“Energieräuber” – Mitochondriale Medizin

Naturheilpraxis Dr. Dirk Kuhlmann - Mitochondriale Medizin

“Energieräuber” – Mitochondriale Medizin

Die Mitochondriale Medizin (auch Mitochondrien – Medizin genannt) ist im Teilgebiet der erworbenen Mitochondriopathien inzwischen zu einer neuen und sich schnell weiterentwickelnden Disziplin der biologischen und  ganzheitlichen Medizin geworden. Dies ist maßgeblich den bahnbrechenden Aktivitäten der Forscher und Ärzte Dr. Bodo Kuklinski in Deutschland und Dr. ML. Pall in den USA zuzuschreiben und zu verdanken.

Mitochondrien – „Kraftwerke der Zelle“

Mitochondrien sind Zellorganellen (Strukturen der Körperzellen mit bestimmter Funktion), deren Hauptfunktion in der Bereitstellung von Energie in Form von Adenosintriphosphat (ATP) besteht. In jeder Körperzelle liegen Mitochondrien vor (außer in den roten Blutkörperchen). Die Anzahl der vorhandenen „Mini-Kraftwerke“ ist abhängig vom Energiebedarf der Zelle. Aktive Zellen, wie z.B. Muskel-, Leber- oder Nierenzellen, besitzen eine große Mitochondrienzahl.

Ein MitochondriMitochondriale Zelleum besteht aus einer äußeren und einer inneren Mitochondrienmembran sowie einem kleinen flüssigkeitsgefülltem Raum dazwischen. Die innere Membran enthält eine Reihe von Falten (Cristae), damit die Oberfläche für chemische Reaktionen vergrößert wird. Die von den Falten eingeschlossene flüssigkeitsgefüllte Höhle nennt man Matrix. Während die Außenmembran Poren besitzt, durch die Ionen und kleine Moleküle leicht hindurchtreten können, ist die Innenmembran nur für Stoffe mit einem zugehörigen Transportsystem passierbar. Mitochondrien sind die einzigen Zellorganellen, die eine eigene DNA besitzen. Sie werden niemals neu gebildet, sondern vermehren sich autonom durch Zellteilung. Über Ribosomen in der Matrix können sie außerdem einige Proteine für die Energieproduktion selbst herstellen.

Funktion:

Im Vergleich zu Maschinen, die man jederzeit abstellen kann, müssen wir als Lebewesen kontinuierlich „innere Arbeit“ leisten, um unseren Lebenszustand aufrecht zu erhalten. Die einzige Energiequelle, die dazu zur Verfügung steht, ist die in den Nährstoffen (Kohlenhydrate, Proteine und Fette) enthaltene potentielle chemische Energie. Ein besonders guter Energielieferant ist Glucose. Dieser Zuckerring wird im Zytosol der Zelle durch den Vorgang der Glykolyse in Pyruvat gespalten. Dabei entstehen bereits geringe Mengen ATP. Abhängig von der Menge des vorhandenen Sauerstoffs wird das Pyruvat dann entweder anaerob zu Laktat abgebaut oder es wird in das Mitochondrium eingeschleust, um dort in der sogenannten Zellatmung aerob weiter abgebaut zu werden. Der erste Schritt erfolgt in der Mitochondrienmatrix durch den Citratzyklus, bei dem Abkömmlinge des Pyruvats (Acetyl-CoA) oxidiert werden und dadurch ihre Elektronen auf einige Coenzyme (NAD+ und FDH) übertragen. Die reduzierten Coenzyme (NADH und FADH2) enthalten nun die ursprüngliche Energie. Bei diesem Vorgang entsteht u.a. auch CO2, das nun durch die Membran zurück ins Zytoplasma und von da aus ins Blut diffundiert. Die gewonnen Elektronen werden durch eine Reihe von Redoxreaktionen an der inneren Mitochondrienmembran an ein Oxidationsmittel (Sauerstoff) übergeben. Dabei entsteht Wasser. Die frei werdende Energie wird nun von der sich in der Membran befindenden ATP-Synthase genutzt, um Adenindiphosphat (ADP) mit einer weiteren Phosphatgruppe zu verbinden, sodass ATP entsteht. Im Austausch mit ADP wird ATP dann durch die Mitochondrienmembran ins Zytosol abgegeben und steht dort für energieverbrauchende Zellvorgänge zur Verfügung.

Verwertung der Glucose aus der Nahrung

Abb.: Verwertung der Glukose aus der Ernährung zur Energieproduktion (ATP), Modifiziert nach Lund-Johansen, P: J.cardiovasc. Pharmacol. 1 (1979), 487).

Benda erkannte bereits 1897:

„Das Leben einer jeden Zelle ist in den Mitochondrien verankert!“

Ursachen und Folgen:

Störungen der Mitochondrienfunktion (hier sind ausschließlich die erworbenen mitochondrialen Störungen gemeint) werden heute als mitochondriale Zytopathien und Mitochondriopathien bezeichnet.

Die Ursachen der Fehlfunktion können sehr vielfältig sein. Ein wesentlicher Aspekt betrifft die Ernährung. In Zeiten von industrieller Fertignahrung und ausgewirtschafteten Böden bietet die Nahrung meistens nicht den Nährstoff-, Mineralstoff- und Vitamingehalt, den der Körper für einen optimalen Stoffwechsel benötigt. Damit das Mitochondrium Energie produzieren kann, benötigt es nicht nur Glucose (die meistens durch den hohen Kohlenhydratkonsum im Überfluss vorhanden ist), sondern auch diverse andere Stoffe, die als sogenannte Cofaktoren u.a. im Citratzyklus wirken und die Arbeit der katabolen Enzyme ermöglichen. Hier sind besonders die B-Vitamine hervorzuheben.

Des Weiteren reicht es nicht aus, genügend Glucose zuzuführen, sondern sie muss auch den Weg bis ins Mitochondrium finden. Treten hier enzymatische Defekte auf, wie z.B. am Pyruvat-Transporter in der Mitochondrienmembran, gelangt das Pyruvat gar nicht erst in die „Energie-Fabrik“. Ebenso problematisch ist eine Funktionsstörung des Enzyms Pyruvatdehydrogenase, welches Pyruvat im Mitochondrium in Acetyl-CoA abbaut. Die Folgen sind ein Pyruvatstau, den die Zelle durch ihren anaeroben Stoffwechsel kompensiert, indem sie das Pyruvat in Laktat umwandelt. Dabei entstehen u.a. H+-Ionen, die eine pH-Wert-Verschiebung in den sauren Bereich hervorrufen. Es herrscht eine sog. Laktat-Azidose, die erneut Enzyme hemmt. Es entsteht ein Teufelskreis. Das gleiche Phänomen tritt auch auf, wenn es intrazellulär zu einem Sauerstoffmangel kommt.

Eine Störung der Mitochondrienfunktion kann auch durch verschiedene Toxine, wie z.B. Schwermetalle, Pestizide und Lösungsmittel, hervorgerufen werden, denn diese wirken u.a. als Enzymhemmer und blockieren so die ATP-Synthese. Darüber hinaus wirken die Giftstoffe als Radikale, sodass ein erhöhter Verbrauch von Antioxidantien (wie z.B. Glutathion) entsteht, welche dem Körper für weitere Stoffwechselvorgänge nicht mehr zur Verfügung stehen. Außerdem kann die mitochondriale DNA geschädigt werden, die zur Bildung defekter Enzyme führt. Blockierte oder defekte Enzyme in der inneren Mitochondrienmembran führen zu einer Anhäufung von Sauerstoffradikalen (u.a. Superoxid), was man als oxidativen Stress bezeichnet (→ “Stress in den Zellen”)

Hinzu kommt, dass die Toxine die Calciumkanäle in der Mitochondrienmembran blockieren können. Dadurch wird das intrazelluläre Calciumgleichgewicht gestört, was zu einem Potentialabfall an der Mitochondrienmambran führt und letztendlich den Zelltod einleitet. Calcium aktiviert außerdem die NO-Synthase. Dieses Enzym produziert Stickstoffmonoxid (NO) aus der Aminosäure Arginin. NO erfüllt im Körper zahlreiche nützliche Aufgaben (→ “Stress in den Zellen”). Kommt es allerdings zu einer Überproduktion, spricht man von nitrosativem Stress (oder auch Nitrostress), der pathologische Konsequenzen hat. NO besitzt eine hohe Affinität zu Eisen- und Eisensulfit-haltigen Enzymen. Diese befinden sich u.a. in der Atmungskette und werden nun gehemmt. Auch Enzyme des Citratzyklus sowie die Pyruvatdehydrogenase sind von einem hohen NO-Spiegel betroffen. Treffen nitrosativer und oxidativer Stress zusammen, kommt es zur Bildung von Peroxynitrit, welches hoch toxische Auswirkungen auf die Zelle hat und zu einem biochemischen Circulus Vitiosus (NO/ONOO-Zyklus nach Prof. Martin Pall). Außerdem reagiert es weiter zu Nitrotyrosin und Nitrophenylessigsäure, was sich insbesondere auf Neurotransmitter- und Hormonsynthese auswirkt. Um den Nitrostress zu bewältigen opfert der Organismus zahlreiche wichtige Substanzen (wie z.B. das Vitamin B12 oder Glutathion), was u.a. zu Vitamin-B12-Mangel und eingeschränkter Entgiftungsleistung führt. Für Nitrostress gibt es zahlreiche Ursachen. Insbesondere nennt Kuklinski Blockaden im Bereich der Halswirbelsäure (HWS-Syndrom), virale, bakterielle und parasitäre Infekte oder toxische Belastungen als gesicherte Auslöser. (Weitere Ursachen und Folgen von Nitrostress → “Stress in den Zellen”)

Zusammenfassung der Folgen von Mitochondriopathien nach Kuklinski:

  • Massiven Vitalstoffverlusten, v.a. zu einem chronischen Defizit an Vitamin B12
  • Verminderter Synthese von Melatonin und Gamma-Aminobuttersäure
  • Gesteigerter Bildung von toxischen Metaboliten wie Homocystein
  • Störung und Schädigung von Hirnschranken- und Nervenzellen
  • Funktionsdefiziten der Superoxiddismutase, Glutathion-S-Transferasen, Cytochrom-P450-Enzyme
  • Anlagerung von Citrullin oder Peroxinitrit an Eiweiße (u.a. Tryptophan, Tyrosin), die dadurch als Antigene wirken
  • Gesteigerter Entzündungsbereitschaft (Entzündungen erhöhen wiederum den nitrosativen Stress) und in der Folge zu Störungen auf Multiorganebene.

Der Prozess der Energiegewinnung erfordert hunderte von biochemischen Reaktionen (Atmungskette, Citratzyklus u.a.) und muss kontinuierlich und störungsfrei laufen, um die Energieversorgung des ganzen Körpers zu gewährleisten. Schon kleinste dauerhafte Störungen dieses Prozesses führen zu einem wesentlichen Energiemangel. Dem Körper wird zu wenig ATP für seine zahlreichen Stoffwechselprozesse zur Verfügung gestellt, sodass es hier zu massiven Leistungseinschränkungen kommt. Insbesondere die mitochondrienreichen Zellen, wie Muskel-, Nerven-, Sinnes- und Eizellen sowie Zellen der Darmschleimhaut und des Immunsystems sind hier betroffen. Zum Beispiel können Nervenzellen die Reizweiterleitung nicht mehr optimal ausführen, da diese vom Membranpotenzial abhängt, welches u.a. durch die ATP-abhängige Na+/K+-ATPase erzeugt wird. Ebenso können Fehlleistungen im Hormon-, Immun- oder Herz-Kreislauf-System entstehen, die dann in der Folge zu weiteren Erkrankungen, wie z.B. Allergien, Diabetes oder Krebs führen können.

Durch die großflächige Einschränkung wichtiger Körperfunktion wird die Entstehung von sogenannten „Multisystemerkrankungen“ begünstigt, wie z.B. das chronische Erschöpfungssyndrom (CFS).

Symptome:

Stark beeinträchtigtes Allgemeinbefinden:

  • Chronische Müdigkeit
  • Erschöpfung
  • Starker Leistungsabfall
  • Konzentrationsstörungen
  • Migräne
  • Depressionen
  • Tinnitus

Störungen des Immunsystems:

  • Extreme Erschöpfung nach therapierten Infekten (viral oder bakteriell)
  • Extreme Erschöpfung im Rahmen eines persistierenden Infektes (insbesondere chronische Borreliose oder EBV)
  • Ausgeprägte Infektanfälligkeit
  • Allergien

Stoffwechselstörungen:

Vitamin B12-Mangelsymptome:

  • Anämie, Neurologische Symptome (Gangunsicherheit, Parästhesien, Verwirrung, Gedächtnisschwäche, Psychosen), Glossitis, Gastritis, Obstipation, Arteriosklerose

Cholesterinstoffwechselstörung:

  • Fettstühle, Gallensteine, verminderte Sexualhormonbildung, Arteriosklerose
  • Schilddrüsenunterfunktion: Hypotonie, Leistungsschwäche, Gewichtszunahme trotz verminderten Appetits, Verstopfung

Verminderte Katecholaminsynthese:

  • Hypotonie, Durchblutungsstörungen, Parkinsonähnliche Symptome
  • Herabgesetzte Tryptophan-/Melatoninbildung: Schlafstörungen

Neurologische Erkrankungen:

Verminderte Dopaminsynthese:

  • Parkinsonähnliche Symptome

Verminderte Tryptophan/Serotoninbildung:

  • Depressionen, Angstzustände, Anstieg der Schmerzschwelle

Störungen des Bewegungsapparates:

  • HWS-Syndrom
  • Chronische Entzündung von Gelenken oder Wirbelsäule

Herabgesetzte Entgiftungsfunktionen:

  • Infektanfälligkeit
  • Atemwegserkrankungen
  • Kreislaufstörungen
  • Nierenfunktionsstörung

Diagnostik:

Um Hinweise auf eine mögliche bestehende Mitochondriopathie zu erhalten gibt es verschiedene diagnostische Methoden. In meiner Praxis nutze ich u.a. die Möglichkeit über eine Blutprobe das intrazelluläre ATP zu messen. Da eine Störung der Mitochondrienfunktion häufig mit einer Laktat-Azidose einhergeht, kann auch die Bestimmung des Laktat/Pyruvat-Verhältnisses aufschlussreich sein. Einen deutlichen Hinweis gibt aber die Messung des Nitrostresses im Körper. Marker dafür sind Citrullin, Methylmalonsäure und Nitrophenylessigsäure. Aber nicht nur spezifische Laborparameter, sondern auch die Untersuchung des Bewegungsapparates kann Hinweise auf erhöhten Nitrostress und somit eine Mitochondrienstörung geben.

Therapie:

Da es sich bei Mitochondriopathien meist um eine Multisystemerkrankung handelt, ist folglich auch das Therapiekonzept sehr unterschiedlich und auf mehreren Säulen aufgebaut. Im Vordergrund steht zunächst die Reduzierung der auslösenden Faktoren für die überhöhte Stickoxidbildung sowie der mitochondrialen NO-Belastung. und insbesodere der Ausgleich des Vitalstoff- und Antioxidantienmangels. Dies geschieht anfänglich in der Regel mit entsprechenden Injektionen und/oder Infusionen. Auch eine Ernährungsumstellung spielt eine wesentliche Rolle des Therapiekonzeptes sowie die osteopathische Behandlung der Wirbelsäule bei festgestellten Blockaden.

Nach Bedarf wird die Supplementierung von Mikronährstoffen ergänzt mit der noch sehr neuen Intervall-Hypoxie-Therapie (IHT) (auch intermittierende-Hypoxie-Therapie (IHHT) oder Höhenluft-Training genannt). Durch wechselweises Atmen von tief – und hochdosiertem Sauerstoff, d.h. Simulation von Berg-/Höhenluft und Normalluft,  unter Herz- und Sauerstoffkontrolle (Biofeedback) wird die Eliminierung geschädigter Mitochondrien aktiviert. Intakte Mitochondrien werden zur Vermehrung angeregt.

Weitere Informationen zu den Therapien:

Literatur:

Kuklinski, B. (2004a) Kryptopyrrolurie, nitrosativer Stress und Mitochondropathie. Diagnostik- und Therapiezentrum für umweltmedizinische Erkrankungen, Rostock
Kuklinski. B. (2004a) Praxisrelevanz des nitrosativen Stresses. Diagnostik- und Therapiezentrum für umweltmedizinische Erkrankungen, Rostock
Kuklinski, B. (2003) Das HWS-Trauma, Ursachen, Diagnose und Therapie, Aurum 3. Aufl. 2008
Fachbroschüre 0030, Nitrostress, Ganzimmun Labor für funktionelle Medizin AG,  Mainz, 2009
S. Myhill, N. E. Booth, J. McLaren-Howard (2009):
Chronic fatique syndrom and mitochondrial dysfunktion. Inst. J. Clin. Exp. Med. 2, 1-16
Pall. ML. (2007) Explaining unexplained illness. New York, London, Harrington Park Press
Warnke, U. (2007) Nitrosativer Stress – eine neue Volkskrankheit? Verein zur Hilfe   umweltbedingt Erkrankter e.V.
Kersten, W.: Paradigmenwechsel im Verständnis chronischer Zivilisationskrankheiten Komplement. integr. Med. · 04/2009

Orandum est ut sit mens sana in corpore sano

(Wir müssen für einen gesunden Geist in einem gesunden Körper beten)

- Juvenal, Satura X / 356 -