Energie-Grundlagen
Hier einige Details zum Verständnis des Energie-Kapitels
Die Maschine (ZSZ/TCA)
Ein Kapitel mit der nötigsten Theorie. Hier wird beschrieben wie ein Säugetierkörper wie unserer zu Energie kommt.
Wir sind keine Medizin-Studenten oder Nobelpreis-Forscher, darum interessieren im folgenden nur die Schaltstellen und nicht die ganzen Enzymnamen etc..
Wir beschäftigen und mit den folgenden 3 Schritten.
(glycolyse) (pdh) (tca)
zucker--------------> pyruvate--------->acetylCoA--------->CO2+Wasser+Reste
!
+-- L-lactate
+---Alkohol
In den folgenden Kästen werden Stoffe in dieser und Wege in dieser Farbe gezeigt.
Glycolyse macht daraus Pyruvat. Dies ist ein einfacher Vorgang, der schon mal 2 (von 36) ATP's erzeugt. Lecker. Die Enzyme dieses Vorgangs sind einfach. Nicht weiter für uns interessant.
Jetzt haben wir Pyruvat. Alle Kohlenhydratnahrung geht durch die Form von Pyruvat. Bei Pyruvat gabelt sich der Weg, denn es gibt 3 Wege aus Pyruvat:
| zu Milchsäure (durch Lactate dehydrogenase) Dieser Weg produziert nur 2 weitere ATP's bevor die Milchsäure wieder von der Leber weggeräumt wird. Die macht zuletzt wieder Zucker daraus: Milchsäure ist also nur ein Zwischenspeicher. Hat aber den Vorteil, dass sie keinen Sauerstoff verbraucht. Energie ohne Sauerstoff? Das ist bei Sauerstoffmangel Atemnot bzw. Hochleistungssport interressant. Interessant ist: für diesen Weg sind auch keine Vitamine und komplizierten Enzyme nötig. |
zu Alkohol (Fermentierung) Das ist der Weg der Hefe: Alkohol aus Zucker produzieren. Dabei fallen wieder nur 2 bzw. 4 ATP's ab. Der Alkohol (ethanol) wird dann über ganz eigene Wege weiterverarbeitet - wie Fette (MEOS microsomal ethanol oxidating system, ADH ,Catalase) die eher der Entgiftung als der Energiegewinnung dienen. Denn beim Abbau entstehen auch noch giftigere Substanzen, wie Acetaldehyd (ja, das aus den Spanplatten). An Vitaminen sind hier erstmal nur Thiamin und Magnesium notwendig (ADH). |
zu acetyl CoA Das ist der Königsweg für Eukaryonten, denn er verbraucht zwar erstmal 2 ATPs aber aus dem acetyl CoA können dann wirklich viele (36) ATPs erzeugt werden. Dieser Weg braucht einen riesengroßen und anfälligen Enzymkomplex (pyruvate dehydrogenase complex). Damit weiter im nächsten Kasten. |
Jetzt haben wir acetyl CoA. Ein seltsam komplizierter Name für diesen wichtigsten Energielieferanten in jeder Zelle, vom Bakterium bis zum Menschen. Acetyl CoA brauchen wir um unsere wichtigste Energiegewinnung (den Zitronensäurezyklus) zu betreiben.
Fett übrigens taucht erst an dieser Stelle auf. Es wird bei der Zerlegung direkt in acetyl CoA umgewandelt - ohne den schwierigen Schritt aus Pyruvat. Damit ist es ein hervorragender Treibstoff. Energiereich und seine Verbrennung verbraucht weniger Vitamine. Ausserdem füttert es keine Hefen im Darm. Allerdings:
- Fett liefert keinen Treibstoff fürs Gehirn. Das Gehirn ist angewiesen auf Zucker. Es verbraucht 300-500 kcal pro Tag. Es hat allererste Priorität (nach wenigen Minuten ohne Nahrung stürbe es).
- Verschiedene Signale verhindern die Verwendung von Fett. Unter anderem Insulin (also nach jedem Essen).
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Jetzt kommt der berühmte Zitronensäurezyklus (ZSZ). Er zerlegt acetyl CoA zu Wasser, CO2 und Energie. Dieser ist die effizienteste Form der Energiegewinnung, weil das Ausgangsprodukt vollständig oxidiert wird.
Der Vorgang erfolgt in 8 Schritten, von denen einer vom anderen abhängt und jeder eine Reihe von Vitaminen, Enzymen und Mineralien benötigt. |
Oder, wenn gerade keine Energie (ATP's) gebraucht wird, dann wird das acetyl CoA eben zu Fett verarbeitet. Zum Speichern für später.
Dieser Schritt ist wesentlich einfacher als der ZSZ, er braucht nur ein Vitamin, nämich Biotin (Vitamin B5). |
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