Zellatmung

Einem Organismus ist es dank seiner Stoffwechselfunktionen möglich, Energie zu gewinnen (= kataboler Stoffwechsel) und Biomasse aufzubauen (= anaboler Stoffwechsel).

Je nach Ausgangsstoff, der für den anabolen oder katabolen Stoffwechsel herangezogen wird, spricht man von autotrophen oder heterotrophen Lebewesen.

Autotrophe Organismen (z.B. Bakterien, Pflanzen) können alle Bestandteile ihres Organismus aus anorganischem Material (z.B. in der Fotosynthese aus Kohlenstoffdioxid und Wasser) aufbauen. => Heterotrophe Organismen wie z.B. der Mensch benötigen bereits organische Komponenten wie Glukose, um daraus Energie zu gewinnen oder Biomasse aufzubauen.

Im folgenden Kapitel sind die wichtigsten Stoffwechselwege in Kürze dargestellt. Ziel dabei ist es, Prinzipien des Stoffwechsels aufzuzeigen, nicht die Einzelreaktion zu betrachten.

Übersicht über den zentralen abbauenden Stoffwechsel. Die Hauptdrehscheibe stellt der Citratzyklus dar. Die eigentliche Energiegewinnung erfolgt aber erst durch die Vorgänge der Atmungskette mithilfe der ATP-Synthase.

Als abbauender oder kataboler Stoffwechsel können alle Reaktionen bezeichnet werden, die für die Energiegewinnung notwendig sind.

Diese reichen vom Glukoseabbau (Glykolyse) über den Citratzyklus bis hin zur Atmungskette in Anwesenheit von Sauerstoff. Organismen, die ohne Sauerstoff Energie gewinnen können, nutzen ebenfalls den Weg der Glykolyse, um dann aber aus Pyruvat Milchsäure (z.B. Milchsäurebakterien) oder Alkohol (z.B. Hefezellen) zu produzieren. In beiden Fällen wird ATP erzeugt, auch wenn die Ausbeute pro Mol Glukose in Anwesenheit von Sauerstoff ca. 19-mal höher liegt.