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Bei Säugetieren gibt es verschiedene Stoffwechselwege in den Zellen, die Brennstoffmoleküle abbauen, um ihre Energie in energiereiche Verbindungen wie Adenosin-5′-triphosphat (ATP) zu übertragen, Guanosin-5′-triphosphat (GTP), reduziertes Nikotinamid-Adenin-Dinukleotid (NADH2), reduziertes Flavin-Adenin-Dinukleotid (FADH2) und reduziertes Nikotinamid-Adenin-Dinukleotid-Phosphat (NADPH2). Dieser Vorgang wird als Zellatmung bezeichnet. Im Kohlenhydratstoffwechsel beginnt der Abbau mit der Verdauung der Nahrung im Magen-Darm-Trakt, gefolgt von der Aufnahme der Kohlenhydratbestandteile in Form von Monosacchariden durch die Enterozyten. Die Monosaccharide werden über die Glykolyse, den Zitronensäurezyklus und den Pentosephosphatweg in die Zellen zur aeroben und anaeroben Atmung transportiert, um im Hungerzustand verwendet zu werden. Im Normalzustand speichern die Zellen der Skelettmuskulatur und der Leber Monosaccharide in Form von Glykogen. Im Zustand der Fettleibigkeit wird die überschüssige Glukose über die Lipogenese in Triglyceride umgewandelt und in den Lipidtröpfchen der Adipozyten gespeichert. Im Zustand der Lipotoxizität akkumulieren auch die Lipidtröpfchen anderer Gewebe wie der Leber, der Skelettmuskulatur und der Betazellen der Bauchspeicheldrüse Triacylglycerin. Dieser Vorgang ist die Achse der Pathogenese der metabolischen Dysregulation bei Insulinresistenz, metabolischem Syndrom und Typ-2-Diabetes. In diesem Beitrag wird eine Zusammenfassung des Kohlenhydratstoffwechsels so dargestellt, dass Forscher die biochemischen Prozesse leicht nachvollziehen können.