Glossar Stoffwechsel
Adenosintriphosphat (ATP): ein Nucleotid aus der organischen Base Adenin, dem Zucker Ribose und drei Phosphatgruppen, das als universeller Energieträger der Zelle dient.
Glykogen: in Tier- und Pilzzellen vorliegende Speicherform der Kohlenhydrate, die aus vielen Glucosemolekülen besteht.
respiratorischer Quotient (RQ): Verhältnis aus der Kohlenstoffdioxidmenge der ausgeatmeten Luft und der Sauerstoffmenge der eingeatmeten Luft.
Glykolyse: Folge von einzelnen chemischen Reaktionen, bei der die Glucose schrittweise zu Pyruvat abgebaut werden.
NAD+ (Nicotinamid-Adenin-Dinucleotid): Coenzym, das bei Redoxreaktionen Wasserstoffionen und Elektronen aufnimmt und dabei zu NADH + H+ reduziert wird.
Citratzyklus: Reaktionskreislauf in der Mitochondrienmatrix, durch den das Pyruvat über mehrere Schritte vollständig zu Kohlenstoffdioxid oxidiert wird. Er ist der zentrale Abschnitt der Zellatmung und dient vor allem zur Bildung von NADH + H+ sowie als Ausgangspunkt verschiedener Biosynthesewege.
oxidative Decarboxylierung: chemische Reaktion, bei der Kohlenstoffdioxid aus Verbindungen abgespalten und das restliche Molekül oxidiert wird.
Proton, auch Wasserstoffion oder H+-Ion: ein stabiler, elektrisch positiv geladener Bestandteil der Atome.
Protonengradient: Konzentrationsgefälle für Protonen an einer Membran. Der Protonengradient ist die Grundlage der Energiegewinnung durch oxidative Phosphorylierung.
ATP-Synthase: spezielles Enzym in der Membran, durch das Protonen entlang des Konzentrationsgefälles durch eine Membran transportiert werden. Dabei wird die Energie des Konzentrationsgefälles für die Bildung von ATP aus ADP und Phosphat genutzt.
Atmungskette: Kette von Redoxreaktionen in der inneren Mitochondrienmembran, in deren Verlauf der Wasserstoff des NADH mit dem Sauerstoff zu Wasser oxidiert wird. Diese Redoxreaktionen liefern die Energie für den Protonentransport und damit für die ATP-Bildung.
Oxidation: Abgabe von Elektronen.
Reduktion: Aufnahme von Elektronen.
Redoxreaktion: Reaktion, bei der ein Reaktionspartner oxidiert wird, also Elektronen abgibt, und ein anderer gleichzeitig reduziert wird, also Elektronen aufnimmt.
oxidative Phosphorylierung: Prozess, bei dem die Redoxreaktionen in der Atmungskette die Energie für den Protonentransport und damit für die ATP-Bildung liefern.
Zellatmung: aerobe Form des Energiestoffwechsels, bei dem die Glykolyse im Zytoplasma und der Citratzyklus in den Mitochondrien abläuft.
Dissimilation: abbauender Stoffwechsel, bei dem Kohlenhydrate, Fette, Aminosäuren oder andere Stoffe zur ATP-Bildung genutzt werden.
Muskelfaser: Besteht aus langen, dünnen Zellen mit vielen Zellkernen und Mitochondrien, die aus der Verschmelzung von Vorläuferzellen entstanden sind. Mehrere Muskelfasern bilden ein Muskelfaserbündel.
Myofibrille: Bestandteil der Muskelfaser, der aus zahlreich hintereinanderliegenden Sarkomeren besteht.
Sarkomer: funktionelle Einheit einer Myofibrille und somit eines Skelettmuskels, die die Kontraktion ermöglicht.
Aktinfilament: dünnes, fädiges Protein des Sarkomers.
Myosinfilament: dicker Proteinfaden, der mittig im Sarkomer liegt und über Titin mit den Z-Scheiben verbunden ist.
Gleitfilamenttheorie: Modellvorstellung zur Muskelkontraktion, nach der Aktin- und Myosinfilamente durch die Beweglichkeit des Myosinkopfs aneinander vorbeigleiten.
weiße Muskelfaser: Muskelfasern mit wenig Blutkapillaren, die sehr schnell kontrahieren, jedoch auch schnell ermüden.
rote Muskelfaser: Muskelfasern mit vielen Blutkapillaren, die langsamer kontrahieren, jedoch sehr ausdauernd sind.
Grundumsatz: Energie, die zur Aufrechterhaltung der grundlegenden Funktionen eines Organismus bei völliger Ruhe benötigt wird.
Leistungsumsatz: bei körperlicher Aktivität zusätzlich benötigte Energiemenge, die über den Grundumsatz hinausgeht.
Gesamtumsatz: setzt sich aus Grundumsatz, Leistungsumsatz und in geringem Maße aus nahrungsbedingtem und temperaturregulieren- dem Energieumsatz zusammen.
Brennwert: Maß für die in einem Stoff enthaltene Wärmeenergie. Er wird in Kilojoule (kJ) oder Kilokalorie (kcal) pro Gramm Nährstoff angegeben.
physikalischer Brennwert: gibt den Energiegehalt eines Stoffes an und wird durch den voll- ständigen Abbau des Stoffes ermittelt.
physiologischer Brennwert: gibt die spezifische Energie eines Stoffes an, die bei seiner Verstoffwechslung im Körper eines Organismus verfüg- bar gemacht werden kann. Da der Körper Stoffe nicht vollständig oxidieren kann, ist dieser Wert geringer als der physikalische Brennwert.
Energieumsatz: Übertragung der in der Nahrung enthaltenen Energie auf die für den Körper nutzbaren, körpereigenen Energieformen, vor allem ATP.
Überkompensation: Energiereserven, die nach einer Trainingseinheit höher liegen als vor dem Training.
– Fotosynthese –
Absorption: Aufnahme von Strahlungsenergie durch Anregung von Elektronen.
Absorptionsspektrum: grafische Darstellung der Absorption in Abhängigkeit von eingestrahlten Wellenlängen. Absorptionsspektren werden mit einem Spektralfotometer aufgenommen.
Fotosynthese: Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie und Aufbau von organischer Substanz aus anorganischen Stoffen. Besteht aus lichtabhängiger Primär- und lichtunabhängiger Sekundärreaktion.
Blattpigmente: lichtabsorbierende Farbstoffe in Blättern, beispielsweise Chlorophyll.
Chromatografie: Methode zur Trennung eines Stoffgemischs, bei der Stoffe aufgrund unter- schiedlicher Löslichkeit in einem Fließmittel und unterschiedlicher Adsorption an einem Träger getrennt werden.
Chloroplast: von Chlorophyll grün gefärbter Zellbestandteil, Ort der Fotosynthese.
Thylakoidmembranen: Membransystem der Chloroplasten.
Fotosysteme: fotosynthetisch wirksame Farbstoffe, die an Proteinkomplexe gebunden sind.
Elektronentransportkette: Reaktionskette von Redoxsystemen, in der Elektronen transportiert werden.
Fotolyse des Wassers: fotochemische Spaltung von Wasser, bei der Elektronen, Protonen und elementarer Sauerstoff freigesetzt werden.
Fotophosphorylierung: Aufbau von ATP aus ADP und Phosphat durch Nutzung absorbierter Strahlungsenergie.
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