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Zellbiologie

Cardiolipin

Cardiolipin (CL) ist ein dimeres Phospholipid, das nahezu ausschließlich in der inneren Mitochondrienmembran (IMM) vorkommt und dort etwa 15–20 % des Gesamtlipidgehalts ausmacht. Seine vier Acylketten — überwiegend Linolsäure, die Tetralinoleoyl-Cardiolipin (TLCL) bildet — erzeugen die negative Membrankrümmung für die Cristaearchitektur und stabilisieren respiratorische Superkomplexe (Komplexe I, III und IV) als molekularer Klebstoff (Corey et al., 2022). ROS-vermittelte Oxidation fügt Hydroperoxidgruppen ein, die Krümmung und Superkomplexe destabilisieren und Cytochrom c in eine Cardiolipin-Peroxidase umwandeln; oxidiertes CL verliert die IMM-Affinität, sodass Cytochrom c ins Zytosol freigesetzt wird, Caspasen aktiviert und Apoptose auslöst (Kagan et al., 2005). Mit dem Alter sinken Gesamtgehalt und TLCL-Anteil in kardialen, hepatischen, zerebralen und Skelettmuskel-Mitochondrien in Tiermodellen, während oxidierte Spezies zunehmen; im Herz alter Ratten führt Ischämie zu einem etwa drei- bis vierfach höheren Anstieg einer oxidierten CL-Spezies als im erwachsenen Herz ohne Änderung des Gesamtgehalts (Lesnefsky und Hoppel, 2008). Die Evidenz stammt überwiegend aus Tiermodellen — Nager, Fische und Primaten — während humane Daten spärlich und weitgehend assoziativ sind (Yoo et al., 2025). Eine zugelassene Therapie zielt auf CL ab: Elamipretid (SS-31, Forzinity), ein mitochondrientargeting Tetrapeptid, das im September 2025 von der FDA beschleunigt für das Barth-Syndrom — eine genetische Störung des CL-Umbaus — zugelassen wurde; Studien bei Herzinsuffizienz und Mitochondriomyopathie laufen.

Quellen

  1. Kagan VE, Tyurin VA, Jiang J, et al.. (2005). Cytochrome c acts as a cardiolipin oxygenase required for release of proapoptotic factors. *Nature Chemical Biology*doi:10.1038/nchembio727
  2. Lesnefsky EJ, Hoppel CL. (2008). Cardiolipin as an oxidative target in cardiac mitochondria in the aged rat. *Biochimica et Biophysica Acta - Bioenergetics*doi:10.1016/j.bbabio.2008.05.444
  3. Corey RA, Harrison N, Stansfeld PJ, Sansom MSP, Duncan AL. (2022). Cardiolipin, and not monolysocardiolipin, preferentially binds to the interface of complexes III and IV. *Chemical Science*doi:10.1039/d2sc04072g
  4. Yoo Y, Yeon M, Yoon MS, Seo YK. (2025). Role of cardiolipin in skeletal muscle function and its therapeutic implications. *Cell Communication and Signaling*doi:10.1186/s12964-025-02032-2
  5. Zhao C, Zhuang X, Gao J. (2026). Elamipretide: The first cardiolipin-directed mitochondrial therapeutic for Barth syndrome approved under accelerated approval. *Drug Discoveries and Therapeutics*doi:10.5582/ddt.2025.01111