1. Verdauung :Tiere nehmen Nahrung auf, die energiereiche Moleküle wie Kohlenhydrate, Proteine und Fette enthält. Das Verdauungssystem zerlegt diese komplexen Moleküle in einfachere Bestandteile, die vom Körper aufgenommen und verwertet werden können.
2. Zellatmung :Zellatmung ist eine Reihe von Stoffwechselreaktionen, die in den Mitochondrien von Zellen ablaufen. Dabei wird Glukose, ein aus Kohlenhydraten gewonnener Einfachzucker, zu Adenosintriphosphat (ATP) abgebaut, der primären Energiewährung der Zellen.
A. Glykolyse :Diese Anfangsphase der Zellatmung findet im Zytoplasma statt. Ein Glukosemolekül wird in zwei Pyruvatmoleküle zerlegt, wobei eine kleine Menge ATP freigesetzt wird und hochenergetische Elektronenträger, NADH (Nicotinamidadenindinukleotid) und FADH2 (Flavinadenindinukleotid), entstehen.
B. Krebs-Zyklus (Zitronensäure-Zyklus) :Die Pyruvatmoleküle aus der Glykolyse gelangen in die Mitochondrien und durchlaufen eine Reihe chemischer Reaktionen, die als Krebs-Zyklus bekannt sind. Dieser zyklische Prozess zersetzt die Pyruvatmoleküle weiter, setzt Kohlendioxid frei und erzeugt zusätzliches ATP, NADH und FADH2.
C. Elektronentransportkette :Die bei der Glykolyse und dem Krebs-Zyklus erzeugten Elektronenträger (NADH und FADH2) geben ihre Elektronen an die Elektronentransportkette weiter, eine Reihe von Proteinkomplexen, die sich in der inneren Mitochondrienmembran befinden. Während sich die Elektronen durch die Kette bewegen, wird ihre Energie genutzt, um Wasserstoffionen (H+) durch die Membran zu pumpen und so einen Gradienten zu erzeugen.
D. Oxidative Phosphorylierung :Die während der Elektronentransportkette durch die Membran gepumpten Wasserstoffionen fließen durch einen spezifischen Proteinkomplex namens ATP-Synthase zurück. Diese Ionenbewegung treibt die Synthese von ATP aus ADP (Adenosindiphosphat) und anorganischem Phosphat (Pi) an. Die durch den Wasserstoffionengradienten freigesetzte Energie wird eingefangen und zur Bildung der hochenergetischen Bindungen von ATP genutzt.
3. ATP-Nutzung :Die durch die Zellatmung erzeugten ATP-Moleküle werden dann von verschiedenen zellulären Prozessen und Aktivitäten genutzt, die Energie benötigen. ATP liefert die notwendige Kraft für Muskelkontraktionen, die Übertragung von Nervenimpulsen, die Synthese biologischer Moleküle und viele andere Zellfunktionen.
Es ist wichtig zu beachten, dass Kohlenhydrate zwar für die meisten Tiere die primäre Energiequelle sind, einige Arten jedoch über spezielle Anpassungen verfügen können, um andere Energiequellen wie Fette oder Proteine zu nutzen. Darüber hinaus gibt es Unterschiede in den Stoffwechselwegen und der Effizienz der Energieproduktion zwischen verschiedenen Tiergruppen und Arten.