Lebewesen sind thermodynamisch offene Systeme, die nach den Prinzipien des Fließgleichgewichts organisiert sind.

Unter dem Fließgleichgewicht versteht man mehr als nur den Gleichgewichtszustand einer Kette von chemischen Reaktionen. Das Fließgleichgewicht ist der dynamische Gleichgewichtszustand von Organismen, bei dem alle von außen einwirkenden Faktoren (Materie, Energie, Information jeglicher Art) so durch entgegengesetzt wirkende innere Kräfte ausgeglichen werden, dass alle Komponenten des Organismus trotz eines großen Durchflusses in ihren Konzentrationen stationär sind. Bemerkenswert ist dabei der Erhalt der äußeren Form der Organismen.

Das Fließgleichgewicht hat zeitlich und räumlich hoch geordnete Abläufe in einem vieldimensionalen Beziehungsnetz von elementaren Prozessen zur Voraussetzung, deren Regelung nach regeltechnischen (kybernetischen) Prinzipien erfolgt.

Diese elementaren Prozesse sind letztlich chemische Reaktionen, deren Ablauf eine hochspezifische Katalyse zur Voraussetzung hat. Durch die Katalyse wird die Aktivierungsenergie herabgesetzt und für eine rasche Gleichgewichtseinstellung als Voraussetzung für eine schnelle Regelung gesorgt. Weiterhin erleichtert die Zerlegung chemischer Prozesse in viele Einzelreaktionen die zur Regelung großer Abläufe notwendige isotherme Reaktionsführung. Dies gilt insbesondere für die energiespendenden Redoxprozesse, bei denen ein Großteil der Reaktionswärme als Freie Energie DG abgefangen wird und so der Regelung zur Verfügung steht. Diese Bedingungen der Existenz von Leben erfüllen spezifische Biokatalysatoren, die Enzyme.

Nur das Verständnis der extremen Spezifität, Aktivität und Empfindlichkeit der Enzyme vermag dem Lernenden Zugang zur Biochemie zu verschaffen.

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Nach [7]

Literatur