässt sich mit seinen 180 Seiten Text locker lesen, ist recht klar gegliedert und unterteilt sich in drei Sektionen:

  • Kapitel 1: Einführung in die Thematik, Mitochondrien, ETC, ATP-Synthase, etc.
  • Kapitel 2: Übersicht über mitochondrial vermittelte/beeinflusste Krankheiten
  • Kapitel 3: Supplemente mit mitochondrialer Wirkung

Die Schilderungen & Beispiele des Autors waren für mich plastisch, haben gut an mein Basiswissen angekoppelt und mir viele offene Fragen beantwortet – gerade im Hinblick auf das erste Kapitel in Bezug auf die ETC und den Citrat-Zyklus. Die Übersicht der mitochondrial verursachten bzw. beeinflussten Krankheiten ließt sich sehr prominent – und wird mit weiteren Details zur ATP-Energiesynthese eingeleitet. Das letzte Kapitel fand ich dann noch mal sehr spannend, weil es nochmals klar macht warum und wie verschiedene Supplemente auf den energetischen Stoffwechsel wirken. Einiges davon steht zwar schon in den einzelnen Kapiteln – jedoch ist diese Sektion fürs Nachschlagen deutlich praktischer.

Das ganze wird zwar durch viele Referenzen ergänzt, welche der Autor pro Kapitel an gibt, jedoch werden diese in Bezug auf Aussagen im Buch-Text nicht eindeutig referenziert. Es ist/war für mich somit nicht (einfach) möglich eine Aussage des Autors in Bezug zu einer konkreten Quelle bzw. Studie zu setzten.

Das Buch im Detail

Im Folgenden werde ich die für mich interessanten Stellen des Buches in ‘hier gewohnter’ Art zusammenfassen. Das ganze ist recht lang – kann in vielen Fällen jedoch das aufwändige Lesen des Buches sparen und ermöglicht auch Menschen die kein Englisch lesen können an den (für mich) wichtigen Informationen aus dem Buch zu partizipieren.

Kapitel 1 / CHAPTER ONE

The Force: The Origins and Evolution of Mitochondria in Human Physiology

In Analogie zu den ‘Midi-Chlorians’ der ‘Macht’ bei Star-Wars werden die Mitochondrien eingeführt – den Kraftwerken unserer eukaryontischen Zellen. Mitochondrien sind Organellen, welche ihre eigene DNA (mtDNA) haben und je nach Zellenart zu Hunderten oder sogar Tausendfach in diesen vorkommen. Da die Mitochondrien ca. 5-10 Kopien Ihrer DNA haben – und nicht nur zwei wie die Zell-DNA (nDNA), spielt dieser Umstand auch in der Kriminalistik eine Rolle.

Allerdings ist der Schutz der mtDNA (dazu später noch mehr) nicht sehr gut, so das hier schneller Mutationen entstehen können als in der nDNA. So wird aktuell vermutet, das ein Großteil der Krankheiten seinen Auslöser in Defekten der mtDNA bzw. der (Fehl-) Funktion der Mitochondrien hat (-> siehe auch Douglas Wallace). Eine wichtige Rolle spielen hier die freien Radikale.

Let’s Review Some Cell Biology

Hier wird die Struktur der Mitochondrien besprochen, welche von Bakterien abstammen. Dann wird die unterschiedliche Art wie die mt- und nDNA organisiert ist besprochen. So ist die DNA in den Zellen besser ‘abgesichert’ als in den Mitochondrien (-> Histone, etc.).

The Evolution of the Eukaryotic Cell

Hier wird tiefer in die Verbindung von Mitochondrien (welche wohl mal Bakterien waren) als Symbiont unserer Zellen eingegangen. Das ganze ist wohl vor ca. 2 Milliarden Jahren passiert und stellte wohl den zentralen Schritt zu allem heutigen höher entwickeltem Leben dar. Eukaryontische Zellen unterscheiden sich dann insb. in Größe, dem Nukleus und der Größe des Genoms von den Bakterien. Wo Bakterien ‘brutal effizient’ sind, leisten sich unsere Zellen einiges an Komplexität und Redundanz, was natürlich Energie kostet (u.a. Zellteilung). So erzeugt die Verbindung von Mitochondrien mit den Zellen wohl ca. 15 mal soviel Energie als wenn dies ohne die ersteren passieren würde.

Mitochondria: They Are the Force

Der Prozess der Energiebereitstellung der Mitochondrien wird auch (Aerobe) Zellatmung genannt. Interessant: Bezogen auf das Gewicht produzieren wir wohl 10.000 mal soviel Energie wie die Sonne [3]. Dabei haben die metabolisch aktiven Zellen (u.a. Herz, Muskeln und Gehirn) mehr Mitochondrien – als der Rest. Eizellen haben dann sogar ca. 100.000 Mitos und insgesamt machen Sie ca. 10% des Körpergewichtes aus!

The Basics of Mitochondria

Mitochondria. Quelle: Wikipedia. Lizenz: Gemeinfrei

Im Unterschied zu Bakterien trennt die Mitos keine Zellwand, sondern eine Zell-Membran. Im Inneren gibt es ebenfalls eine Membran, welche jedoch gefaltet ist und somit mehr Oberfläche bietet. Auf (und in) dieser Membran wird dann die Energie mittels der Elektronentransportkette (ETC) produziert. Innerhalb der inneren Membran befinden sich dann die Enzyme des Citrat-Zyklus (TCA), welcher NADH (reduziertes NAD) und FADH2 (reduziertes FAD) produziert – beides Eingangsstoffe für die ETC.

The Basics of Cellular Respiration and Oxidative Phosphorylation

Die Mitochondrien sind der einzige Platz im Körper wo Sauerstoff (O2) mit den Molekülen aus der Nahrung kombiniert werden kann um Energie zu produzieren. Um das alles zu verstehen hilft ein kurzer Einstieg in den Glukose-Metabolismus, Glykolyse genannt. Letztere wird im Cytosol (Zellwasser) zu Pyruvate gewandelt und dann innerhalb der Matrix der Mitos zu Acetyl-CoA (aktivierter Essigsäurerest, CH3CO) konvertiert. Alternativ können auch Fettsäuren zu Acetyl-CoA konvertiert werden.

AcetylCoA ist dann der Start des Citrat-Zyklus, welcher CO2 (‘Abgas’) sowie NADH und FADH2 Produziert. Danach folgt die oxidative Phosphorylierung welche in der inneren Membran der Mitochondrien stattfindet. NADH und FADH2 werden in der ETC schlussendlich mit O2 reagiert, wobei Wasser (H2O) entsteht. Mit jedem Schritt in der ETC wird Energie freigesetzt was benutzt wird Protonen (Wasserstoff-Atome) von der Matrix zur äußeren Membran der Mitos zu ‘pumpen’. Die hohe Konzentration von Protonen (Gradient) stellt dann eine Form von potentieller Energie dar, welche final in der Synthese von ATP (unserem Universalbrennstoff) wichtig ist.

Letztendlich treibt alles was wir essen genau diesen Prozess an oder liefert die Baustoffe für mehr Zellen & Mitochondrien (-> Aminosäuren).

A Game of Hot Potato: The Electron Transport Chain (ETC)

Dieser wichtige und grundlegende Abschnitt ist im Buch gut bebildert. Die Einführungen bei Wikipedia & Co. fand ich im Vergleich immer zu unvollständig – andere zu kompliziert. Alleine dafür hat sich dieses Buch schon für mich gelohnt. Ich gebe folgend nur eine arg verkürzte Version des Buches wieder, wobei ich für die anschaulichen Illustrationen des Buches auf Vorlesungsfolien der Uni Göttingen [4] verweisen möchte.

Die ETC unterteilt sich nach aktuellem Wissenstand in 4 Komplexe, wobei 3 davon so-genannte Protonenpumpen (H+) sind. Hier mal das grobe Ablaufschema:

  • Complex I (NADH dehydrogenase)
    • akzeptiert zwei Elektronen von NADH und überträgt sie auf Ubiquinon (oxidiertes Coenzym Q10).
    • dadurch wird das Q10 zu Ubiquinol (QH2‘reduziert’ und 4 Protonen (H+) über die Membran gepumpt,
    • was einen Protonen-Gradienten entstehen lässt.
  • Complex II (Succinat dehydrogenase)
    • pumpt keine Protonen,
    • überträgt jedoch ebenfalls Elektronen von Succinat auf Q10 (via FADH2) sowie
    • Elektronen von anderen Donatoren wie Fettsäuren.
  • Complex III (Cytochrome-c-Reduktase)
    • ist dann der Empfänger der Elektronen die Q10 transportiert.
    • Dabei wird das Q10 wieder zu Ubiquinon oxidiert, wobei 4 Protonen frei werden (-> Gradient)
    • und schiebt die Elektronen dann nach Cytochrom C (Protein, Elektronentransporter).
  • Complex IV (Cytochrome-c-Oxidase)
    • empfängt dann wiederum (vier) Elektronen von Cytochrom C und macht aus den
    • Elektronen, zwei Wasserstoff-Ionen (H+) und Sauerstoff (O) dann Wasser (H2O),
    • wobei noch mal 4 Protonen zum Gradienten gepumpt werden.

Das ‘Problem’: Die Passage der Elektronen ist nicht immer zu 100% Effizient – ab und zu verirrt sich mal ein Elektron und reagiert dann mit Sauerstoff zu Superoxid, einem so genannten (ungutem) freiem Radikal – was zu oxidativem Stress führt. So sind die Mitochondrien dann auch der Ort, wo am meisten freie Radikale im Körper ‘produziert’ werden – was ein wichtiger Aspekt beim Altern darstellt.

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