Energiegewinnung beginnt lange vor der Zelle
Energiegewinnung beginnt nicht erst in den Mitochondrien. Was in der Zelle ankommt, hat bereits einen Weg hinter sich, der Verdauung, Aufnahme im Darm, Einordnung in der Leber, Transport im Blut und Aufnahme ins Gewebe umfasst. Erst danach kann es in weitere Stoffwechselwege eingehen.
Auch innerhalb der Zelle läuft Energiegewinnung schrittweise ab. Kohlenhydrate, Fette und zum Teil auch Aminosäuren werden in Zwischenstufen überführt, die dann in mitochondriale Prozesse einmünden. Energie ist kein Einzelereignis, sondern eine Prozesskette, in der jeder einzelne Schritt von der Funktionsfähigkeit des vorherigen abhängt.
Was Mitochondrien leisten
Mitochondrien sind Zellorganellen, die in vielen Geweben in großer Zahl vorkommen, besonders dort, wo viel Energie benötigt wird, etwa im Herzmuskel, in der Skelettmuskulatur, in der Leber und im Nervensystem. Ihre Aufgabe besteht nicht darin, Energie aus dem Nichts zu erzeugen, sondern chemische Energie aus Nährstoffabbau in eine Form zu überführen, die der Körper für viele Prozesse nutzen kann, vor allem in Form von ATP, dem zentralen Energieträger der Zelle.
Damit dies gelingt, müssen viele kleine Schritte ineinandergreifen. Zunächst wird Glukose über die Glykolyse zu Pyruvat abgebaut, das dann in die Mitochondrien aufgenommen wird. Im sogenannten Citratzyklus entstehen daraus energiereiche Elektronenüberträger, die ihre Elektronen an die Atmungskette weitergeben. Dort entsteht über mehrere Proteinkomplexe ein Protonengradient an der inneren Mitochondrienmembran, der schließlich von einem Enzym namens ATP Synthase genutzt wird, um ATP herzustellen. Diese Beschreibung mag technisch klingen, macht aber sichtbar, warum Energiegewinnung nicht nur eine Frage der Nahrungsmenge ist. Fehlt an irgendeiner Stelle dieser Kette ein Baustein, gerät der gesamte Prozess ins Stocken, selbst wenn ausreichend Kalorien zur Verfügung stehen.
Warum Energiestoffwechsel weit über Müdigkeit hinausgeht
Die zentrale Rolle der Mitochondrien wird besonders deutlich, wenn man betrachtet, wie eng Energiegewinnung mit dem Immunsystem verknüpft ist. Lange Zeit galt Energiestoffwechsel als reine Hintergrundfunktion der Zelle, während Immunreaktionen als davon unabhängiges Geschehen betrachtet wurden. Die moderne Forschung, insbesondere das Feld der Immunmetabolik, zeigt ein anderes Bild.
Wenn Immunzellen aktiviert werden, etwa T-Zellen im Rahmen einer Infektabwehr, verändert sich ihr Stoffwechsel grundlegend. Aktivierte T-Zellen stellen ihren Energiestoffwechsel um, weg von der effizienten, aber langsamen mitochondrialen Atmung, hin zu einer schnelleren, aber weniger effizienten Glykolyse, die rasch Bausteine für Zellwachstum und Vermehrung liefert. Gleichzeitig bleiben Mitochondrien auch bei aktivierten Immunzellen entscheidend, da sie nicht nur Energie liefern, sondern auch Signalmoleküle produzieren, die das Verhalten der Zelle mitsteuern. Eine aktuelle Übersichtsarbeit beschreibt Mitochondrien deshalb als zentrale Schaltstellen zwischen Stoffwechsel und Immunität, die festlegen, ob eine Immunzelle aktiviert wird, sich vermehrt oder in einen erschöpften Zustand übergeht.
Diese Verbindung erklärt, warum chronische Beschwerdebilder so häufig mit anhaltender Erschöpfung einhergehen, die sich nicht durch Schlaf bessert. Bei Myalgischer Enzephalomyelitis, häufig auch als chronisches Erschöpfungssyndrom bezeichnet, beschreiben mehrere systematische Übersichtsarbeiten wiederkehrend strukturelle und funktionelle Veränderungen der Mitochondrien, darunter eine verminderte ATP- Produktion und eine gestörte oxidative Phosphorylierung. Eine 2025 veröffentlichte Übersichtsarbeit geht noch einen Schritt weiter und beschreibt eine wechselseitige Beziehung zwischen mitochondrialer Funktion und der Erschöpfung von Immunzellen, bei der gestörter Energiestoffwechsel und gestörte Immunfunktion sich gegenseitig verstärken können. Auch wenn die genauen Ursache-Wirkungs-Verhältnisse hier noch nicht abschließend geklärt sind, zeigt dieser Forschungsstand, warum Energiegewinnung bei chronischen Beschwerdebildern weit mehr ist als ein Nebenschauplatz.
Cofaktoren und Mikronährstoffe als notwendige Werkzeuge
Mitochondriale Prozesse laufen nicht allein aufgrund von Kalorien ab. Sie sind auf zahlreiche Begleitstoffe angewiesen, darunter B Vitamine, Magnesium, Eisen in bestimmten funktionellen Zusammenhängen, schwefelhaltige Aminosäuren, Coenzym abhängige Reaktionspartner und weitere Spurenelemente.
Diese Stoffe liefern meist nicht selbst die Energie. Sie ermöglichen oder begleiten die Schritte, durch die Energieumwandlung überhaupt geordnet stattfinden kann. Eine ausführliche Übersichtsarbeit zur Rolle der B Vitamine im Energiestoffwechsel verdeutlicht das sehr konkret. Thiamin, also Vitamin B1, wird für die Umwandlung von Pyruvat in den Citratzyklus benötigt. Riboflavin, Vitamin B2, ist Bestandteil von Coenzymen, die direkt an der Atmungskette beteiligt sind. Niacin, Vitamin B3, liefert die Grundlage für NADH, einen zentralen Elektronenüberträger der mitochondrialen Atmung. Pantothensäure, Vitamin B5, wird für die Bildung von Coenzym A gebraucht, das sowohl im Citratzyklus als auch beim Fettsäureabbau eine Rolle spielt. Diese Übersicht zeigt eindrücklich, dass ein Mangel an nur einem dieser Vitamine ausreichen kann, um mehrere Schritte der mitochondrialen Energieumwandlung gleichzeitig zu beeinträchtigen.
Gerade deshalb ist der Begriff Cofaktor so hilfreich. Er beschreibt, dass manche Substanzen nicht wegen ihrer Menge, sondern wegen ihrer Beteiligung an Schlüsselschritten biologisch relevant sind. Eine kleine Menge eines fehlenden Cofaktors kann einen Engpass erzeugen, der die gesamte nachgeschaltete Prozesskette verlangsamt, unabhängig davon, wie viel Energie in Form von Kalorien grundsätzlich zur Verfügung steht.
Die Rolle der Leber im Energiestoffwechsel
Die Leber ist für den Energiestoffwechsel von zentraler Bedeutung, auch wenn sie selten in diesem Zusammenhang genannt wird. Sie reguliert den Glukosestoffwechsel über Glykogenspeicherung und Glukoneogenese, sie ist an der Verarbeitung von Fettsäuren beteiligt, und sie liefert über die Gallenproduktion die Voraussetzung für die Aufnahme fettlöslicher Nährstoffe, zu denen auch einige der oben genannten Cofaktoren gehören. Gerät die Leber durch chronische Belastung, etwa durch erhöhte Entgiftungsanforderungen oder durch eine veränderte Stoffwechsellage, selbst unter Druck, wirkt sich das mittelbar auch auf die Energieversorgung der übrigen Gewebe aus. Die Leber liefert gewissermaßen das Rohmaterial, mit dem die Mitochondrien in allen anderen Organen arbeiten müssen.
Energie und Stoffwechselmilieu
Wie gut Energieprozesse ablaufen, hängt nicht nur von isolierten Nährstoffen ab. Auch das Stoffwechselmilieu spielt eine Rolle, zu dem die Versorgung mit Ausgangssubstraten, die Verfügbarkeit von Cofaktoren, die Funktion von Leber und Bluttransport, hormonelle Signale und die allgemeine Stoffwechsellage des Gewebes gehören.
Das zeigt erneut, dass biologische Funktionen selten in einer einzigen Ursache aufgehen. Energie ist das Ergebnis eines gut abgestimmten Netzwerks, in dem Verdauung, Leberfunktion, Mikronährstoffversorgung und die Funktionsfähigkeit der Mitochondrien selbst zusammenwirken müssen.
Was die Forschung zeigt
Die moderne Forschung beschreibt Mitochondrien als zentrale Schaltstellen der zellulären Energieumwandlung und darüber hinaus als Beteiligte an Redoxprozessen, Signalwegen und Anpassungsreaktionen der Zelle. B-Vitamine, Magnesium, bestimmte Pflanzenstoffe, Polyphenole und andere bioaktive Verbindungen werden in diesem Zusammenhang untersucht.
Wichtig bleibt, dass vieles aus experimentellen Modellen stammt. Solche Daten können biologisch sehr aufschlussreich sein, erlauben aber nicht automatisch einfache Aussagen für den menschlichen Alltag. Gerade im Bereich chronischer Erschöpfungszustände weisen systematische Übersichtsarbeiten ausdrücklich darauf hin, dass die Studienlage zu gezielten Interventionen noch begrenzt ist und methodisch hochwertige Studien am Menschen bislang fehlen.
Blick aus TCM und Erfahrungsheilkunde
Die TCM spricht nicht von Mitochondrien, kennt aber die Frage nach innerer Energie, Umwandlungskraft und funktioneller Belastbarkeit sehr genau. Dort wird Energie nicht als abstrakte Größe verstanden, sondern als Ausdruck funktionierender innerer Umwandlung, Versorgung und rhythmischer Ordnung.
Auch in der Erfahrungsheilkunde wurde innere Energie nie nur als Frage der Nahrungsmenge verstanden. Verdauung, Rhythmen, Belastung und bestimmte Pflanzenzubereitungen wurden in engem Zusammenhang mit Belastbarkeit und innerer Stabilität gesehen, lange bevor die biochemischen Grundlagen der Atmungskette bekannt waren.
Was das bedeutet
B-Vitamine, Magnesium, eisenbezogene Kontexte, bestimmte Aminosäuren sowie verschiedene pflanzliche Polyphenole stehen in diesem Zusammenhang im Forschungsfokus, besonders dort, wo ihre Rolle in biochemischen Prozessketten und nicht als vereinfachte Einzelantwort betrachtet wird. Wer versteht, dass Energiegewinnung ein vielschichtiger Prozess ist, der von Verdauung über Leberfunktion bis zur einzelnen Mitochondrienmembran reicht und eng mit dem Immunsystem verwoben ist, liest auch das eigene Erschöpfungsempfinden anders. Nicht als isoliertes Symptom, sondern als möglichen Hinweis auf ein Netzwerk, das an mehreren Stellen gleichzeitig Unterstützung braucht.
Dieser Artikel beschreibt biologische Zusammenhänge und den aktuellen Forschungsstand. Er stellt keine medizinische Diagnose dar und ersetzt keine ärztliche oder therapeutische Beratung.
Quellenangaben
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Diaz-Garcia E et al. Mitochondria: the gatekeepers between metabolism and immunity. Frontiers in Immunology. 2024. https://www.frontiersin.org/journals/immunology/articles/10.3389/fimmu.2024.1334006/full
Holden S, Maksoud R, Eaton-Fitch N, Cabanas H, Staines D, Marshall-Gradisnik S. A systematic review of mitochondrial abnormalities in myalgic encephalomyelitis/chronic fatigue syndrome/systemic exertion intolerance disease. Journal of Translational Medicine. 2020. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7392668/
Unravelling the Connection Between Energy Metabolism and Immune Senescence/Exhaustion in Patients with Myalgic Encephalomyelitis/Chronic Fatigue Syndrome. 2025. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11940106/