Energieproduktion bei Tieren
Tiere gewinnen Energie aus der Nahrung, die sie fressen, und wandeln sie durch zelluläre Prozesse, hauptsächlich die Zellatmung, in nutzbare Formen um.
1. Verdauung
Tiere nehmen Nahrung mit Kohlenhydraten, Proteinen und Fetten auf. Das Verdauungssystem baut diese komplexen Moleküle in einfachere Bestandteile ab, die vom Körper aufgenommen und genutzt werden können.
2. Zellatmung
Die Zellatmung findet in den Mitochondrien statt und baut Glukose ab, um Adenosintriphosphat (ATP) zu produzieren, die primäre Energiewährung der Zellen.
a. Glykolyse
Diese erste Phase findet im Zytoplasma statt. Ein Glukosemolekül wird in zwei Pyruvatmoleküle abgebaut, wobei eine kleine Menge ATP und Elektronenträger wie NADH und FADH2 produziert werden.
b. Citratzyklus (Krebs-Zyklus)
Pyruvat gelangt in die Mitochondrien und durchläuft den Citratzyklus, wobei Kohlendioxid freigesetzt und zusätzliches ATP, NADH und FADH2 erzeugt werden.
c. Elektronentransportkette
Elektronenträger leiten Elektronen an die Elektronentransportkette in der inneren Mitochondrienmembran weiter. Während Elektronen durch die Kette wandern, werden Wasserstoffionen über die Membran gepumpt, wodurch ein Gradient entsteht.
d. Oxidative Phosphorylierung
Wasserstoffionen fließen zurück durch die ATP-Synthase, was die Synthese von ATP aus ADP und anorganischem Phosphat antreibt. Die Energie aus dem Ionengegradient wird in den hochenergetischen Bindungen von ATP gespeichert.
3. ATP-Nutzung
ATP versorgt zelluläre Aktivitäten wie Muskelkontraktion, Nervenimpulsübertragung und die Synthese biologischer Moleküle.
Während Kohlenhydrate die primäre Energiequelle für die meisten Tiere sind, haben einige Arten spezialisierte Anpassungen, um Fette oder Proteine zu nutzen. Stoffwechselwege und Effizienz variieren zwischen Tiergruppen.