Zellatmung ist der Satz von Stoffwechselwegen, der Nährstoffe in Adenosintriphosphat (ATP), die universelle Energiewährung der Zellen, umwandelt, während Wärme freigesetzt wird, die die Körpertemperatur aufrechterhält.
Gesamtgleichung (aerob)
C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + ~30–32 ATP + Wärme
Vier Stadien
- Glykolyse (Zytosol): Glucose → 2 Pyruvat + 2 ATP (netto) + 2 NADH.
- Pyruvat-Oxidation (mitochondriale Matrix): 2 Pyruvat → 2 Acetyl-CoA + 2 CO₂ + 2 NADH.
- Citratzyklus (Matrix): 2 Acetyl-CoA → 4 CO₂ + 6 NADH + 2 FADH₂ + 2 GTP.
- Oxidative Phosphorylierung (inneres mitochondriales Membran): NADH/FADH₂ spenden Elektronen an die ETC → Protonengradient → ATP-Synthase produziert ~26–28 ATP. O₂ ist finaler Elektronenakzeptor → H₂O.
Wärmeproduktion
- ≈40 % der Glucose-Energie werden als ATP eingefangen; ≈60 % als Wärme freigesetzt.
- Wärme hält die Kerntemperatur (37 °C); Entkopplungsproteine (z. B. UCP1 in braunem Fett) können die Thermogenese erhöhen.
Anaerobe Alternative
Wenn O₂ begrenzt ist, Pyruvat → Laktat (nur Glykolyse), ergibt 2 ATP/Glucose. Nur kurzfristig nachhaltig.
Dieser komplizierte Prozess versorgt jede zelluläre Funktion, von Muskelkontraktion bis zur neuronalen Signalübertragung.
