Wie unterscheiden sich Gärung und Zellatmung?

Bei der Dissimilation laufen abbauende Stoffwechselprozesse ab. Zum Beispiel werden Nährstoffe wie Kohlenhydrate und Fette unter Energiegewinnung abgebaut. Hier unterscheidet man die Zellatmung (aerobe = mit Sauerstoff) und die Gärung (anaerobe = ohne Sauerstoff).

 

Wir haben bei der Zellatmung gelernt, Glucose kann unter aeroben Bedingungen (mit Sauerstoff) vollständig oxidiert werden, d.h. sie wird ersetzt und geht schließlich in der Atmungskette eine Verbindung mit Sauerstoff ein, woraus schließlich Energie in Form von ATP gewonnen wird. Wir atmen also Sauerstoff ein, damit bei der Zellatmung die Glucose, die wir mit der Nahrung aufnehmen, zu Energie verarbeitet werden kann. Doch viele Lebewesen können, ganz oder teilweise, auch ohne Sauerstoff Energie gewinnen - wie gelingt das?

Sie gewinnen die Energie unter anaeroben Bedingungen (ohne Sauerstoff). Dabei kann die Glucose jedoch nur unvollständig verarbeitet werden, wodurch viel weniger Energie gewonnen wird als bei der Zellatmung. Diesen Vorgang nennt man "Gärung". Die Gärung der Glucose beginnt, genau wie bei der Zellatmung auch, mit dem Prozess der Glykolyse im Cytoplasma der Zelle. Dabei wird ein Glucose-Molekül zu zwei Molekülen Pyruvat (Brenztraubensäure) oxidiert. Hierbei werden 2 ADP+P zu 2 ATP umgewandelt und außerdem auch 2 Moleküle NAD+ zu 2 NADH+H+ reduziert (lat.: „reducere“ = verringern).

Soweit ist die Glykolyse der Gärung mit der der Zellatmung identisch, doch nun können die Elektronen und Protonen, mit denen die NADH+ H+ Moleküle aufgeladen wurden, nicht wie in der Atmungskette der Zellatmung abgegeben werden und mit Sauerstoff zu H2O (Wasser) reagieren, da bei der Gärung ja kein Sauerstoff zur Verfügung steht. Das bedeutet, dass die zwei Moleküle ATP, die bei der Oxidation von Glucose zu Pyruvat entstanden sind, die einzige Energieausbeute der Gärung darstellen. Im Vergleich zu den ca. 32 ATP aus der Zellatmung nicht viel, aber besser als gar keine Energie.

Einen groben Überblick zu den Unterschieden bei der Gärung liefert das nachfolgende Video: