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Energiestoffwechsel einfach erklärt für Kinder: ATP und NADH entdecken

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Energiestoffwechsel einfach erklärt für Kinder: ATP und NADH entdecken

Judith

@judith.drkn

41 Follower

Der Energiestoffwechsel Körper umfasst komplexe biochemische Prozesse der Energieumwandlung in Zellen, wobei ATP als Hauptenergieträger fungiert.

Key points:

ATP Synthase und ATP-Bildung erfolgen durch Katabolismus von Nährstoffen
Stoff- und Energieumwandlung findet in verschiedenen Zellkompartimenten statt
Der Muskelstoffwechsel nutzt ATP für Bewegung und Kontraktion
NADH: Wirkung als wichtiger Elektronenüberträger im Energiestoffwechsel
Verschiedene Energiestoffwechsel Arten wie aerober und anaerober Stoffwechsel

12.11.2021

3919

ENERGIESTOFFWECHSEL
Energieformen in der Zelle
Energiefreisetzung
Abbau energie-
reicher Nährstoffe
Aufbau von ATP
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Energiearme
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Katabolismus und Anabolismus

Der Stoffwechsel lässt sich in zwei Hauptphasen unterteilen: Katabolismus und Anabolismus. Diese Prozesse sind eng miteinander verknüpft und essentiell für den Energiestoffwechsel einfach erklärt.

Beim Katabolismus werden energiereiche Nährstoffe wie Kohlenhydrate, Lipide und Proteine abgebaut. Dabei wird Energie freigesetzt, die in Form von ATP gespeichert wird. Wichtige Elektronenüberträger sind dabei NAD+, NADP+ und FAD.

Example: Ein Beispiel für einen katabolen Prozess ist die Glykolyse, bei der Glucose zu Pyruvat abgebaut wird.

Der Anabolismus hingegen ist die aufbauende Phase des Stoffwechsels. Hier werden aus kleinen Molekülen größere Makromoleküle wie Proteine, Lipide und Polysaccharide aufgebaut. Dieser Prozess verbraucht Energie in Form von ATP.

Highlight: Katabolismus und Anabolismus sind eng miteinander verknüpft. Die beim Abbau gewonnene Energie wird für Aufbauprozesse genutzt.

Eine wichtige Rolle im intermediären Stoffwechsel spielt NADH. Es wird aus dem Vitamin Niacin synthetisiert und ist Bestandteil von über 200 wasserstoffübertragenden Enzymen.

Vocabulary: Dehydrogenasen sind Enzyme, die Wasserstoff von einem Molekül auf ein anderes übertragen.

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Kohlenhydratstoffwechsel und Glykolyse

Der Kohlenhydratstoffwechsel, insbesondere die Glykolyse, ist ein zentraler Prozess im Energiestoffwechsel für Kinder erklärt. Die Glykolyse findet im Cytoplasma der Zelle statt und dient dem Abbau von Glucose zu Pyruvat.

Definition: Glykolyse ist der Abbau von Glucose zu Pyruvat unter Gewinnung von ATP und NADH+H+.

Die Glykolyse läuft in mehreren Schritten ab:

Phosphorylierung von Glucose zu Glucose-6-Phosphat
Isomerisierung zu Fructose-6-Phosphat
Weitere Phosphorylierung zu Fructose-1,6-Bisphosphat
Spaltung in zwei C3-Körper
Oxidation und Phosphorylierung zu 1,3-Bisphosphoglycerat
Substratkettenphosphorylierung zu 3-Phosphoglycerat
Isomerisierung und Dehydratisierung zu Phosphoenolpyruvat
Abschließende Substratkettenphosphorylierung zu Pyruvat

Highlight: Die Gesamtbilanz der Glykolyse: Aus einem Glucose-Molekül entstehen 2 Pyruvat, 2 ATP und 2 NADH+H+.

Wichtige Enzyme der Glykolyse sind unter anderem Hexokinase, Phosphofructokinase und Pyruvatkinase. Die gewonnenen Reduktionsäquivalente NADH+H+ spielen eine wichtige Rolle in der späteren Atmungskette.

Example: Ein Beispiel für die Stoff- und Energieumwandlung ist die Umwandlung von Glucose-6-Phosphat zu Glycerin und Fettsäuren in Leberzellen.

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Oxidative Decarboxylierung und Milchsäuregärung

Nach der Glykolyse folgt die oxidative Decarboxylierung, ein wichtiger Schritt im Energiestoffwechsel Abnehmen. Hierbei wird Pyruvat zu Acetyl-CoA umgewandelt, was den Eintritt in den Citratzyklus ermöglicht.

Definition: Oxidative Decarboxylierung ist die Umwandlung von Pyruvat zu Acetyl-CoA unter Abspaltung von CO2 und Reduktion von NAD+.

Der Prozess läuft wie folgt ab:

Pyruvat wird durch das Enzym Pyruvat-Dehydrogenase oxidiert
CO2 wird abgespalten (Decarboxylierung)
Der verbleibende Acetylrest wird an Coenzym A gebunden

Highlight: Acetyl-CoA ist eine aktivierte Form der Essigsäure und ein zentrales Molekül im Energiestoffwechsel.

Unter anaeroben Bedingungen kann Pyruvat auch zu Lactat umgewandelt werden. Dieser Prozess wird als Milchsäuregärung bezeichnet und ist besonders im Muskelstoffwechsel einfach erklärt von Bedeutung.

Example: Bei intensiver körperlicher Belastung, wenn nicht genug Sauerstoff zur Verfügung steht, produzieren Muskelzellen Energie durch Milchsäuregärung.

Die Milchsäuregärung wird durch das Enzym Lactat-Dehydrogenase katalysiert und regeneriert NAD+, was für die Fortsetzung der Glykolyse wichtig ist.

Vocabulary: Anaerob bedeutet "ohne Sauerstoff", während aerob "mit Sauerstoff" bedeutet.

Diese Prozesse zeigen die Flexibilität des Energiestoffwechsels und seine Anpassungsfähigkeit an verschiedene Bedingungen im Körper.

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Page 4: Pyruvate Metabolism

This page explains the fate of pyruvate through different metabolic pathways including fermentation and oxidative decarboxylation.

Definition: Anaerober Stoffwechsel DocCheck occurs without oxygen, leading to fermentation.

Vocabulary: Pyruvate dehydrogenase complex converts pyruvate to acetyl-CoA.

Example: Lactic acid fermentation produces lactate, while alcoholic fermentation produces ethanol.

Highlight: The process occurs in the mitochondrial matrix.

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Page 5: Electron Transport Chain

This page details the electron transport chain and its role in ATP production.

Definition: The electron transport chain consists of four multienzyme complexes in the inner mitochondrial membrane.

Highlight: ATP-Synthese einfach erklärt: Electrons flow through the chain while protons are pumped into the intermembrane space.

Example: NADH+H+ oxidation drives proton transport and ATP synthesis.

Vocabulary: The process generates 34 ATP molecules per glucose molecule.

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Page 6: Fatty Acid Metabolism

This page describes β-oxidation and fatty acid breakdown in mitochondria.

Definition: β-oxidation is the process of breaking down fatty acids for energy production.

Highlight: Fatty acids must be activated before oxidation can begin.

Example: The process involves repeated cycles of oxidation, hydration, and thiolysis.

Vocabulary: FAD and NAD+ serve as electron acceptors in the process.

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Energieformen und ATP-Synthese

Der Energiestoffwechsel Körper umfasst verschiedene Energieformen und -umwandlungen in der Zelle. Zentral ist dabei die Synthese von ATP (Adenosintriphosphat) aus energiereichen Nährstoffen.

Definition: ATP (Adenosintriphosphat) ist der universelle Energieträger in Zellen und besteht aus Adenin, Ribose und drei Phosphatgruppen.

Die Energiegewinnung erfolgt durch den Abbau von Kohlenhydraten, Proteinen und Lipiden. Dabei entstehen neben ATP auch die Reduktionsäquivalente NADH und FADH2.

Highlight: Etwa 40% der Energie wird als chemische Energie in Form von ATP gespeichert, 60% wird als Wärme frei.

Der Energieverbrauch erfolgt für verschiedene zelluläre Prozesse wie Muskelbewegung, Nervenerregung und Stofftransport. Der Stoffwechsel lässt sich in katabole (abbauende) und anabole (aufbauende) Prozesse unterteilen.

Vocabulary: Anabolismus bezeichnet den aufbauenden Stoffwechsel, bei dem aus kleinen Molekülen größere entstehen. Katabolismus ist der abbauende Stoffwechsel.

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Highlight: Katabolismus und Anabolismus sind eng miteinander verknüpft. Die beim Abbau gewonnene Energie wird für Aufbauprozesse genutzt.

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Definition: Glykolyse ist der Abbau von Glucose zu Pyruvat unter Gewinnung von ATP und NADH+H+.

Die Glykolyse läuft in mehreren Schritten ab:

Phosphorylierung von Glucose zu Glucose-6-Phosphat
Isomerisierung zu Fructose-6-Phosphat
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Spaltung in zwei C3-Körper
Oxidation und Phosphorylierung zu 1,3-Bisphosphoglycerat
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Isomerisierung und Dehydratisierung zu Phosphoenolpyruvat
Abschließende Substratkettenphosphorylierung zu Pyruvat

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