Warum müssen Muskelzellen bei Sauerstoffmangel mit mehr Nahrung versorgt werden als mit ausreichend Sauerstoff?

Bei Sauerstoffmangel müssen die Muskelzellen mit mehr Nahrung versorgt werden, da sie von der aeroben Atmung auf die anaerobe Atmung umstellen. Bei der aeroben Atmung wird Glukose in Gegenwart von Sauerstoff abgebaut, um Energie zu erzeugen. Bei der anaeroben Atmung wird Glukose ohne Sauerstoff abgebaut, um Energie zu erzeugen. Anaerobe Atmung ist weniger effizient als aerobe Atmung und produziert weniger Energie. Deshalb müssen Muskelzellen bei Sauerstoffmangel mehr Nahrung zugeführt werden, um die gleiche Energiemenge zu produzieren.

Hier ist eine detailliertere Erklärung des Unterschieds zwischen aerober und anaerober Atmung:

* Aerobe Atmung: Dabei handelt es sich um den Prozess des Abbaus von Glukose in Gegenwart von Sauerstoff zur Energiegewinnung. Die aerobe Atmung findet in den Mitochondrien der Zellen statt. Die allgemeine chemische Gleichung für die aerobe Atmung lautet:

$$C_6H_{12}O_6 + 6O_2 -> 6CO_2 + 6H_2O + Energie (als ATP)$$

* Anaerobe Atmung: Hierbei handelt es sich um den Prozess des Abbaus von Glukose ohne Sauerstoff zur Energiegewinnung. Die anaerobe Atmung findet im Zytoplasma der Zellen statt. Die allgemeine chemische Gleichung für die anaerobe Atmung lautet:

$$C_6H_{12}O_6 -> 2C_2H_5OH + 2CO_2 + Energie (als ATP)$$

Wie Sie sehen, erzeugt die anaerobe Atmung weniger Energie als die aerobe Atmung. Dies liegt daran, dass bei der anaeroben Atmung kein ATP durch den Prozess der oxidativen Phosphorylierung produziert wird. Bei der oxidativen Phosphorylierung wird Sauerstoff verwendet, um aus ADP ATP herzustellen.

Bei Sauerstoffmangel müssen Muskelzellen von der aeroben Atmung auf die anaerobe Atmung umstellen, um Energie zu produzieren. Denn ohne Sauerstoff kann die aerobe Atmung nicht stattfinden. Anaerobe Atmung ist weniger effizient als aerobe Atmung und produziert weniger Energie. Deshalb müssen Muskelzellen bei Sauerstoffmangel mehr Nahrung zugeführt werden, um die gleiche Energiemenge zu produzieren.