Innere Atmung (Zellatmung) – Biologie und Ablauf einfach erklärt

Bestimmt hast du zum Thema Atmung schon einiges an Unterrichtsmaterial in der Schule bekommen und hast dir den einen oder anderen Lernzettel, vor allem zum Thema Zellatmung, angefertigt. Allgemein unterscheidet man zwischen innerer und äußerer Atmung. Die äußere Atmung dient dem Gasaustausch in der Lunge. Dabei wird Sauerstoff mit der Atemluft eingeatmet und bis zu den Lungenbläschen, den sogenannten Alveolen, transportiert. Hier diffundiert der Sauerstoff ins Blut und wird über die roten Blutkörperchen zu den verschiedenen Zellen transportiert. Im Gegenzug wird das in den Zellen entstandene Kohlenstoffdioxid mit den roten Blutkörperchen wieder an die Lungenbläschen abgegeben und ausgeatmet. Den zu den Zellen transportierten Sauerstoff benötigen wir für die innere Atmung.  

Der Ort der Zellatmung oder der inneren Atmung sind die Mitochondrien. Sie werden auch als die Kraftwerke der Zellen bezeichnet. Beim Abbau energiereicher organischer Substanzen wie Glucose wird in den Zellen unter Verbrauch von Sauerstoff für weitere Stoffwechselprozesse Energie freigesetzt. Die Zellatmung ist ein Beispiel für aerobe Dissimilation (katabolischer Stoffwechsel). 

Zusammenfassend kann man sagen, dass wesentliche Unterschiede zwischen innerer (Zellatmung) und äußerer Atmung in Ort und Funktion beider Prozesse liegen.

Die Zellatmung ist die Umkehrung der Fotosynthese, in der Pflanzen mittels Lichtenergie aus Kohlenstoffdioxid und Wasser Glucose und Sauerstoff herstellen.

Das folgende Schaubild bildet sowohl die Zellatmung als auch die Fotosynthese schematisch grafisch ab.

Neben der aeroben Zellatmung gibt es auch die anaerobe Zellatmung oder Gärung, bei der Energie unter Ausschluss von Sauerstoff gewonnen wird. Dieser Prozess kommt meist in Bakterien vor.

Die Energiegewinnung im menschlichen Körper beginnt also mit der Zellatmung bis zur vollständigen Verbrennung der Glucose. Für die Oxidation der Glucose kannst du folgende Reaktionsgleichung bzw. Summengleichung- oder formel für die Zellatmung aufstellen:

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O

Im Folgenden erklären wir dir diesen Kohlenhydratstoffwechsel auf einfache Weise. Dafür sind die unterschiedlichen Teilprozesse der Zellatmung in der folgenden Tabelle übersichtlich für dich zusammengefasst.
In der rechten Spalte siehst du jeweils die Zwischenprodukte der einzelnen Teilschritte der Zellatmung. Die Redoxäquivalente (NADH und FADH₂) werden in der Atmungskette zu ATP umgewandelt. In Klammern ist daher immer die Anzahl an ATP angegeben, die in der Atmungskette aus den entsprechenden Zwischenprodukten entsteht.

Die Gesamtbilanz der Zellatmung pro Molekül Glucose liegt demnach bei ca. 30 ATP.