Mag. Julia Tulipan MSc.
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Wie macht der Körper Energie aus Fett ?

Wie der Körper aus Zucker (Glucose) Energie gewinnt, habe ich in diesem Artikel detailliert beschrieben. Solltest Du diesen Artikel noch nicht gelesen haben, dann würde ich Dir empfehlen dort anzufangen.

Wie macht die Zelle Energie

Wir steigen somit direkt ein….

Beta-Oxidation

Wenn wir uns erinnern, das Molekül welches IMMER am Anfang des Citrat-Zyklus steht, ist das Acetyl-CoA. Acetyl-CoA ist ein Molekül, welches aus 2 Kohlenstoffatomen besteht. Um aus Fettsäuren Energie in Form von ATP zu gewinnen, müssen wir zuerst Acety-CoA herstellen. Dieser Prozess wird als Beta-Oxidation bezeichnet.

Bevor die Fettsäure in den Mitochondrien oxidiert werden kann, muss sie „aktiviert“ werden. Darunter versteht man die Bindung eines Coenzym A (CoA) an die Fettsäure. Die Aktivierung findet im Cytosol (Zellplasma) statt, direkt an der äußeren Mitochondrienmembran[1].

 

beta-oxidation-TCA

 

 

Transport von Fettsäuren in die Mitochondrien

fettsäurentransport

Abbildung 1: By Cruithne9 (Own work) [CC BY-SA 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], via Wikimedia Commons

Die Oxidation der Fettsäuren findet in der inneren Mitochondrienmatrix statt. Die aktivierten Fettsäuren, müssen mit Hilfe von Carnitin durch die innere Mitochondrienmembran transportiert werden – dies wird als Carnitin-Shuttle bezeichnet. Kurzkettige Fettsäuren und MCTs (mittelkettige Fettsäuren) können OHNE Transporthilfe in die Mitochondrien gelangen[2].

CAT (CoA Transferase)wird durch hohe Konzentrationen von Manonyl-CoA Zellplasma, dem ersten Schritt der Fettsäurensynthese, gehemmt. Das bedeutet, Fettsäurenabbau und Fettsäurenaufbau können in einer Zelle nicht gleichzeitig stattfinden.

Beta-Oxidation

Die Beta-Oxidation findet im Inneren der Mitochondrien, in der sogenannten Matrix statt. Dort läuft dann auch der Citrat-Zyklus und die Atmungskette ab.

Beim Abbau von Fettsäuren werden immer die zwei ersten C-Atome mit dem Coenzym A versehen und „abgeknipst“. Dieser Vorgang ist in Abb.2 zu sehen und wurde mit einer Schere symbolisch dargestellt. Dabei entsteht ein Acetyl-CoA, Wasser und 5 ATP.

beta_oxidation

Abbildung 2: By Cruithne9 (Own work) [CC BY-SA 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], via Wikimedia Commons

Das, auf diese Weise entstandene Acetyl-CoA kann nun wie gewohnt in den Citrat-Zyklus eintreten und diesen durchlaufen. Die Energieausbeute pro Fettsäure hängt natürlich von der länge der Fettsäure ab, also von der Anzahl der Kohlenstoffatome. Man geht im Durchschnitt von einem Netto-Energiegewinn von 120 ATP pro Fettsäure aus.

Energieausbeute im Detail

Wie eben besprochen, hängt die Energieausbeute von der Kettenlänge der Fettsäure ab. Man geht theoretisch von einem Gewinn von 17 ATP pro Oxidationszyklus aus. Tatsächlich liegt man irgendwo zwischen 14 und 17 ATP[3].

 

QuelleATPTotal
1 FADH2x 1.5 ATP= 1.5 ATP (theoretisch 2 ATP)
1 NADHx 2.5 ATP= 2.5 ATP (theoretisch 3 ATP)
1 acetyl CoAx 10 ATP= 10 ATP (theoretisch 12 ATP)
TOTAL = 14 ATP

 

Der gesamte Energiegewinnungsprozess, also Beta-Oxidation, Citratzyklus und Atmungskette, am Beispiel der Palmitinsäure (C16):

 

QuelleATPTotal
7 FADH2x 1.5 ATP= 10.5 ATP
7 NADHx 2.5 ATP= 17.5 ATP
8 acetyl CoAx 10 ATP= 80 ATP
Activation= -2 ATP
NET = 106 ATP

 

Wir sehen also, je tiefer man in die Details einsteigt ums so klarer wird, dass die einfache Kalorien-Hypothese immer schwerer zu halten ist. Denn nun wissen wir, dass 1g Fett unterschiedlich viel Energie liefert, abhängig von der Fettsäurenzusammensetzung.

Im Gegensatz zu der oft zitierten Annahme, dass Kohlenhydrate in irgendeiner Weise an der Fettverbrennung beteiligt wären, ist dies nicht der Fall. Wen sie beteiligt sind, dann höchstens in einer hemmenden Weise, denn sowohl Insulin als auch erhöhter Blutzucker wirken hemmend auf die Fettoxidation.  Aber hierzu mehr in einem nächsten Artikel.


 

[1] Berg, Jeremy M., John L. Tymoczko, and Lubert Stryer. „The Utilization of Fatty Acids as Fuel Requires Three Stages of Processing.“ (2002).

[2]http://oregonstate.edu/dept/biochem/hhmi/hhmiclasses/biochem/lectnoteskga/2kjan14lecturenotes.html

[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Beta_oxidation

Über den Autor Mag. Julia Tulipan

Julia Tulipan ist Biologin (Mag.) und Master of Science in klinischer Ernährungsmedizin. Sie ist Speakerin, Dozentin und Best Seller Autorin und schreibt für verschiedene Online-Magazine sowie für ihr eigenes Blog paleolowcarb.de vor allem zu den Themen ketogene und artgerechte Ernährung und Bewegung. Julia hat selbst lange mit ihrer Gesundheit gekämpft. So wurde ihr Interesse an gesunder Ernährung geweckt. Seither hat sie sich mit Low Carb und der Keto-Ernährung Stück für Stück mehr Lebensqualität zurück erkämpft.

Wie Du Lipödeme in den Griff bekommst | Ketogen Leben says 4. Juni 2016

[…] Ein weiterer Pluspunkt: Fette durch einen vollkommen anderen Prozess, den so genannten Tricarbonsäure-Zyklus, aufgespalten. Der Tricarbonsäure-Zyklus (Citrat-Zyklus) ist ein effizienter Energiepfad, den der Körper nutzen kann, um nicht funktionierende Mitochondrien zu umgehen. [15] (Weitere Infos zum Citratzyklus: „Wie macht der Körper Energie aus Fett?„) […]

Gastbeitrag, Wie du Lipödeme in dem Griff bekommst- – Würze dein Leben says 22. Mai 2016

[…] Ein weiterer Pluspunkt: Fette durch einen vollkommen anderen Prozess, den so genannten Tricarbonsäure-Zyklus, aufgespalten. Der Tricarbonsäure-Zyklus (Citrat-Zyklus) ist ein effizienter Energiepfad, den der Körper nutzen kann, um nicht funktionierende Mitochondrien zu umgehen. [15] (Weitere Infos zum Citratzyklus: „Wie macht der Körper Energie aus Fett?„) […]

Wie Du Lipödeme in den Griff bekommst – Ketogen Leben says 16. Mai 2016

[…] Ein weiterer Pluspunkt: Fette durch einen vollkommen anderen Prozess, den so genannten Tricarbonsäure-Zyklus, aufgespalten. Der Tricarbonsäure-Zyklus (Citrat-Zyklus) ist ein effizienter Energiepfad, den der Körper nutzen kann, um nicht funktionierende Mitochondrien zu umgehen. [15] (Weitere Infos zum Citratzyklus: „Wie macht der Körper Energie aus Fett?„) […]

Robert Schönauer says 25. Februar 2016

Liebe Julia, danke dass du uns mit der Wissenschaft vertraut machst und damit unser Vertrauen in das Fett bestärkst. Das ist nicht bei allen Meinungsträgern der Fall. Ich möchte einen für Diabetiker sehr maßgeblichen Prof. an der Charite Berlin, Dr. Andrea Pfeiffer, zitieren, der in einem Vortag zur Steinzeitdiät folgende Äußerung von sich gibt:

„Wenn man übrigends Fette isst, das bremst die Insulinwirkung, hat man unmittelbar nach der Mahlzeit den gleichen Zustand wo die Insulinwrikung schlechter wird, die Gefäße schlechter reagieren. Essen ist manchmal eine ungesunde Angelegenheit“.

Auf welchem Gedankengang könnte die Idee, dass Fett (gemeint ist wohl tierisches Fett) die Insulinwirkung verschlechtert, beruhen? Fett mit Kohlenhydraten ist schlecht, weil die Kohlenhydrate mehr Hunger erzeugen und ev. auch zu überflüssiger Fettaufnahme führt. Fett an sich läßt doch das Insulin ziemlich unberührt und hat kaum Einfluss auf die Insulinwirkung. Oder irre ich? Wie kommt ein so einflussreicher Wissenschaftler zu dieser Aussage?

zum Podcast vom 13.04.2008: Prof Andreas Pfeiffer: Steinzeiternährung für die Neuzeit? Wer braucht welche Ernährung?
http://www.charite.de/service/pressemitteilung/artikel/detail/prof_andreas_pfeiffer_steinzeiternaehrung_fuer_die_neuzeit_wer_braucht_welche_ernaehrung/

Irrtümer #2: Ohne Kohlenhydrate kippt man beim Sport um und die Muskeln bauen ab | Einfach nur ICH. says 23. Februar 2016

[…] Tulipan hat auf ihrer Seite gut erklärt, wie der Körper Energie aus Fett gewinnt. Zusätzlich empfehle ich gern noch ihren Beitrag für das LCHF Magazin “Ketogene Ernährung […]

Ketogene Ernährung – was ist das? | Einfach nur ICH. says 21. Februar 2016

[…] Wie macht der Körper Energie aus Fett? […]

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