Energiestofwisseling

Energiestofwisseling is het geheel van processen waardoor organismen energie uit voedsel vrijmaken, opslaan en gebruiken voor celactiviteiten en de opbouw van bouwstenen. Het omvat zowel katabolisme, de afbraak van moleculen, als anabolisme, de opbouw van moleculen. Doel is het leveren van ATP, de belangrijkste energievorm op cellulair niveau, met tussenproducten die nodig zijn voor biosynthese.

Bij de meeste organismen vindt de belangrijkste ATP-productie plaats in de mitochondriën via oxidatieve fosforylering. De drie hoofdonderdelen zijn glycolyse (in het cytoplasma, omzetting van glucose in pyruvaat), de citroenzuurcyclus (pyruvaat naar CO2 en de reductiedragers NADH en FADH2) en de elektronentransportketen (waar NADH en FADH2 elektronen leveren en een protonengradiënt opwekken waarmee ATP synthetase ATP vormt). Glycolyse kan aerob of anaeroob verlopen; bij gebrek aan zuurstof ontstaat lactaat, terwijl aerobe stofwisseling meer ATP oplevert per molecuul brandstof.

Brandstoffen zijn koolhydraten, vetten en eiwitten. Koolhydraten leveren ongeveer 4 kcal per gram, vetten ongeveer 9 kcal/g en eiwitten ongeveer 4 kcal/g. De snelheid en richting van de stofwisseling worden geregeld door hormonen zoals insuline, glucagon, adrenaline en thyroxine, aangevuld met neurale regulatie. Het basale energieverbruik (BMR) geeft de minimale energiebehoefte in rust weer en wordt beïnvloed door factoren als leeftijd, geslacht, spiermassa en fysiologische toestand. Energiestofwisseling ondersteunt groei, onderhoud, beweging en warmteproductie.