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Klein, aber oho: Mitochondrien, die Kraftwerke der Zellen

Mentale Leistungsfähigkeit braucht Energie – höhere Leistungsfähigkeit braucht mehr Energie. So kurz und griffig lässt sich die Grundlage mentaler Fitness in Worte fassen. Es ist also ganz entscheidend, dass im Gehirn stets ausreichend Energie für die Bewältigung der vielfältigen Anforderungen zur Verfügung gestellt werden kann. Denn den weit überwiegenden Teil davon verbrauchen wir bereits unbewusst, z. B. für die Aufrechterhaltung der Atmung, des Kreislaufs oder des Gleichgewichts. Wollen wir bewusste geistige Prozesse wie Lernen, Planen oder komplexe Denkaufgaben in Angriff nehmen, brauchen wir entsprechend mehr Energie. Das beginnt bei der Überlegung, was man heute anzieht und endet bei Wahrscheinlichkeitsrechnung noch längst nicht.

Erneuerbare Energie einmal anders

Energiegewinnung und Energiereserven sind also nicht nur in wirtschaftlichen Zusammenhängen ein großes Thema, sondern auch für das Gehirn. Es setzt dabei auf erneuerbare Energie, genauer: der menschliche Organismus ist in der Lage, die Energie, die er benötigt, selbst zu produzieren. Nicht von ungefähr erzeugen dabei die Nervenzellen im Gehirn doppelt bis dreimal soviel Energie wie andere Nervenzellen.

Mitochondrien heißen die zelleigenen "Energiefabriken". In diesen von einer Doppelmembran umschlossenen Zellorganellen entsteht in Stoffwechselvorgängen unter Verbrauch von Sauerstoff und Glukose Energie. Sie steht in Form des Moleküls Adenosintriphosphat (ATP) zur Verfügung. Mit Hilfe dieses Energie-Moleküls ist unser Organismus in der Lage, Energie zu speichern und bei Bedarf frei zu setzten. Über die Membranen der Mitochondrien findet dabei der Austausch von Molekülen und Ionen statt. Sie passieren über Kanäle die äußere Membran. An der Membran-Innenseite sitzen winzige gestielte Köpfchen, so genannte Elementarpartikel, an denen die ATP-Synthese stattfindet. Der optimale Ablauf der Stoffwechselvorgänge wird dadurch unterstützt, dass die innere Membran aus Einstülpungen besteht. Dies vergrößert ihre Oberfläche erheblich und trägt zu einer höheren Energieproduktion bei. Eine einzelne Zelle enthält zwischen 100 und 1.000 Mitochondrien, wobei Zellen mit hohem Energieverbrauch – wie z. B. Nerven- oder auch Sinneszellen –mehr Mitochondrien enthalten als solche mit niedrigerem Energieverbrauch.

Mitochondrien stehen im Mittelpunkt des Energieumsatzes und gelten als "Kraftwerke" der Zelle.

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