Atmung - GeoLexikon

Energiegewinnung von Organsimen (Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen) durch den oxidativen Abbau (Oxidation) organischer Stoffe. Der Begriff Atmung bezieht sich dabei auf alle Prozesse, die im Zusammenhang stehen mit der Aufnahme von molekularem Sauerstoff (O₂) in den Organismus, dem O₂-Transport in die Körperzellen und der dort erfolgenden Oxidation zu Wasser unter Abgabe von Kohlendioxid (CO₂). Man unterscheidet die äussere Atmung (Gaswechsel, Respiration), welche die Aufnahme von O₂ und die Abgabe von CO₂ bezeichnet, von der inneren Atmung (Zellatmung, Katabolismus, Dissimilation), unter der man den schrittweisen oxidativen Abbau energiereicher organischer Substanzen in den Zellen (u.a. in der Atmungskette) versteht, verbunden mit einem Energiegewinn für die Organismen und der Abgabe von energiearmen Ausscheidungsprodukten (CO₂, H₂O). Im Vergleich zur Gärung ist die Atmung bezüglich des Energiegewinns um ein vielfaches effektiver. Bei der Atmung wird Wasserstoff (H⁺) des Substrats unter Bildung von ATP (Adenosintriphosphat) auf einen terminalen H⁺-Akzeptor übertragen, der seinerseits reduziert wird. In Abhängigkeit des verwendeten H⁺-Akzeptors unterscheidet man zwischen der aeroben Atmung und der anaeroben Atmung (Tab.). Bei der aeroben Atmung (Sauerstoffatmung) dient freier Luftsauerstoff als terminaler H⁺-Akzeptor. Sie wird von allen obligaten oder fakultativen Aerobiern praktiziert. Vereinfacht gilt:

C₆H₁₂O₆+6O₂→6H₂O+6CO₂+Energie (C₆H₁₂O₆ ist Glukose und steht für organische Substanz). Die Umkehrreaktion entspricht der Photosynthese der Pflanzen. Bei der anaeroben Atmung dient gebundener Sauerstoff in Form von Oxiden (z.B. Nitrat, Sulfat, Carbonat, Fumarat), aber auch elementarer Schwefel oder dreiwertiges Eisen als H⁺-Akzeptor.

Atmung (Tab.): Aerobe und anaerobe Atmungstypen und ihre elementaren Prozesse der Energiegewinnung.