Zellatmung

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 11. März 2024

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Unter Zellatmung (innere Atmung bzw. aerobe Atmung) versteht man alle Stoffwechselabläufe, durch die in den Zellen Energie gewonnen wird. Als Oxidationsmittel dient dabei molekularer Sauerstoff. Dieser wird reduziert und es entsteht auf diese Weise aus Sauerstoff und Wasserstoff Wasser.

Was ist die Zellatmung?

Unter Zellatmung versteht man alle Stoffwechselabläufe, durch die in den Zellen Energie gewonnen wird.

Zur Energieversorgung nehmen Zellen Glucose (Traubenzucker) auf. Die Glucose wird in weiterer Folge in den Mitochondrien bzw. im Cytoplasma zu Wasser bzw. Kohlenstoffdioxid abgebaut. Dadurch gewinnen die Zellen die Verbindung Adenosintriphosphat (ATP), eine universelle Energiequelle, die für viele Stoffwechselvorgänge äußerst wichtig ist. Insgesamt gliedert sich die Zellatmung in drei Schritte:

• Glykolyse: Hier wird ein Traubenzuckermolekül zu zwei Molekülen Essigsäure abgebaut. Aus jedem Molekül Glucose gewinnt man zwei C3-Moleküle, die in die Mitochondrien transportiert werden, wo es zum nächsten Abbauschritt kommt.

• Citratzyklus: Die aktivierte Essigsäure gelangt in den Citratzyklus und wird in mehreren Schritten abgebaut. Dabei wird Wasserstoff frei, der an so genannte Wasserstoff-Transportmoleküle gebunden wird. Als Nebenprodukt entsteht CO2, das dann von der Zelle abgegeben und über die Atmung ausgeschieden wird.

• Die Endoxidation bezeichnet man auch als Atmungskette, wobei der gewonnene Wasserstoff zu Wasser verbrannt wird und ATP entsteht.

Durch diesen stufenweisen Prozess kann ein sehr großer Teil der Energie genutzt werden. Insgesamt werden aus einem Molekül Glucose 36 ATP-Moleküle gewonnen, was einem Wirkungsgrad von über 40 Prozent entspricht.

Funktion & Aufgabe

Die pflanzlichen Fettsäuren in der Zellmembran verbessern darüber hinaus den Austausch von Stoffen. Durch ein Übermaß an Cholesterin bzw. tierischem Fett und Eiweiß erstarren die Membranen und die Zellstruktur sowie die Grenzschichten zwischen den unterschiedlichen Geweben. Dadurch wird der Austausch von Stoffen erschwert und nur eine unzureichende Menge an Sauerstoff und Nährstoffen wird zu den Zellen gebracht.

Im Innenraum der Zellen befinden sich die Mitochondrien, die über eine eigene Erbinformation verfügen und sich auch vermehren können. In den Membranen der Mitochondrien wird Körperwärme und Körperenergie gewonnen. Ist die Energiegewinnung gestört, so können Krankheiten wie Krebs auftreten.

Über die Atemluft bzw. die Nahrungskette können Sauerstoffatome bzw. Wasserstoffionen in die Zellen gelangen. Auf Grund verschiedener Oxidations- und Reduktionsvorgänge von Sauerstoff und Wasserstoff findet Energiegewinnung statt. Elektronen werden mit Hilfe von Co-Enyzmen auf ein niedriges Energieniveau gebracht, wodurch Energie freigesetzt wird. Mit Hilfe dieser Energie können die Protonen aus dem Inneren der Mitochondrien in ihren Zwischenmembranraum gepumpt werden und strömen dann wieder ins Innere zurück.

Dabei entsteht ATP (Adenosintriphosphat), ein Molekül, das bei der Speicherung von Körperwärme und Körperenergie eine zentrale Rolle spielt. Adenosintriphosphat kann als Zentrum des Energiestoffwechsels bezeichnet werden. So besitzt eine Zelle über eine Milliarde ATP-Moleküle, die täglich tausendmal hydrolysiert bzw. phosphoryliert werden. Die Energie, die dabei frei wird, benötigt man für verschiedene Stoffwechselreaktionen.

Wenn es innerhalb der Atmungskette zu einer Zerstörung der Co-Enzyme kommt, so bricht die Energiegewinnung zusammen und es tritt ein saures Milieu auf. Folglich verlassen die Mitochondrien die Zelle oder können absterben und es kommt zu einer Stagnation der Energiegewinnung, das heißt, es findet eine unzureichende Wärmeproduktion statt. Dies ist beispielsweise im Vorfeld von Krebserkrankungen ersichtlich, da bei Krebskranken eine niedrigere Körpertemperatur nachgewiesen werden kann.

Krankheiten & Beschwerden

Durch falsche Ernährung, Zigarettenkonsum, Schwermetalle, Übersäuerung, seelische Belastungen oder chronische Erkrankungen werden verstärkt freie Radikale gebildet. Diese schädigen die Körperstrukturen und führen zu einer frühzeitigen Alterung. Als freie Radikale bezeichnet man Moleküle, die entweder ein Elektron zu wenig oder zu viel haben. Daher versuchen sie einen Ausgleich herbeizuführen, indem sie anderen Molekülen sehr radikal Elektronen entreißen. Als Folge davon tritt eine Kettenreaktion auf, bei der es zu einer Zerstörung bzw. Beschädigung von Molekülen kommt.

Sehr häufig sind freie Radikale so genannte Sauerstoffradikale, die einen Oxidationsvorgang auslösen und Fette bzw. Enzyme zerstören. Darüber hinaus rufen freie Radikale Mutationen an der Mitochondrien- bzw. Zellkern-DNA hervor und schädigen das Bindegewebe. Durch sie entstehen zahlreiche chronische Krankheiten wie Bluthochdruck, Immunschwäche, Alzheimer, Parkinson, Allergien, Diabetes, Rheuma oder Arteriosklerose.

Da sich die Schlackenstoffe ablagern, ist der Nährstofftransport zwischen Zelle und Blutgefäßen erschwert, denn die freien Radikalen vernetzen Zuckereiweiße, Eiweiße sowie alle Grundsubstanzen. Damit entsteht ein Milieu für Krankheitserreger und die Immunabwehr wird begünstigt. Da der Körper eine Überzahl an Radikalen nicht bewältigen kann, benötigt er Hilfe in Form von Enzymen, Q10, verschiedensten Vitaminen oder Selen, die die freien Radikale unschädlich machen und den Körper schützen.

Quellen

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