Jede Zelle arbeitet mit ATP, einem Molekül, das Energie in seinen chemischen Bindungen speichert. Zellen bilden ATP durch den Abbau von Glukose, Fettsäuren und bei Bedarf Aminosäuren.
Glykolyse
Im Zytoplasma wird ein Glukosemolekül in zwei Pyruvat gespalten und bildet ohne Sauerstoff eine kleine Menge ATP. Bei Sauerstoffmangel wird Pyruvat zu Laktat.
Zitratzyklus
Mit Sauerstoff gelangt Pyruvat in die Mitochondrien und wird zu Acetyl-CoA, das in den Zitratzyklus (Krebs-Zyklus) eingeht. Der Zyklus setzt Kohlendioxid frei und belädt die Elektronenträger NADH und FADH2.
Atmungskette
Die Träger geben Elektronen an Proteine der inneren Mitochondrienmembran weiter, am Ende nimmt Sauerstoff sie auf und es entsteht Wasser. Dieser Schritt liefert den größten Teil des ATP, etwa 30 bis 32 pro Glukose.
Andere Brennstoffe
Fette werden durch Beta-Oxidation zu Acetyl-CoA abgebaut und liefern pro Gramm mehr als doppelt so viel Energie wie Zucker. Auch Aminosäuren können verbrannt werden, nachdem die Leber ihren Stickstoff als Harnstoff entfernt hat.
Am Krankenbett
Wenn Gewebe zu wenig Sauerstoff erhält, etwa bei Schock oder Sepsis, schalten die Zellen auf anaeroben Stoffwechsel um und das Laktat steigt. Ein hohes Laktat ist ein Marker für eine Minderperfusion.
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Von Making Synapses verfasst. Themenreferenz: OpenStax, Anatomy and Physiology 2e (kein Text übernommen).