Zellatmung
Als Zellatmung oder innere Atmung werden jene Stoffwechselprozesse bezeichnet, die dem Energiegewinn der Zellen dienen. Insbesondere versteht man hierunter die biochemischen Vorgänge der Atmungskette in der inneren Membran der Mitochondrien, an deren Ende ATP synthetisiert wird. Andere Formen der Atmung - im Sinne des Gasaustausches von Organismen - werden unter dem Begriff der äußeren Atmung zusammengefasst.
Zellen nehmen zu ihrer Energieversorgung Traubenzucker (Glucose) auf. Der Traubenzucker wird von Eukaryoten im Cytoplasma und in den Mitochondrien vollständig zu Kohlenstoffdioxid und Wasser abgebaut:
Dabei werden in einer Reihe von komplizierten Reaktionsschritten – darunter viele Redoxreaktionen – Wasserstoffatome von den Abbauprodukten der Glucose-Moleküle abgetrennt und mit Hilfe von Wasserstoffüberträgern (NAD) zu den Mitochondrien transportiert. Dort reagieren die Wasserstoffatome innerhalb der Atmungskette mit Sauerstoff zu Wasser („biologische Knallgasreaktion“); die Glucose-Moleküle werden letztlich vollständig oxidiert. Am Ende des Abbauprozesses gewinnt die Zelle mit Hilfe der bei der biologischen Knallgasreaktion frei werdenden Energie die energiereiche Verbindung ATP. Sie ist für viele Stoffwechselvorgänge als universelle Energiequelle erforderlich.
Die zusammenfassende Reaktionsgleichung der Zellatmung entspricht von rechts nach links gelesen der Reaktionsgleichung für die Photosynthese.
Die Zellatmung gliedert sich in vier Teilschritte:
- die Glykolyse,
- die oxidative Decarboxylierung
- den Citratzyklus (Zitronensäurezyklus) und
- die Endoxidation in der Atmungskette.
Siehe auch: Gärung, respiratorischer Quotient, Stoffwechsel