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Stoffwechsel

Stoffwechsel

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Lernzettel - Stoffwechsel
Montag, 22. Februar 2021
15:30
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1. Die Dissimilation (zellatmung).
Die chemische Energie von Nährstoffen wird
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Glycolyse, Citatzyklus, Oxidative Decarboxylierung, Atmungskette, homoiotherme/polikilotherme Tiere ...

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· Lernzettel - Stoffwechsel Montag, 22. Februar 2021 15:30 . 1. Die Dissimilation (zellatmung). Die chemische Energie von Nährstoffen wird für alle Vorgänge in der Zelle nutzbar gemacht. Energiereiche Glucose (C6H41206) reagiert schrittweise mit O₂ zu Wasser und CO₂. 2. Die Glykolyse: • Findet im Cytoplasma statt. ↳ sowohl unter aeroben als auch anaeroben Bedingungen . Dabei wird Energie in Form von ATP frei. Glucose wird dabei in mehreren Teilschritten verstoffwechselt, da bei der direkten Verbrennung von Glucose eine so große Energiemenge Explosionsartig frei werden würde, dass dies die Zelle zerstören würde. Teilschritte der Zellatmung "Glykolyse, oxidative Decarboxylierung, Citratzyclus, Atmungskette (+ Chemiosmase) Energie investitionsphase: Glucose gelangt in die Zelle und wird phosphoryliert (Phosphatgruppe wird von ATP enzymatisch abgespalten und an Glucose angelagert). ↳ 1. ADP + 1. Glucose-6- Phosphat (ionisiert, kann Zelle nicht mehr über die Membran verlassen). Umlagerung von Glucose-6- Phosphat zu Fructose-6- Phosphat (Isomer) • Weitere Phosphoryliening → Fructose - 1,6- biphosphat → energetisch aufgeladen Enzymische Spaltung in zwei C3-Vhörper (63P\ Glycerinaldehycl-3- phosphat) ⇒ In der Energieinvestitionsphase muss Energie in Form von ATP aufgewendet werden, um die energiereiche, aber reaktionsträge Glucose zu aktivieren und die Spattung zwei C3-Körper zu ermöglichen. von Glucose in Energiegewinnungsphase: 2 ATP Redoxreaktion von C3- Körpern (2!) werden je ein Proton und zwei Elektronen enzymatisch abgespatten und auf den Elektronencarrier NAD* übertragen → Pro C₂-Körper ein Molekül NADH + H² oxidiert reduziert An das oxidierte Substrat (C3-körper) bindet ein...

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Enzym eine weitere Phosphatgruppe aus dem Vorrat des Cytoplasmas. Nettogewinn Substrathettenphosphorylierung Phosphatreste werden von Cz-Körpern abgespalten und auf ADP übertragen (2x2 = 4ATP) Obrig bleiben zwei Moleküle Pyruvat (C3 Hz O3; Anion der Brenztraubensäure). + 2 ATP Gesamtgleichung Glycolyse C6H1₂O6 + 2 NAD* + 2 (ADP+P;) → 2C 3 H₂O₂ + 2 NAD + H² + 2 ATP Lernzettel - Stoffwechsel Dienstag, 23. Februar 2021 13:35 10. Homoiotherme \ Poikilotherme Tiere und Energiehaushalt von Tieren: Homoiotherme (Gleichwarme) Tiere · Körpertemperatur ist unabhängig von der • Körpertemperatur abhängig von der Umgebungstemperatur. Umgebungstemperatur. • Energie für die Aufrechterhaltung der Körper-· Großteile der Energieaufnahme über Sonnen- temperatur nehmen sie aus der Nahrung. strahlen (Wärmeenergie) ↳ Hohe Stoffwechselrate; ständige Nahrungszu-↳ niedrige Stoffwechselrate; Nahrung muss fuhr nötig um Energie zu Gewinnen. weniger häufig zugeführt werden. ● Wärmeregulation Schwitzen (Abkühlung), Muskelzitter (aufwärmung); 2.B. Fettgewebe, Fell zur Wärme isolierung · Wärmeregulation über Aufsuchen von wärmeren I kälteren Orten. • Bei extremen Temperaturen Wärme-/Kältestarre 2.B Reptilien, Insekten, Fische, Amphibien, wirbellose Tiere : Poikilotherme (Wechselwarme) Tiere Extreme Temperaturen - Hitze - | Kältetod 2.B. Säugetiere, Vögel Energiehaushalt Homoiothermer Tiere: Hohe Sauerstoffaufnahme zur Oxidation von Nährstoffen nötig. Wärmeabgabe über die Oberfläche → Kleine Tiere = kleineres Körpervolumen im Vergleich zur Körperoberfläche höherer Stoffwechselverbrauch zur Aufrechterhaltung ihrer Körpertemperatur (Atem-1 Herzfrequenz, Blutzuckerkonzentration....). größere Tiere entsprechend weniger Wärmeableitung und kleinerer Energiebedarf, gemessen am Körpervolumen → niedrige Stoffwechselrate. Lernzettel - Stoffwechsel Dienstag, 23. Februar 2021 01:19 5. Oxidative Phosphorylierung (Atmungskette + Chemiosmose): Letzter Schritt der Zellatmung (Oberführung von Energie aus Nährstoffen über Schrittweise Elektronenabgabe durch Reduktionsãquivalente in Form von ATP). • Nur unter aeroben Bedingungen (Co₂ stammt aus Lungenatmung). Atmungskette: Elektronen von NADH+H* und FADH₂ werden an Protein komplexe in der inneren Mitochondrienmembran abgegeben (Regeneration der Redulationsaquivalente). Proteinkomplexe als Redoxsysteme können sowohl Elektronen abgeben (oxidation) als auch aufnehmen (Redulation). ● Elektronen bewegen sich bergab" (→ Vergleich Treppe) von einem hohen zu einem niedrigen Energie- niveau. Ihr Redoxpotential (Affinität zur Elektronenaufnahme) steigt aus dem negativen in den positiven Bereich • Beim schrittweisen Elektronentransport (Protonen aus der Matrix werden durch die Protein komplexe I, III und II in den Informationsraum gepumpt) wird bei jeder Elevitronenübertragung eine kleine Menge Energie frei, die für einen aktiven Transport von Protonen bzw. Ht-lonen in den Intermembranraum genutzt wird → es ensteht ein Protonengradient ↳ Potenzielle Energie, die sich aus Konzentrations- und Ladungsunterschied ergibt: protonen motorische Kraft. Chemiosmose Mitochondrien- Innere Mitochon- Internme matrix drien membran mbraun- raum H* (H+) (H+) ( (H+) Kanalprotein ATP- Synthase (bzw. ATP-Synthose enthält Konderdein) Proteindiffusion (exergonisch) ist an die Synthese von ATP aus ADP und Phosphat gekoppelt → Energie kopplung Exkurs pH-Wert: Je höher der pH-Wert, desto niedriger die Ht-Konzentration. • Je niedriger der pH-Wert, desto höher die Ht-Konzentration. => Protonen diffundieren durch das kanalprotein bzw. Enzym ATP Synthase entlang ihres Konzentrations- gradienten durch die innere Mitochondrienmembran. Die potentielle Energie (protonenmotorische Kraft) des Protonengradienten wird in kinetische Energie umgewandelt, die zur ATP-Synthase genutzt werden kann. => Ende der Atmungshelte: Saverstoff als Akzeptor für Elektronen → O₂ wird durch Aufnahme von Elektronen und Protonen zu H₂O reduziert (→ gebremste knallgasreaktion). . Gesamtgleichung Atmungskette bow. Oxiclative Phosphorylierung → ausgehend von 1. Molekül Glucose 10 (NADH+H+) + 2 FADH₂ + 28-34 ADP + 28-34 Pi +²60₂ → 12H₂0 + 10 NAD+ + 2 FAD + 28-34 ATP Anzahl der ATP-Moleküle schwankt (abhängig von Zählweise bzw. Gewebeart!) 6. Gesamtbilianz und Überblick über die Zellatmung Welche Produkte enstehen in welcher Anzahl?: Lernzettel - Stoffwechsel Dienstag, 23. Februar 2021 10:45 Teilprozess Oxidative Decarboxylierung Glykolyse · Atmungskette bzw. andative Phosphorylierung . Citratzyklus Gesamtbilianz der Produkte C-Vorper I Wasser 2 Pyruvat (C3) 2 Acetyl-CoA (2) 2002 и Сог 12 H₂O 6CO₂ + 12H₂0 H-Übertrager le-Carrier Energieüberträger (ATP) 2 (NADH +H*) 2 (NADH +H*) Atemgastransport: Hämoglobin transportiert CO₂ in die Gewebezellen. 6 (NADH + H+) 2 FADH₂ Gesamtgleichong (Nettobilianz). C6H12O6 + 60₂ + 32-38 (ADP+ Pi) → 6CO₂ + 6H₂O + 32-38 ATP Innere Atmung: Zellatmung laerobe Dissimilation. ( Außere Atmung CO₂ wird ausgeatmet. 10 NADH + Ht 2 FADH₂ +H+) Wirkungsgrad: Direkte Verbrennung von 1 md Glucose: 2870 kJ → unmittelbar in Form von Wärme. Ausbeute bei der Zellatmung: 1158 ") and →40% nutzbarer Anteil = maxímaler kirkungsgrad 2 ATP Transport von CO₂ durch Venen zurück zur Lunge. 2 ATP ↳ Rest wird in Form von Wärme abgegeben und ist zwar, entwertet", kann aber zum Beispiel zur Aufrechterhaltung der Körpertemperatur genutzt werden (Wärmeenergie). 28-34 ATP 7. Atmung und Gasaustausch: Außere Atmung: Ventilation (Atembewegung) der Lunge und Gasaustausch zwischen Lunge und Blut. Co₂ diffundiert aus Alveden ins Blutplasma. 32-38 ATP Lernzettel - Stoffwechsel Montag, 22. Februar 2021 18:17 3. Oxidative Decarboxylierung" • Transport der Pyruvatmoleküle in die Mitochondrienmatrix. An der inneren Mitochondrienmatrix' Multienzymkomplex spaltet vollständig oxidierte und damit energie- arme Carboxylatgruppe (-coo-) als CO₂ vom Pyruvat molekule ab (Decarboxylierung). . Oxidation des verbliebenen Cz- Körper zu Acetat (Anion der Essigsäure) und Reduktion von NAD+ ZU NAD+ H+ (durch Elektronenaufnahme). Acetylrest geht (relativ fragile) Bindung mit Coenzym A (COA) ein ↳ Acetyl-CoA bzw aktivierte Essigsäure C₂ H₂O-S- COA Bindung über Schwefelatom von Col Reaktionsfreudig; Spaltung deshalb exergen. Gesamtgleichung oxidative Decarboxylierung: ausgehend von 1. Glucose Acetyl-CoA. 2C₂ H₂O3 + 2 NAD+ + CoA + 2H₂O → 2C₂H₂0 - CoA + 2Co₂+ 2 (NADH² + H²) 4. Der Citratzyklus: → Eucaryoten im Mitochondrium; Procaryoten im Cytoplasma. C₂ - Körper (als Produkt der oxidativen Decarboxylierung gehen zu Beginn des Citratzykalus eine Bindung mit Oxalessigsäure (bzw. Oxalacetat, dem deprotonierten Anion) ein → Oxalessigsäure dient als Akzeptor for Acetyl-Cat, das dadurch in den Citratzyklus gelangt und dort abgebaut werden kann. •Durch Übertragung • C₂-Körper werden nach und nach in Form von CO₂ abgebaut. ↳ Sauerstoff für die CO₂-Bindung stammt von H₂0 (wässriges Milieu von Zellen!), wobei der klasser- stoff zur Bindung von Redulationsãquivalenten führt. Am Ende bleibt Oxalessigeäure übrig → Zyklus kann von nevem beginnen. von zwei C-Atomen auf Oxalacetat (cy) entsteht Citrat (C6). • Während eines Zyklus entstehen: 200₂, 3 (NADH + H+¹), 1FADH₂, 1 ATP Gesamtgleichung Citratzyklus ausgehend von 1. Molekül Glucase: 2 Acetyl-CoA + 4H₂O + 2FAD +6NAD+ + 2 CADP+Pi) → 4CO₂+2 Cod + 2 FADH₂ + 6 (NADH +H*) + 2 ATP > => Das Kohlenstoffgerüst der Glucose wurde nun vollständig abgebaut. Die Energieausbeute ist jedoch bisher gering und beträgt, nur" 4 ATP. Die restliche Energie steckt in den Überträgermolekülen NADH+H+ und FADH₂. Atmungskette. Lernzettel - Stoffwechsel Dienstag, 23. Februar 2021 12:31 9. Energiebereitstellung und Aktivität: Grundumsatz: Energiemenge, die in völliger Ruhe bei einer Umgebungstemperatur von 25°C zur Auf- rechterhaltung der Körperfunktionen benötigt wird (abhängig vom Geschlecht, Alter, Körpermasse und Art des Körpergewebes → Muskelgewebe trägt zum Beispiel mehr zum Grundumsatz bei als Fett- gewebe. Leistungsumsatz Energiemenge, die über den Grundumsatz hinaus geht. (→ Körperliche Aktivität). Unter Leistungsumsatz versteht man den Energieverbrauch beim verrichten von Arbeit, Sport oder allgemein Bewegung. Gesamtumsatz 1 Energleumsate Der Energieumsatz setzt sich zusammen aus dem Grundumsatz, der nahrungsinduzierten Thermogenese, dem Leistungsumsatz und der adaptiven Thermogenese. Nahrungsrinduzierte Thermogenese Die nahrungsinduzierte Thermogenese vertritt den Anteil von 8 bis 15% unseres Körpers. Durch mehrere Mahlzeiten am Tag oder durch scharfe gewürze, Ingwer, chilli und eine erhöhte Zufuhr von Wasser führt zu einer Thermogenese. Adaptive Thermagenese: Die adaptive Thermogenese trägt nur ca. 8.% zum Energieumsatz bei. Durch besondere Bedingungen, wie zum Beispiel im Eiswasser baden oder Tiefseetauchen wird ebenfalls Fett verbrannt. Der Körper passt sich den Katten Temperaturen an. Dabei werden bestimmte Hormone ausgeschütten und Stoffwechselprozesse angeregt lin gang gesetzt, die zur Fettverbrennung führen. Diesen Prozess nennt man adaptive Thermogenese. (Faktoren beeinflussung Grundumsatz = Geschlecht Alter, Körpermasse). Brennwert gibt an, wie viel Energie durch Abbau der Nährstoffe im Körper bereitgestellt wird (Einheit: Kyg). Kurze, intensive Belastung: Es wird meist nur Glucose abgebaut. Kraftsport I Cardiol Ausdauertraining: Fettverbrennung (> moderate Belastung über längeren Zeitraum. Kabrisches Aquivalent: Energiemenge, die bei der Umsetzung von 11 0₂ freigesetzt wird (Einheit: "Yea₂). → Nährstoffe unterscheiden sich im Sauerstoffbedarf beim Abbau. Lernzettel Stoffwechsel Dienstag, 23. Februar 2021 11:30 8. Die Gärung (Anaerober Stoffwechsel): Energiegecoinnungswege in Abhängigkeit von Belastungsdauer: / Ablauf der Gärung: Glucose (C₂) Energiegewinnungswege; Anteil ATP кр (Keratinphosphact) 4 Energieträger in Muskeh anaerobe Glykolyse aerobe Glykolyse Belastungsdauer Fettsäureoridation 1 2 (ADP+Pi). 2 ATP 1 2NAD* 2NADH+H+ गढ़ 2 Pyruvat (C3) /s. 2 NADH + H™ 2 NAD 2 Lactat (C3) (Salz der Milchsäure 1 → Brennen' durch An- Saverung der Muskulator), Milchsauregarung (Tiere + Milchsaurebakterien) Reaktionsschema der Gärung. Milchsäuregärung 2 Pyruvat + 2 (NADH + H+) → 2 Lactat + 2 NAD+ Alkoholische Gärung' 2 Pyruvat + 2 (NADH + H²)→→→2CO₂ + 2 Ethand + 2 NAD+ Bedeutung für Organismen: Glykolyse findet auch unter anaeroben Be- dingungen statt. •Abspaltung von 200₂ 2 Acetaldehyd (C₂) ↓ Ca 2 Ethand (C₂), Alkoholische Gärung (Pflanzen + Bierhefepilze) 2NADH+H 2 NAD Durch Garungsprozesse können Elektronencarrier oxidiert werden, weshalb die Glykdyse wieder stafffinden kann. Somit stellt die Gärung eine alternative Energiegewinnung unter Sauerstoffmangel dar. • Allerdings im Vergleich zur regulären Zellatmung sehr ineffizient (nur 2 ATP pro Glucosemdekül). Gluconeogenese • Wenn zwangspause beim Sport durch Überanstrengung | Ansaverung der Muskeln (→ lactat), dann: Auf- füllen der Sauerstoff- und Glucosespeicher. • Unter ATP-Verbrauch wird aus Lactat wieder Pyruvat und dann Glucose regeneriert → Gluconeogenese (dafür erforderliches ATP muss durch aerobe Energiegewinnung bereitgestellt werden, deshalb starkes Almen nach anaerober Energiegewinnungsphase).

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Enzym eine weitere Phosphatgruppe aus dem Vorrat des Cytoplasmas. Nettogewinn Substrathettenphosphorylierung Phosphatreste werden von Cz-Körpern abgespalten und auf ADP übertragen (2x2 = 4ATP) Obrig bleiben zwei Moleküle Pyruvat (C3 Hz O3; Anion der Brenztraubensäure). + 2 ATP Gesamtgleichung Glycolyse C6H1₂O6 + 2 NAD* + 2 (ADP+P;) → 2C 3 H₂O₂ + 2 NAD + H² + 2 ATP Lernzettel - Stoffwechsel Dienstag, 23. Februar 2021 13:35 10. Homoiotherme \ Poikilotherme Tiere und Energiehaushalt von Tieren: Homoiotherme (Gleichwarme) Tiere · Körpertemperatur ist unabhängig von der • Körpertemperatur abhängig von der Umgebungstemperatur. Umgebungstemperatur. • Energie für die Aufrechterhaltung der Körper-· Großteile der Energieaufnahme über Sonnen- temperatur nehmen sie aus der Nahrung. strahlen (Wärmeenergie) ↳ Hohe Stoffwechselrate; ständige Nahrungszu-↳ niedrige Stoffwechselrate; Nahrung muss fuhr nötig um Energie zu Gewinnen. weniger häufig zugeführt werden. ● Wärmeregulation Schwitzen (Abkühlung), Muskelzitter (aufwärmung); 2.B. Fettgewebe, Fell zur Wärme isolierung · Wärmeregulation über Aufsuchen von wärmeren I kälteren Orten. • Bei extremen Temperaturen Wärme-/Kältestarre 2.B Reptilien, Insekten, Fische, Amphibien, wirbellose Tiere : Poikilotherme (Wechselwarme) Tiere Extreme Temperaturen - Hitze - | Kältetod 2.B. Säugetiere, Vögel Energiehaushalt Homoiothermer Tiere: Hohe Sauerstoffaufnahme zur Oxidation von Nährstoffen nötig. Wärmeabgabe über die Oberfläche → Kleine Tiere = kleineres Körpervolumen im Vergleich zur Körperoberfläche höherer Stoffwechselverbrauch zur Aufrechterhaltung ihrer Körpertemperatur (Atem-1 Herzfrequenz, Blutzuckerkonzentration....). größere Tiere entsprechend weniger Wärmeableitung und kleinerer Energiebedarf, gemessen am Körpervolumen → niedrige Stoffwechselrate. Lernzettel - Stoffwechsel Dienstag, 23. Februar 2021 01:19 5. Oxidative Phosphorylierung (Atmungskette + Chemiosmose): Letzter Schritt der Zellatmung (Oberführung von Energie aus Nährstoffen über Schrittweise Elektronenabgabe durch Reduktionsãquivalente in Form von ATP). • Nur unter aeroben Bedingungen (Co₂ stammt aus Lungenatmung). Atmungskette: Elektronen von NADH+H* und FADH₂ werden an Protein komplexe in der inneren Mitochondrienmembran abgegeben (Regeneration der Redulationsaquivalente). Proteinkomplexe als Redoxsysteme können sowohl Elektronen abgeben (oxidation) als auch aufnehmen (Redulation). ● Elektronen bewegen sich bergab" (→ Vergleich Treppe) von einem hohen zu einem niedrigen Energie- niveau. Ihr Redoxpotential (Affinität zur Elektronenaufnahme) steigt aus dem negativen in den positiven Bereich • Beim schrittweisen Elektronentransport (Protonen aus der Matrix werden durch die Protein komplexe I, III und II in den Informationsraum gepumpt) wird bei jeder Elevitronenübertragung eine kleine Menge Energie frei, die für einen aktiven Transport von Protonen bzw. Ht-lonen in den Intermembranraum genutzt wird → es ensteht ein Protonengradient ↳ Potenzielle Energie, die sich aus Konzentrations- und Ladungsunterschied ergibt: protonen motorische Kraft. Chemiosmose Mitochondrien- Innere Mitochon- Internme matrix drien membran mbraun- raum H* (H+) (H+) ( (H+) Kanalprotein ATP- Synthase (bzw. ATP-Synthose enthält Konderdein) Proteindiffusion (exergonisch) ist an die Synthese von ATP aus ADP und Phosphat gekoppelt → Energie kopplung Exkurs pH-Wert: Je höher der pH-Wert, desto niedriger die Ht-Konzentration. • Je niedriger der pH-Wert, desto höher die Ht-Konzentration. => Protonen diffundieren durch das kanalprotein bzw. Enzym ATP Synthase entlang ihres Konzentrations- gradienten durch die innere Mitochondrienmembran. Die potentielle Energie (protonenmotorische Kraft) des Protonengradienten wird in kinetische Energie umgewandelt, die zur ATP-Synthase genutzt werden kann. => Ende der Atmungshelte: Saverstoff als Akzeptor für Elektronen → O₂ wird durch Aufnahme von Elektronen und Protonen zu H₂O reduziert (→ gebremste knallgasreaktion). . Gesamtgleichung Atmungskette bow. Oxiclative Phosphorylierung → ausgehend von 1. Molekül Glucose 10 (NADH+H+) + 2 FADH₂ + 28-34 ADP + 28-34 Pi +²60₂ → 12H₂0 + 10 NAD+ + 2 FAD + 28-34 ATP Anzahl der ATP-Moleküle schwankt (abhängig von Zählweise bzw. Gewebeart!) 6. Gesamtbilianz und Überblick über die Zellatmung Welche Produkte enstehen in welcher Anzahl?: Lernzettel - Stoffwechsel Dienstag, 23. Februar 2021 10:45 Teilprozess Oxidative Decarboxylierung Glykolyse · Atmungskette bzw. andative Phosphorylierung . Citratzyklus Gesamtbilianz der Produkte C-Vorper I Wasser 2 Pyruvat (C3) 2 Acetyl-CoA (2) 2002 и Сог 12 H₂O 6CO₂ + 12H₂0 H-Übertrager le-Carrier Energieüberträger (ATP) 2 (NADH +H*) 2 (NADH +H*) Atemgastransport: Hämoglobin transportiert CO₂ in die Gewebezellen. 6 (NADH + H+) 2 FADH₂ Gesamtgleichong (Nettobilianz). C6H12O6 + 60₂ + 32-38 (ADP+ Pi) → 6CO₂ + 6H₂O + 32-38 ATP Innere Atmung: Zellatmung laerobe Dissimilation. ( Außere Atmung CO₂ wird ausgeatmet. 10 NADH + Ht 2 FADH₂ +H+) Wirkungsgrad: Direkte Verbrennung von 1 md Glucose: 2870 kJ → unmittelbar in Form von Wärme. Ausbeute bei der Zellatmung: 1158 ") and →40% nutzbarer Anteil = maxímaler kirkungsgrad 2 ATP Transport von CO₂ durch Venen zurück zur Lunge. 2 ATP ↳ Rest wird in Form von Wärme abgegeben und ist zwar, entwertet", kann aber zum Beispiel zur Aufrechterhaltung der Körpertemperatur genutzt werden (Wärmeenergie). 28-34 ATP 7. Atmung und Gasaustausch: Außere Atmung: Ventilation (Atembewegung) der Lunge und Gasaustausch zwischen Lunge und Blut. Co₂ diffundiert aus Alveden ins Blutplasma. 32-38 ATP Lernzettel - Stoffwechsel Montag, 22. Februar 2021 18:17 3. Oxidative Decarboxylierung" • Transport der Pyruvatmoleküle in die Mitochondrienmatrix. An der inneren Mitochondrienmatrix' Multienzymkomplex spaltet vollständig oxidierte und damit energie- arme Carboxylatgruppe (-coo-) als CO₂ vom Pyruvat molekule ab (Decarboxylierung). . Oxidation des verbliebenen Cz- Körper zu Acetat (Anion der Essigsäure) und Reduktion von NAD+ ZU NAD+ H+ (durch Elektronenaufnahme). Acetylrest geht (relativ fragile) Bindung mit Coenzym A (COA) ein ↳ Acetyl-CoA bzw aktivierte Essigsäure C₂ H₂O-S- COA Bindung über Schwefelatom von Col Reaktionsfreudig; Spaltung deshalb exergen. Gesamtgleichung oxidative Decarboxylierung: ausgehend von 1. Glucose Acetyl-CoA. 2C₂ H₂O3 + 2 NAD+ + CoA + 2H₂O → 2C₂H₂0 - CoA + 2Co₂+ 2 (NADH² + H²) 4. Der Citratzyklus: → Eucaryoten im Mitochondrium; Procaryoten im Cytoplasma. C₂ - Körper (als Produkt der oxidativen Decarboxylierung gehen zu Beginn des Citratzykalus eine Bindung mit Oxalessigsäure (bzw. Oxalacetat, dem deprotonierten Anion) ein → Oxalessigsäure dient als Akzeptor for Acetyl-Cat, das dadurch in den Citratzyklus gelangt und dort abgebaut werden kann. •Durch Übertragung • C₂-Körper werden nach und nach in Form von CO₂ abgebaut. ↳ Sauerstoff für die CO₂-Bindung stammt von H₂0 (wässriges Milieu von Zellen!), wobei der klasser- stoff zur Bindung von Redulationsãquivalenten führt. Am Ende bleibt Oxalessigeäure übrig → Zyklus kann von nevem beginnen. von zwei C-Atomen auf Oxalacetat (cy) entsteht Citrat (C6). • Während eines Zyklus entstehen: 200₂, 3 (NADH + H+¹), 1FADH₂, 1 ATP Gesamtgleichung Citratzyklus ausgehend von 1. Molekül Glucase: 2 Acetyl-CoA + 4H₂O + 2FAD +6NAD+ + 2 CADP+Pi) → 4CO₂+2 Cod + 2 FADH₂ + 6 (NADH +H*) + 2 ATP > => Das Kohlenstoffgerüst der Glucose wurde nun vollständig abgebaut. Die Energieausbeute ist jedoch bisher gering und beträgt, nur" 4 ATP. Die restliche Energie steckt in den Überträgermolekülen NADH+H+ und FADH₂. Atmungskette. Lernzettel - Stoffwechsel Dienstag, 23. Februar 2021 12:31 9. Energiebereitstellung und Aktivität: Grundumsatz: Energiemenge, die in völliger Ruhe bei einer Umgebungstemperatur von 25°C zur Auf- rechterhaltung der Körperfunktionen benötigt wird (abhängig vom Geschlecht, Alter, Körpermasse und Art des Körpergewebes → Muskelgewebe trägt zum Beispiel mehr zum Grundumsatz bei als Fett- gewebe. Leistungsumsatz Energiemenge, die über den Grundumsatz hinaus geht. (→ Körperliche Aktivität). Unter Leistungsumsatz versteht man den Energieverbrauch beim verrichten von Arbeit, Sport oder allgemein Bewegung. Gesamtumsatz 1 Energleumsate Der Energieumsatz setzt sich zusammen aus dem Grundumsatz, der nahrungsinduzierten Thermogenese, dem Leistungsumsatz und der adaptiven Thermogenese. Nahrungsrinduzierte Thermogenese Die nahrungsinduzierte Thermogenese vertritt den Anteil von 8 bis 15% unseres Körpers. Durch mehrere Mahlzeiten am Tag oder durch scharfe gewürze, Ingwer, chilli und eine erhöhte Zufuhr von Wasser führt zu einer Thermogenese. Adaptive Thermagenese: Die adaptive Thermogenese trägt nur ca. 8.% zum Energieumsatz bei. Durch besondere Bedingungen, wie zum Beispiel im Eiswasser baden oder Tiefseetauchen wird ebenfalls Fett verbrannt. Der Körper passt sich den Katten Temperaturen an. Dabei werden bestimmte Hormone ausgeschütten und Stoffwechselprozesse angeregt lin gang gesetzt, die zur Fettverbrennung führen. Diesen Prozess nennt man adaptive Thermogenese. (Faktoren beeinflussung Grundumsatz = Geschlecht Alter, Körpermasse). Brennwert gibt an, wie viel Energie durch Abbau der Nährstoffe im Körper bereitgestellt wird (Einheit: Kyg). Kurze, intensive Belastung: Es wird meist nur Glucose abgebaut. Kraftsport I Cardiol Ausdauertraining: Fettverbrennung (> moderate Belastung über längeren Zeitraum. Kabrisches Aquivalent: Energiemenge, die bei der Umsetzung von 11 0₂ freigesetzt wird (Einheit: "Yea₂). → Nährstoffe unterscheiden sich im Sauerstoffbedarf beim Abbau. Lernzettel Stoffwechsel Dienstag, 23. Februar 2021 11:30 8. Die Gärung (Anaerober Stoffwechsel): Energiegecoinnungswege in Abhängigkeit von Belastungsdauer: / Ablauf der Gärung: Glucose (C₂) Energiegewinnungswege; Anteil ATP кр (Keratinphosphact) 4 Energieträger in Muskeh anaerobe Glykolyse aerobe Glykolyse Belastungsdauer Fettsäureoridation 1 2 (ADP+Pi). 2 ATP 1 2NAD* 2NADH+H+ गढ़ 2 Pyruvat (C3) /s. 2 NADH + H™ 2 NAD 2 Lactat (C3) (Salz der Milchsäure 1 → Brennen' durch An- Saverung der Muskulator), Milchsauregarung (Tiere + Milchsaurebakterien) Reaktionsschema der Gärung. Milchsäuregärung 2 Pyruvat + 2 (NADH + H+) → 2 Lactat + 2 NAD+ Alkoholische Gärung' 2 Pyruvat + 2 (NADH + H²)→→→2CO₂ + 2 Ethand + 2 NAD+ Bedeutung für Organismen: Glykolyse findet auch unter anaeroben Be- dingungen statt. •Abspaltung von 200₂ 2 Acetaldehyd (C₂) ↓ Ca 2 Ethand (C₂), Alkoholische Gärung (Pflanzen + Bierhefepilze) 2NADH+H 2 NAD Durch Garungsprozesse können Elektronencarrier oxidiert werden, weshalb die Glykdyse wieder stafffinden kann. Somit stellt die Gärung eine alternative Energiegewinnung unter Sauerstoffmangel dar. • Allerdings im Vergleich zur regulären Zellatmung sehr ineffizient (nur 2 ATP pro Glucosemdekül). Gluconeogenese • Wenn zwangspause beim Sport durch Überanstrengung | Ansaverung der Muskeln (→ lactat), dann: Auf- füllen der Sauerstoff- und Glucosespeicher. • Unter ATP-Verbrauch wird aus Lactat wieder Pyruvat und dann Glucose regeneriert → Gluconeogenese (dafür erforderliches ATP muss durch aerobe Energiegewinnung bereitgestellt werden, deshalb starkes Almen nach anaerober Energiegewinnungsphase).