Ze zijn bijna elke cel in ons lichaam te vinden. Zonder hen zouden we geen energie kunnen produceren. We zouden niet kunnen ademen en ons hart zou niet kunnen kloppen. We zouden geen spieren kunnen bewegen – niets zou werken. Dit heeft te maken met een piepklein organel in onze cellen met de eigenaardige naam mitochondrium.
Wetenschappers vermoeden al heel lang het bestaan ervan. Maar ze werden pas zichtbaar na de uitvinding van de elektronenmicroscoop in het midden van de vorige eeuw. Mitochondriën zijn net zo klein als bacteriën. Maar wat voor een bewonderende innerlijk leven hebben ze! Ze staan terecht als de energiecentrales van onze cellen bekend omdat ze het grootste deel van de energie produceren die ons lichaam voor al zijn functies nodig heeft en dat doen ze door voedsel af te breken.
Voorkomen en structuur
Mitochondriën zitten met uitzondering van rode bloedcellen, in alle cellen van ons lichaam. Gewoonlijk zijn er ongeveer 1000 mitochondriën per cel. Dit grote aantal leert ons dat ze heel klein moeten zijn als er zoveel in één cel passen. Ze nemen daarom tot 25% van het celvolume in beslag. Cellen die veel energie verbruiken, hebben de meeste mitochondriën. Dit zijn bijvoorbeeld spier-, zenuw- en zintuigcellen.
Mitochondriën worden door twee membranen omsloten, die vergelijkbaar zijn met een vlies. Het buitenste membraan is glad en bevat veel tunnelachtige kanalen waardoor kleine moleculen, d.w.z. kleine bestanddelen die ons lichaam voortdurend uit ons voedsel metaboliseert, getransporteerd kunnen worden. Het binnenste membraan daarentegen is voor bijna alle moleculen ondoordringbaar. Alleen kleine moleculen zoals water, kooldioxide en zuurstof kunnen passeren. In tegenstelling daartoe heeft het vele transportsystemen waarmee het verschillende afbraakstoffen uit ons voedsel op een gecontroleerde manier naar binnen kan transporteren. Om al deze verschillende taken te kunnen vervullen, is het zeer geplooid gevouwen om een groot oppervlak te creëren.
Inner membraneOuter membraneRibosomeMitochondrial DNAEr vinden veel stofwisselingsprocessen in de mitochondriën, de zogenaamde matrix plaats. Hier komen we later op terug. Het mitochondrium zelf heeft net als de celkern, zijn eigen DNA. Het kan zichzelf dus delen. Zijn levensduur is niet erg lang, slechts ongeveer 10 tot 20 dagen. Het wordt voortdurend door kruisdeling gereproduceerd.
Taak van de mitochondria
De belangrijkste taak is om belangrijke afbraakproducten uit ons voedsel op te nemen en in energie om te zetten. Andere stoffen die niet langer nodig zijn, moeten in een vorm die het lichaam gemakkelijk kan uitscheiden worden omgezet. Hieronder valt bijvoorbeeld de ureumcyclus, die ook gedeeltelijk hier plaatsvindt.
Laten we even naar de afbraak van vet uit ons voedsel kijken. We eten vet onder andere omdat we er energie van willen maken. Ons lichaam is een enorm verbazingwekkend en complex chemisch laboratorium. Er zijn veel ingewikkelde stappen nodig om van een eetlepel olie energie te maken. Laten we het in een wat vereenvoudigde vorm samenvatten. Onze alvleesklier levert enzymen voor de vetvertering. De gal breekt een grote vetdruppel in vele kleine druppeltjes af waardoor de enzymen het gemakkelijker kunnen bewerken. Zo ontstaan vetzuren en glycerol die door de darmwand worden opgenomen. Daar worden ze weer tot echte vetmoleculen samengevoegd. Omdat vet niet in water oplosbaar is en niet zomaar in de lymfe of het bloed kan zweven, wordt het aan lipoproteïnen gebonden. Met deze taxi bereikt het vet uiteindelijk de cel waar het tot energie wordt omgezet.
Deze omzetting vindt plaats in ons mitochondrium. Hiervoor moet de vetmolecule eerst weer in glycerol en vetzuur worden afgebroken. Het vetzuur is echter te groot om via het membraan in het inwendige van het mitochondrium te komen. Daarom is er een transportsysteem nodig. Carnitine dient hier als taxi, iets wat elke sporter heel goed weet, omdat zij geloven dat ze er veel van nodig hebben om meer vet te verbranden en zo meer energie te krijgen. Zodra de vetzuren zich in de mitochondriën bevinden, worden ze door middel van een ingewikkeld proces in samenwerking met zuurstof in energie, water en kooldioxide omgezet. Deze cyclus, waarin de vetzuren worden afgebroken, wordt beta-oxidatie genoemd.
ATP (adenosinetrifosfaat), zoals deze chemische energie wordt genoemd, wordt in het binnenste membraan van de mitochondriën geproduceerd. Het lichaam heeft het nodig om de spieren te bewegen, om vitale organische moleculen te produceren en om transportprocessen binnen de cel en van de ene cel naar de andere uit te voeren. Bij een volwassene is de hoeveelheid ATP die elke dag in het lichaam wordt opgebouwd en afgebroken ongeveer gelijk aan het lichaamsgewicht. Wat een prestatie!
De glycerol uit het vet wordt naar de citroenzuurcyclus geleid. Dit is een andere zeer ingewikkelde cyclus die ook in de mitochondriën plaatsvindt. Het is een belangrijke schakel in het stofwisselingsproces. Het breekt producten uit de voeding af en bouwt tegelijkertijd nieuwe producten op zoals aminozuren, de kleinste bestanddelen van eiwitten. De afbraakproducten van koolhydraten en eiwitten komen ook in de citroenzuurcyclus terecht. We kunnen hieruit een belangrijke rol afleiden. Aan dit overdrachtscentrum kunnen ook componenten worden onttrokken om energie te produceren.
Vetten leveren echter de grootste hoeveelheid energie, gevolgd door koolhydraten. De energieproductie uit eiwitten is niet erg productief voor het lichaam en wordt alleen gebruikt als er niet genoeg vetten en koolhydraten beschikbaar zijn.
Omzetting van voedingsstoffen
Koolhydraten zijn belangrijke energiebronnen. Sommige cellen zoals rode bloedcellen, zenuwcellen en hersencellen hebben een absolute behoefte aan glucose uit koolhydraten. Glucose wordt daarom in de lever in de vorm van glycogeen opgeslagen. Als er tussen de maaltijden geen nieuwe glucose beschikbaar is, kan hieruit weer glucose worden afgebroken. Als er meer koolhydraten dan nodig worden gegeten en alle glycogeenopslag vol zijn, worden koolhydraten in vet omgezet. Dit wordt in de vetcellen opgeslagen. Let op: dit kan tot overgewicht leiden!
Bij vasten raken de hersenen en zenuwcellen na een tijdje eraan gewend om energie uit vetzuren te halen. Maar de rode bloedcellen zijn voor energie altijd van glucose afhankelijk. Als er vrijwel geen koolhydraten met het voedsel worden geconsumeerd, zoals het bij sommige diëten het geval is, moet het lichaam glucose uit aminozuren produceren. Dit proces kost het lichaam echter veel energie.
Een gevarieerd voedingspatroon
We hebben gezien dat sommige voedingsstoffen wederzijds kunnen worden omgevormd. Maar als het om hun functie als bouwstoffen voor botten gaat, organen, tanden en nog veel meer, kunnen ze niet wederzijdig worden omgezet. Daarom is het belangrijk dat we evenwichtig en gevarieerd eten en eenzijdige diëten vermijden. Het beste dieet bestaat uit veel fruit en groenten, granen, noten en zaden. Al deze voedingsmiddelen voorzien ons lichaam van een optimale toevoer van energie waardoor we voldoende brandstof kunnen voor alle vitale functies kunnen produceren.
Blijf geinformeerd
Meld je aan voor onze nieuwsbrief en blijf op de hoogte over je gezondheid
Esther Neumann heeft voedingsleer aan de Universiteit van Wenen gestudeerd. Sindsdien was ze auteur voor het gezondheidstijdschrift “Leben und Gesundheit” en gaf op verschillende plaatsen in Oostenrijk gezondheidslezingen.
Geef een reactie