Mitochondrien: Struktur und Rolle bei der Zellatmung

Mitochondriale Architektur

• Außenmembran: Porine erlaubten den Durchgang kleiner Moleküle.
• Intermembranraum: Protonengradient-Reservoir.
• Innenmembran: Undurchlässig; beherbergt ETC-Komplexe I–IV, ATP-Synthase. Gefaltet in Cristae → ↑Oberfläche.
• Matrix: Krebs-Zyklus-Enzyme, mtDNA, Ribosomen, Ca²⁺-Pufferung.

Atmungsstadien

1. Glykolyse: Zytosol → Pyruvat (2 ATP, 2 NADH).
2. Pyruvat-Oxidation: Matrix → Acetyl-CoA + CO₂ + NADH.
3. Krebs-Zyklus: Matrix → 2 ATP (GTP), 6 NADH, 2 FADH₂ pro Glukose.
4. Oxidative Phosphorylierung: Innenmembran. ETC pumpt H⁺ → Gradient → ATP-Synthase macht ~26–28 ATP.

Gesamtertrag

~30–32 ATP pro Glukose. Mitochondrien = „Kraftwerke“. Dysfunktion liegt metabolischen, neurodegenerativen und altersbedingten Erkrankungen zugrunde.