Die aerobe Oxidation von Glycogen, bzw. Glucose erfolgt in unterschiedlichen Stufen, die jeweils aus mehreren Reaktionsschritten bestehen. So lassen sich 4 Abbaustufen unterscheiden:
Glycolyse
Die Glycolyse ist für den anaerob-lactaciden und den aeroben Energiestoffwechsel identisch. In der Regel wird bei Muskelarbeit Glycogen als Ausgangsstoff zur Energiegewinnung genutzt. In diesem Fall wird der erste Abbauschritt von Glycogen in Glucose-6-Phosphat auch als Glycogenolyse bezeichnet.
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Fig: Pyruvat-Dehydrogenase-Reaktion |
Das in der Glycolyse entstandene Pyruvat muss für den weiteren aeroben Abbau in Acetyl-CoA überführt werden.
Bei dieser Umwandlung werden mehrere Enzyme und Coenzyme eingesetzt, z.B. Pyruvatdehydrogenase und die Coenzyme Liponsäure, Thiaminpyrophosphat und Coenzym A (CoA). Alle notwendigen Enzyme werden zu einem großen Multi-Enzymkomplex zusammengefasst, der auch Pyruvatdehydrogenasekomplex genannt wird.
Mit Hilfe dieses Enzymkomplexes wird das Pyruvat zuerst dekarboxiliert, d.h. es wird von ihm CO2 abgespalten. Anschließend wird es dehydriert, d.h. es werden 2 Wasserstoffatome abgetrennt und auf NAD übertragen. Insgesamt ergibt sich folgende Bilanz:
Da während der Glycolyse 2 Moleküle Pyruvat entstanden sind, stehen für die weitere Oxidation im Citronensäurezyklus 2 Moleküle Acetyl-CoA zur Verfügung.