Wenn von Stoffwechsel die Rede ist, denken viele nur an Fettverbrennung, Diäten oder Gewichtszunahme. Doch Stoffwechsel ist viel mehr.
Unter dem Begriff Stoffwechsel werden alle Vorgänge, die in unseren Zellen ablaufen, zusammengefasst. Die wichtigsten Aufgaben des Stoffwechsels sind dabei das Aufnehmen von Nährstoffen und das Ausscheiden von Giftstoffen. Aus den aufgenommenen Nährstoffen wird im Laufe des Stoffwechsels Energie gewonnen, die schließlich den Zellen zur Verfügung stehen soll.
Energiestoffwechsel
Die Gesamtheit der Stoffwechselwege, die der Energiebereitstellung der Zelle dienen, wird als Energiestoffwechsel zusammengefasst. Der menschliche Körper gewinnt Energie aus pflanzlichen und tierischen Nahrungsmitteln. Damit diese Energie genutzt werden kann, muss der Körper zuerst die Energie aus den Nährstoffen wieder freisetzen und dann in mechanische Energie – die Muskelarbeit – umwandeln. Der Körper benötigt Energie für die Grundfunktionen der Lebenserhaltung (z.B. Herzschlag, Atmung, Verdauung, Gehirntätigkeit), die Aufrechterhaltung der Körpertemperatur und für körperliche Aktivität.
Anabolismus und Katabolismus
Im Zusammenhang mit dem Stoffwechsel werden auch die Begriffe Anabolismus und Katabolismus verwendet. Beide sind Phasen des Metabolismus, also des Stoffwechsels.
Katabolismus ist die Gesamtheit der Stoffwechselwege, bei denen große Moleküle (wie Polysaccharide, Lipide, Nukleinsäuren und Proteine) in kleinere Einheiten (wie Monosaccharide, Fettsäuren, Nukleotide bzw. Aminosäuren) zerlegt werden. Diese werden entweder oxidiert, um Energie freizusetzen oder in anderen anabolen Reaktionen verwendet. Der Katabolismus liefert die chemische Energie, die für die Erhaltung und das Wachstum der Zellen notwendig ist.
Anabolismus, ist der Aufbau von Stoffen in Lebewesen. Der Anabolismus ist der Prozess, bei dem der Körper die durch den Katabolismus freigesetzte Energie nutzt, um komplexe Moleküle zu synthetisieren. Anabole Stoffwechselwege in einer Zelle führen zur Bildung größerer, komplexerer Moleküle aus kleineren Molekülen. Zunächst werden katabole Wege benötigt, um die Nährstoffmoleküle aus der Nahrung in kleine Bausteine zu zerlegen. Diese kleineren Moleküle werden dann zu anderen, größeren Molekülen, den Makromolekülen, zusammengefügt.
Beim Anabolismus wird Energie zugeführt, die benötigt wird, um chemische Bindungen zwischen kleineren Molekülen zu bilden und Makromoleküle herzustellen. Die Moleküle, die beim Anabolismus entstehen, werden dann für den Aufbau von Strukturen in der Zelle oder sogar für den Aufbau neuer Zellen verwendet.
Katabole und anabole Reaktionen sind bei den Stoffwechselvorgängen immer miteinander verknüpft, laufen jedoch nicht gleichzeitig ab. Der Kata- und Anabolismus werden mit Hilfe von Enzymen und Endprodukten reguliert. Die Enzyme und Endprodukte aktivieren oder deaktivieren dabei jeweils den katabolen oder den anabolen Stoffwechselweg.
Hauptenergieträger der Nahrung sind:
- Zucker (Kohlenhydrate)
- Fett (Lipide)
- Eiweiß (Proteine)
Bei der Verbrennung der Nahrung wird Sauerstoff verbraucht und Kohlendioxyd freigesetzt. Da der Körper zu verschiedenen Zeiten Energie produziert und verbraucht, muss er Energie speichern. Die langfristigen Energiespeicher befinden sich im Fettgewebe.
Man unterscheidet verschiedene Arten von Stoffwechsel:
- Zuckerstoffwechsel (Kohlehydratstoffwechsel): Die komplexen Kohlenhydrate aus der Nahrung werden in Einfachzucker wie Glukose oder Fruktose zerlegt. Daraus gewinnt unsere Körper Energie.
- Eiweißstoffwechsel (Aminosäurenstoffwechsel): Eiweiße werden in Aminosäuren zerlegt. Diese gelangen ins Blut und dienen der Energiegewinnung und dem Aufbau von Muskelzellen, Hormonen und Enzymen.
- Fettstoffwechsel: Fett wird für die Energiegewinnung in den Zellen benötigt und zur Bildung von Hormonen und Botenstoffen. Fett ist außerdem unser wichtigster Energiespeicher für „schlechte Zeiten“.
- Mineralstoffwechsel: Hier wird beispielsweise das für die Muskelarbeit wichtige Calcium bereitgestellt oder auch Calcium und Phosphor für den Knochenaufbau.
Quellen: https://innonature.eu/blogs/innonature-health-news; https://www.spektrum.de/lexikon/biologie-kompakt/stoffwechsel/; https://studyflix.de/biologie/stoffwechsel-5737