Man mische zwei Mol Wasserstoffgas mit einem Mol Sauerstoff, zünde mit einem Funken ... und was passiert? Ein gewaltiger Knall! Die Mischung trägt nicht umsonst den Namen Knallgas! Und doch erfolgt dieser Reaktion in fast jeder Ihrer Zellen ständig, ganz leise und kontrolliert.

Wenn Ihr Körper Zucker oder Fettsäuren verbrennt, dann werden diesen Närstoffen in der Glykolyse und im Zitratzyklus Elektronen und H⁺-Ionen entzogen, bis nur noch CO₂ übrigbleibt. Das Oxydationsmittel, also der Empfänger dieser Elektronen ist jedoch noch nicht der Sauerstoff, den sie atmen. Der zusätzliche Sauerstoff im so produzierten CO₂ stammt aus Wasser; die Elektronen werden auf Ueberträgersubstanzen wie NAD⁺ (und FAD übertragen. NAD⁺ übernimmt zwei Elektronen und ein H⁺, also formell ein Hydridion, und wird zu NADH, ein zweites H⁺ geht in Lösung. FAD übernimmt zwei Elektronen und zwei Protonen und wird zu FADH_². Die Reduktion des Sauerstoffs geschieht erst an der Mitochondrienmembran: Hier liefern NADH und FADH_² iher Elektronen an die Elektronentransportkette der Mitochondrien, die diese kontrolliert auf den Sauerstoff übertragen. Vorher müssen diese jedoch noch arbeiten: Die Energie wird dazu verwendet, einen pH-Unterschied zwischen dem Innern der Mitochondrien und dem Zytoplasma herzustellen. Dieser Konzentrationsunterschied liefert die Energie für die ATP-Synthese.

Obwohl die Nettoformal für die Verbrennung von Zucker im Körper so aussieht:

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ ---> 6 CO₂ + 6 H₂O

Entspricht der tatsächliche Vorgang diesem:

C₆H₁₂O₆ + 6 H₂O ---> 6 CO₂ + 24 H⁺ +24 e^-

In einem zweiten, räumlich getrennten Vorgang erfolgt der zweite Teil der Reaktion:

24 H⁺ +24 e^- + 6 O₂ ---> 12 H₂O

Zwischen diesen beiden Halbreaktionen liegt eine komplexe Kette von Zwischenschritten, die die dabei freiwerdende Energie auffangen und für die Synthese von ATP nutzen.

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