Zusammenfassung: Zellatmung
Im Gegensatz zu Pflanzen gewinnen Tiere und wir Menschen Energie ausschließlich durch den Abbau von körperfremden organischem Materialien. Pflanzen nutzen die Zellatmung ebenfalls, indem sie während der lichtfreien Nachtstunden die eingelagerte, selbst durch Fotosynthese produzierte Stärke wieder zu ATP abbauen.
Der Abbau der organischen Materialien (im Idealfall Glukose) beginnt mit der Glykolyse. Deren energiereiches Endprodukt Pyruvat wird in Form von Acetyl-CoA in den Citratzyklus eingeschleust und zu CO2 oxidiert. Die Redoxäquivalente NAD+ und FAD werden dabei reduziert. Die reduzierten Formen (NADH+H+ und FADH2) werden über die Elektronentransportkette der Atmungskette regeneriert. Sie geben ihre Elektronen an die Elektronenakzeptoren der Komplexe I bzw. II der Atmungskette ab. Sauerstoff ist dabei der finale Elektronenakzeptor, Wasser wird gebildet. Die Energie aus dem Elektronentransport wird parallel zum Transport von Protonen verwendet, der dadurch erzeugte Protonen-Konzentrationsgradient liefert die Energie für die Erzeugung von ATP über die ATP-Synthase.
Neben Kohlenhydraten können ebenfalls Fette und Proteine im menschlichen Körper abgebaut werden. Diese münden (in der Regel) in Form von Pyruvat oder Acetyl-CoA in den Abbauweg ein.
Ohne Sauerstoff kann nur die Glykolyse stattfinden. Die Regeneration des in der Glykolyse reduzierten NAD+ muss über einen der Gärungswege (alkoholische oder Milchsäuregärung) erfolgen.
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