Overview
In dieser Vorlesung wird die anaerobe Energiegewinnung ohne Sauerstoff behandelt, mit Schwerpunkt auf der Milchsäuregärung als wichtigem Stoffwechselprozess.
Grundlagen der Energiegewinnung
- Die meisten Organismen gewinnen Energie durch Abbau von Glucose, die bei der Photosynthese entsteht.
- Glucose wird in den Zellen zu ATP umgewandelt, das als Energieträger dient.
- Bei Sauerstoffmangel werden alternative, anaerobe Stoffwechselwege wie Gärung genutzt.
Aerober vs. Anaerober Stoffwechsel
- Zellatmung (aerob) liefert ca. 32 ATP pro Glucosemolekül und findet bei Eukaryoten und manchen Prokaryoten statt.
- Gärung (anaerob) liefert weniger Energie (nur 2 ATP pro Glucosemolekül).
- Welche Energiegewinnung genutzt wird, hängt von der Lebensweise und Sauerstoffverfügbarkeit ab.
Milchsäuregärung
- Pyruvat, das Endprodukt der Glykolyse, wird zu Lactat (Milchsäure) reduziert, wenn kein Sauerstoff vorhanden ist.
- NADH überträgt Wasserstoff auf Pyruvat, wodurch NAD+ entsteht und die Glykolyse fortgeführt werden kann.
- Das Enzym Lactatdehydrogenase (LDH) katalysiert diese Reaktion.
- Milchsäuregärung findet in Milchsäurebakterien und Muskelzellen von Wirbeltieren statt.
Auswirkungen auf den menschlichen Körper
- Bei intensiver Belastung reicht der Sauerstoff im Muskel nicht aus, sodass Milchsäuregärung kurzfristig Energie liefert.
- Überschüssige Milchsäure senkt den pH-Wert der Zellen, was zu Muskelkrämpfen und Schmerzen führen kann.
- Die Laktatschwelle bezeichnet den Belastungspunkt, an dem Laktat stark im Blut ansteigt und dient als Leistungsdiagnostik.
Key Terms & Definitions
- Aerob — Stoffwechselweg mit Sauerstoff.
- Anaerob — Stoffwechselweg ohne Sauerstoff.
- Glykolyse — Abbau von Glucose zu Pyruvat.
- Pyruvat — Endprodukt der Glykolyse.
- Lactat (Milchsäure) — Produkt der Reduktion von Pyruvat bei Sauerstoffmangel.
- ATP (Adenosintriphosphat) — Hauptenergiespeicher der Zelle.
- Lactatdehydrogenase (LDH) — Enzym, das die Umwandlung von Pyruvat zu Lactat katalysiert.
- Laktatschwelle — Punkt, an dem die Lactatkonzentration im Blut stark ansteigt.
Action Items / Next Steps
- Zweiten Teil zur alkoholischen Gärung anschauen.
- Genaue Abläufe der Glykolyse wiederholen.
- Laktatschwelle und deren Bedeutung für Training recherchieren.