Atmungskette

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Die im Citratzyklus, der Fettsäureoxydation und Glykolyse entstandenen energiereichen Verbindungen NADH und FADH₂ liefern bei der Übertragung ihrer Elektronen auf molekularen Sauerstoff die zur ATP-Synthese erforderliche Energie (E).

NADH + 1/2 O₂ + H⁺ → H₂O + NAD⁺ ( G' = -220 KJ/mol)

Die freie Energie wird zur ATP-Synthese verwendet:

ADP + P_i + H⁺ → ATP + H₂O (G' = + 30,5 KJ/mol)

#pic# Diese oxidative Phosphorylierung liefert die größte Menge an ATP im gesamten Stoffwechsel. Sie läuft in den inneren Mitochondrien-Membranen ab: Der letzte Elektronenakzeptor ist O₂. Es entsteht letztendlich Wasser. Beim Erwachsenen bilden sich in Ruhe 200-300 ml pro Tag. Bei schwerer körperlicher Arbeit ein Mehrfaches davon (reines Oxidationswasser). Die Energiebilanz des Glukoseabbaues zeigt, dass die wesentlichste Energieproduktion aus der Atmungskette resultiert:

	ATP Verbrauch und Gewinn	Bilanz
Glykolyse	+ 4-2	+ 2
Citratzyklus	+ 2	+ 2
Oxidative Phosphorylierung	+ 32	+ 32
		+ 36 ATP

Die gesamte Reaktionsgleichung ist:
Glukose + 36 ADP + 36 P_i + 36 H⁺ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 42 H₂O + 36 ATP

#pic# Zusammenfassend kann man den Energiestoffwechsel so beschreiben: Nahrungsstoffe werden in kleine Moleküle zerlegt und in den Citratzyklus eingeschleust. Hier wird Kohlendioxid abgetrennt und abgeatmet. Protonen werden auf Carrier übertragen und gelangen in die Atmungskette. Hier findet eine Ionenreaktion von Wasserstoff und Sauerstoff statt. Es entsteht Wasser und Energie. Die Energie wird zur ATP-Synthese verwendet, ATP transportiert die Energie zum Verbraucher, den Körperzellen. Organismen leben von der freien Energie G:
G = H - TS
(S = Entropie, T = absolute Temperatur, H = Enthalpie)