ATP en mitochondriën: wat zijn het en hoe werken ze?

ATP (adenosinetrifosfaat) is de belangrijkste energiedrager in alle levende cellen. Mitochondriën zijn de organellen waar het grootste deel van de ATP-productie plaatsvindt. In dit artikel lees je hoe dit proces werkt en wat wetenschappelijk onderzoek zegt over voedingsstoffen die hierbij betrokken worden bestudeerd.

De termen ATP en mitochondriën komen geregeld terug bij voeding, sport en een ATP supplement. Dat is begrijpelijk: elke cel gebruikt ATP als tijdelijke energiedrager. Toch is het nuttig om de fysiologie te onderscheiden van uitspraken over een supplement. Hieronder lees je stap voor stap hoe het molecuul en de mitochondriën samenwerken, en wat wel en niet uit onderzoek kan worden afgeleid.

Wat is ATP?

ATP is de afkorting van adenosinetrifosfaat. Het molecuul bestaat uit drie delen: adenine, de suiker ribose en drie fosfaatgroepen. Vooral de bindingen rond de laatste fosfaatgroep zijn functioneel belangrijk. Wanneer een cel ATP splitst in ADP (adenosinedifosfaat) en een fosfaatgroep, komt er energie beschikbaar voor processen die de cel op dat moment uitvoert.

Die energie wordt niet opgeslagen als een grote voorraad voor de hele dag. ATP wordt voortdurend gebruikt en opnieuw gevormd. De ADP/ATP-cyclus werkt daarom als een oplaadbare wissel: ATP geeft een fosfaatgroep af en wordt ADP; daarna kan ADP opnieuw een fosfaatgroep krijgen en weer ATP worden. Cellen gebruiken dit onder meer bij transport door membranen, de opbouw van moleculen en spiercontractie.

De manier waarop ATP wordt gevormd hangt af van de cel en de omstandigheden. In het cytoplasma kan glycolyse een beperkte hoeveelheid ATP vormen. Bij voldoende zuurstof vindt een groot deel van de verdere omzetting plaats in de mitochondriën. ATP is dus geen stimulant en ook geen synoniem voor een gevoel; het is een molecuul dat in de normale celstofwisseling steeds opnieuw wordt omgezet.^[1]

Mitochondriën: structuur, elektronentransportketen en oxidatieve fosforylering

Mitochondriën zijn kleine organellen met een buitenmembraan en een sterk geplooid binnenmembraan. De plooien, cristae genoemd, vergroten het beschikbare oppervlak. In de binnenruimte, de matrix, vinden verschillende stappen van de stofwisseling plaats. In het binnenmembraan bevinden zich eiwitcomplexen van de elektronentransportketen en het enzym ATP-synthase.

Bij de afbraak van koolhydraten, vetten en eiwitten ontstaan onder meer elektrondonoren zoals NADH en FADH₂. Zij leveren elektronen aan de elektronentransportketen. De elektronen bewegen via complex I tot en met IV en via mobiele dragers, waaronder co-enzym Q10. De energie die daarbij vrijkomt, wordt benut om protonen naar de andere kant van het binnenmembraan te verplaatsen.

Zo ontstaat een verschil in protonconcentratie. Wanneer protonen via ATP-synthase terugstromen, gebruikt dit enzym die gradiënt om ADP en fosfaat samen te voegen tot ATP. Deze koppeling van elektronentransport, zuurstofgebruik en ATP-vorming heet oxidatieve fosforylering. Complex V, ATP-synthase, voert de laatste stap uit. Dit is een beschrijving van de normale fysiologie; de snelheid en verdeling van ATP-vorming verschillen per weefsel en situatie.^[1][2]

Welke voedingsstoffen worden in relatie tot mitochondriën bestudeerd?

Onderzoekers bestuderen uiteenlopende stoffen in verband met celstofwisseling en mitochondriën. Dat onderzoek is niet hetzelfde als een goedgekeurde gezondheidsclaim en het zegt niet automatisch iets over het effect van een afzonderlijk product of een individuele gebruiker. De onderzoekscontext is daarom essentieel.

CoQ10: onderdeel van de elektronentransportketen

Wie: auteurs van een wetenschappelijke review in Journal of Clinical Medicine (2021). Wat: zij beschreven CoQ10 als een elektrondrager die in de mitochondriale ademhalingsketen elektronen van complex I en II naar complex III transporteert. Context: het betrof een overzicht van moleculaire processen en onderzoek bij mitochondriale en lysosomale aandoeningen, geen onderzoek naar ATP 360 of naar een effect bij gezonde individuele gebruikers.^[3]

NADH: elektrondonor aan het begin van de keten

Wie: Hirst (2018) beschreef vijf decennia onderzoek naar mitochondriaal NADH in Biological Chemistry. Wat: de auteur besprak complex I als ingang voor elektronen uit NADH en de koppeling van dat elektronentransport aan protonverplaatsing. Context: dit is fundamenteel biochemisch onderzoek naar de ademhalingsketen en geen bewijs voor een gezondheidsuitkomst van een CoQ10 NADH supplement.^[4]

B-vitamines: co-enzymen binnen de normale stofwisseling

Verschillende B-vitamines spelen als co-enzym of voorloper van een co-enzym een rol in reacties van de normale stofwisseling. Zo is niacine een voorloper van NAD/NADH en riboflavine een voorloper van FAD/FADH₂. Voor B-vitamines bestaan specifieke, geautoriseerde EFSA-claims over het normale energieleverende metabolisme; je vindt de letterlijke formuleringen verderop. Deze claims gelden alleen wanneer een voedingsmiddel of supplement aan de wettelijke voorwaarden voor de betreffende vitamine voldoet.

D-ribose: bouwsteen die in onderzoek wordt meegenomen

Wie: auteurs van een gerandomiseerd, dubbelblind onderzoek in International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism (2003; n=19). Wat: zij vergeleken gedurende drie dagen D-ribose met dextrose en onderzochten herhaalde hoogintensieve inspanning en geselecteerde metabole markers. Context: de deelnemers waren getrainde mannen; zo’n afgebakende onderzoeksopzet laat zich niet vertalen naar ATP-vorming of een gezondheidsuitkomst bij individuele gebruikers.^[5]

Magnesium: mineraal met een geautoriseerde claim

Magnesium is betrokken bij talrijke enzymatische reacties en komt in cellen ook voor in verbinding met ATP. Voor magnesium is een EFSA-claim over het normale energieleverende metabolisme geautoriseerd. Die claim is hieronder letterlijk opgenomen en is niet specifiek voor een mitochondriën supplement of een ATP energie supplement.

Belangrijke toelichting bij CoQ10, NADH en D-ribose:
** Deze informatie is gebaseerd op wetenschappelijk onderzoek naar afzonderlijke stoffen en is niet goedgekeurd door de EU als gezondheidsclaim. Onderzoeksresultaten naar afzonderlijke stoffen of specifieke onderzoeksgroepen zijn niet automatisch van toepassing op een voedingssupplement of op een individuele gebruiker.

EFSA-claims B-vitamines en magnesium

De volgende formuleringen zijn geautoriseerde gezondheidsclaims, op voorwaarde dat het betreffende voedingsmiddel of supplement aan de wettelijke gebruiksvoorwaarden voldoet:^[7]

• Thiamine (vitamine B1) draagt bij aan een normaal energieleverend metabolisme.
• Riboflavine (vitamine B2) draagt bij aan een normaal energieleverend metabolisme.
• Niacine (vitamine B3) draagt bij aan een normaal energieleverend metabolisme.
• Pantotheenzuur (vitamine B5) draagt bij aan een normaal energieleverend metabolisme.
• Vitamine B6 draagt bij aan een normaal energieleverend metabolisme.
• Vitamine B12 draagt bij aan een normaal energieleverend metabolisme.
• Magnesium draagt bij aan een normaal energieleverend metabolisme.

Voor elk van deze claims geldt: als onderdeel van een gevarieerde en evenwichtige voeding en een gezonde leefstijl. De claims gaan over de normale stofwisseling. Ze vormen geen uitspraak over mitochondriën, ATP-productie of het resultaat van een specifiek product.

Voor wie is dit onderwerp interessant?

Dit onderwerp kan interessant zijn als je de termen ATP, mitochondriën of ATP supplement op een etiket tegenkomt en wilt begrijpen wat ze biologisch betekenen. Ook als je producten met bijvoorbeeld CoQ10, NADH, B-vitamines of magnesium met elkaar vergelijkt, helpt kennis van de ADP/ATP-cyclus om ingrediënten van gezondheidsclaims te onderscheiden.

Gebruik je medicatie, ben je zwanger of geef je borstvoeding, dan is het verstandig om een arts of apotheker om persoonlijk advies te vragen voordat je een voedingssupplement kiest. Lees altijd het etiket en volg de aanbevolen dagelijkse dosering.

Wil je verder lezen? Bekijk dan het product NOW Foods PQQ Energy voor feitelijke etiketinformatie over een formule met PQQ, CoQ10 en B12. Op de energiehub van Orthovitality (het blogoverzicht) vind je meer artikelen binnen dit energiethema.

ATP 360 bekijken

ATP 360 – 90 capsules is een formule met onder andere CoQ10, PQQ, R-lipoïnezuur, fosfolipiden, NADH en thiamine. Volgens het etiket is de aanbevolen inname drie capsules per dag bij voorkeur met voedsel. De productkeuze en de aanwezigheid van deze ingrediënten zeggen niets over de effectiviteit van deze stof of formule voor een individuele gebruiker.^[6]

Disclaimer

Dit supplement is geen geneesmiddel en is niet bedoeld voor de diagnose, behandeling, genezing of preventie van enige ziekte.

** De informatie over CoQ10, NADH en D-ribose is gebaseerd op wetenschappelijk onderzoek en is niet goedgekeurd door de EU als gezondheidsclaim.