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Mitochondriale Medizin

Fachartikel zu Mitochondriale Medizin

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In den letzten Jahren hat die kontinuierliche Erforschung der zellulären Mechanismen, die den Alterungsprozess steuern, bedeutende Fortschritte gemacht. Ein Bereich, der zunehmend Aufmerksamkeit erregt, ist die Mitophagie, ein selektiver Autophagieprozess, der beschädigte Mitochondrien abbaut und recycelt. Diese zelluläre Qualitätskontrolle ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der zellulären Gesundheit und hat direkte Implikationen die Prävention altersbedingter Erkrankungen und für die Langlebigkeit. Die in 'Nature Communications' veröffentlichte Studie untersucht den Zusammenhang zwischen Mitophagie und der durch zelluläre DNA ausgelösten Entzündungsreaktion im Kontext des Alterungsprozesses. Das Ziel der Studie ist es, ein tieferes Verständnis für die Rolle der Mitophagie bei der Regulierung altersbedingter Entzündungsprozesse zu erlangen und ihr potenzielles therapeutisches Potenzial zur Verbesserung der Gesundheitsspanne, der 'Health span' zu erforschen.
Hintergrund und RelevanzMit zunehmendem Alter nimmt die Fähigkeit der Zellen zur Autophagie ab. Autophagie ist ein Prozess, der für die Zellerneuerung und den Schutz vor altersbedingten Schäden wesentlich ist. Die Abnahme beeinträchtigt die zelluläre Funktion und fördert die Akkumulation von besc...
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Mitochondriale Dysfunktionen sind bereits als Ursache nahezu aller chronischen Krankheiten bekannt. Die zugrundeliegenden Mechanismen und die Behandlungsmöglichkeiten werden inzwischen immer besser verstanden. So kann die mitochondriale Biogenese stimuliert und die Mitochondrienqualität unter anderem durch Mitophagie aktiv aufrechterhalten werden. Selbst die Apoptose zur Eliminierung geschädigter Zellen wird von den Mitochondrien eingeleitet.

goldstandard
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Chronische Krankheiten aufgrund von Stoffwechselstörungen stellen inzwischen weltweit eine große Herausforderung für die Gesundheitsversorgung dar. Der heutige bewegungsarme Lebensstil und der Verzehr preisgünstiger, kalorienreicher Lebensmittel sind wesentliche Risikofaktoren für chronische Krankheiten, die das Gesundheitssystem zunehmend vor Herausforderungen stellen, insbesondere im Hinblick auf Diagnose und Management [1]. Die Definition der energetischen Gesundheit ist im 21. Jahrhundert zu einer Notwendigkeit für die Gesundheitsversorgung geworden [1, 2].

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Mitochondrien sind in jeder eukaryotischen Körperzelle zu finden. Sie erzeugen durch die Atmungskette unter Verbrauch von Sauerstoff, Zucker und Phosphat den universellen Energieträger ATP. Störungen der Mitochondrienfunktion (Mitochondriopathien) und damit der ATP-Produktion können primär vorliegen (genetische Disposition) oder sekundär verursacht sein. Wir können somit zwischen Mitochondriopathien und der viel häufiger auftretenden mitochondrialen Dysfunktion unterscheiden.

mitochondrien mikrokosmos
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Die wissenschaftlichen Erkenntnisse über die Mitochondrien nehmen exponentiell zu. Mitochondrieales Wissen gewinnt zunehmend einen festen Stellenwert in der klassischen kurativen Schul- und Standardmedizin, der primären und der sekundären Prävention und in der Anti-Aging Medizin im Sinne von Michael Roizen (20) und Aubrey De Grey (2).
Herkunft und Evolution der Mitochondrien beschreibt die heute allgemein anerkannte Endosymbiontentheorie zur Entstehung eukaryotischer Zellen, die sich charakterisieren durch intrazelluläre von einer Membran umschlossene Zellorganellen. Zu diesen gehören die Mitochondrien mit den letzten Geheimnissen ihrer bakteriellen Herkunft. Dazu ist ein Urbakterium Archaeon zunächst eine Symbiose mit einem α-Proteobakterium, einem aeroben Prokaryonten, der schon einen eigenen Sauerstoffverwertungsapparat zu eigen hatte, eingegangen. Die Ursprungsorganellen der Mitochondrien sind die aeroben Prokaryoten, aerobe Bakterien die der Hypothese nach bei ihrer Endocytobiose in die Archaeen, den späteren eukaryoten Zellen, zu ihrer eigenen separaten inneren Membran mit den typischen prokaryotischen Eigenschaften eine zweite äußere Membran erhalten. Das aufgenommene aerobe Bakterium wird nicht einer intrazellulären Verdauung zugeführt, sondern behauptet sich dauerhaft im Cytoplasma. Es versorgt als Endosymbiont die Wirtszelle, die von einer zweiten Membran umgeben ist, mit der Universalwährung des Lebens, nämlich Adenosintriphosphat (ATP), um seinen eigenen Stoffwechsel durchzuführen.

3d Rendering of Mitochondria - realistic illustration on red background
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Unsere Mitochondrien sind der Dreh- und ­Wendepunkt unseres ­körperlichen Lebens. Sie bestimmen quasi unsere Lebensenergie und sind die Kraftwerke in unseren Zellen. In jeder Zelle sind zwischen 500 und 100.000 Mitochondrien beheimatet. Unser Herz besteht zu ca. 36 % aus Mitochondrien. Diese ­sollten funktionieren und sind als eigenständige Organelle einzuordnen.

intermittierendes höhendtraining
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Intermittierendes Hypoxie Training (IHT) hat sich zu einem festen Bestandteil vieler Arztpraxen entwickelt. Es wird für seine gesundheitsfördernden Effekte sowohl zur adjuvanten Therapie chronischer Erkrankungen als auch als essenzieller Bestandteil der Präventionsmedizin geschätzt. Ziel dabei ist die unspezifische Erhöhung der körperlichen Widerstandsfähigkeit durch gezielte Mitophagie geschädigter Mitochondrien sowie Optimierung der zellulären Atmung.

Die oxidative Schädigung mitochondrialer DNA (mtDNA), die zu der sogenannten mitochondrialen Dysfunktion führt, ist einer der Hauptfaktoren menschlichen Alterns und der Entstehung chronischer Erkrankungen [1]. Eine kontinuierliche Erneuerung der Mitochondrien (Mitophagie und Mitogenese) kann den oxidativen Stress verringern, die Effizienz des oxidativen Stoffwechsels erhöhen, den Alterungsprozess verlangsamen und die Entwicklung altersbedingter Krankheiten verhindern und/oder verzögern [2]. Zur Entwicklung der mitochondrialen Dysfunktion tragen vor allem hyperkalorische, prozessierte Nahrung, eine chronisch inflammatorische Grundsituation, chronisch metabolische Azidose und Regulationsstörungen des Autonomen Vegetativen Nervensystems bei [3, 4]. Dies führt zu einer Dysregulation des Gesamtsystems mit einer unzureichenden Energieproduktion trotz ausreichend vorhandenen Sauerstoffs (Warburg-Syndrom) [5].

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