Mitochondriale Respirationskapazität

Die mitochondriale Respirationskapazität bezeichnet die maximale Sauerstoffflussrate durch die Elektronentransportkette (ETC) unter substrat- und ADP-gesättigten Bedingungen und ist von der mitochondrialen Dichte (Organellenanzahl) konzeptionell zu unterscheiden. Präzise quantifiziert wird sie ex vivo mittels hochauflösender Respirometrie (HRR) in permeabilisierten Muskelfasern: Die OXPHOS-gekoppelte Zustand-3-Respiration misst den ATP-gekoppelten Fluss, während die FCCP-entkoppelte Respiration (ETS-Kapazität) die theoretische Obergrenze der Elektronentransferkapazität der inneren Mitochondrienmembran offenbart. Wesentliche Determinanten sind die katalytische Aktivität der Komplexe I–IV, die innere Membranoberfläche und die Verfügbarkeit von Elektronendonoren (NADH, FADH₂). Eine verringerte ETS-Kapazität im Alter — teilweise durch Cristae-Remodeling und Komplex-I-Dysfunktion — korreliert mit einem Rückgang von VO2max, Insulinsensitivität und körperlicher Funktion; aerobes Training und kalorische Restriktion steigern die ETS-Kapazität auch bei älteren Erwachsenen.