3.9
Eine reversible Reaktion in einem geschlossenen System, wie z. B. ein verschlossener Kolben, erreicht das Gleichgewicht und kann im Gleichgewichtszustand keine Arbeit verrichten.
Im Gegensatz dazu handelt es sich bei lebenden Zellen um offene Systeme, die Energie und Materie mit ihrer Umgebung austauschen. Dieser Austausch hilft ihnen, einen Gleichgewichtszustand zu vermeiden und ermöglicht es, biochemische Reaktionen abzulaufen, um die Bedürfnisse der Zelle zu erfüllen.
Stattdessen behalten die Zellen einen stationären Zustand bei, in dem die Konzentrationen von Reaktanten und Produkten über die Zeit relativ konstant bleiben.
Die kontrollierten Mengen dieser Metaboliten bei Nichtgleichgewichtskonzentrationen sind für das Überleben und die Funktion der Zellen notwendig.
Eine Zelle hält das Ungleichgewicht durch eine kontinuierliche Zufuhr von Reaktanten und eine schnelle Entfernung von Produkten aufrecht. Die Produkte werden entweder aus dem System transportiert oder fungieren als Reaktanten für eine andere Reaktion.
Im stationären Zustand nimmt die Zelle Veränderungen der Konzentrationen wahr, und Stoffwechsel- und Signalwege reagieren, um der Veränderung entgegenzuwirken.
Während des Fastens wird beispielsweise Glykogen in Glukosemoleküle zerlegt, um eine regelmäßige Glukoseversorgung der Zellen aufrechtzuerhalten.
Ein wichtiges Konzept bei der Untersuchung von Stoffwechsel und Energie ist das chemische Gleichgewicht. Die meisten chemischen Reaktionen sind revers…
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