Stoffwechselvorgänge finden in allen Körperzellen statt. Sie versorgen den Körper mit Energie, bringen Vitamine und Mineralstoffe an die richtigen Stellen und schleusen Schadstoffe aus dem Körper. Sie sind lebensnotwendig. Aber was genau passiert dabei, welche Organe sind daran beteiligt, was für Arten von Stoffwechsel gibt es und was, wenn der Stoffwechsel gestört ist? Das alles lesen Sie in diesem Blog.
Mit dem Stoffwechsel bringen vermutlich die meisten Menschen die Verwertung von Essen und die daraus resultierende mögliche Gewichtszunahme in Verbindung. Zwar sind diese Vorgänge rund um das Nutzen und Speichern von Energie aus der Nahrung zentral für den Stoffwechsel aber der Stoffwechsel ist weit mehr als «nur» das. Zum Stoffwechsel gehören nämlich alle biochemischen Reaktionen in den Zellen. Unter anderem also zum Beispiel auch der Aufbau der Knochen oder die Entgiftung des Körpers.
Zusammengefasst kann man sagen, der Stoffwechsel sorgt dafür, dass:
- der Körper mit Energie versorgt bleibt.
- wichtige körpereigene Stoffe produziert werden können.
- Abbauprodukte und Schadstoffe aus dem Körper geschleust werden.
Gliederung der Stoffwechselvorgänge
«Metabolismus» ist der Überbegriff für alle Stoffwechselvorgänge. Diese lassen sich zudem unterschiedlich einteilen. Zum Beispiel kann man Stoffwechselvorgänge nach ihrer Art gliedern. Hierzu gehören der Katabolismus und der Anabolismus. Oder man teilt Stoffwechselvorgänge nach Stoffgruppen ein, dazu zählen der Protein-, Fett-, Kohlenhydrat-, Calcium- und Eisenstoffwechsel. Man kann die Stoffwechselvorgänge auch nach Organen begutachten, also zum Beispiel der Knochen- oder Leberstoffwechsel.
Gut zu wissen:
Beim Anabolismus (anabol = den Aufbau betreffend) nimmt der Körper einfachere Stoffe, um daraus komplexere körpereigene Stoffe aufzubauen. Dabei verbraucht er Energie. Das sind also alle Vorgänge, die mit dem Aufbau von Körpergeweben zusammenhängen. So wird beispielsweise verbrauchtes Zellgewebe ständig durch neues ersetzt. Auch gezielter Muskelaufbau ist auf den Anabolismus zurückzuführen. Als Beispiel kann wiederum der Kohlenhydratstoffwechsel dienen, denn ein Teil der Einfachzucker, die vom Blut in die Zellen gelangen, wird in der Leber und den Muskelzellen wieder zu Stärkemolekülen aufgebaut und gespeichert.
Mit Katabolismus (katabol = den Abbau betreffend) ist der Abbau von Stoffwechselprodukten gemeint, um daraus Energie bereitzustellen. Hierzu zählen alle Vorgänge, die komplexe Stoffe zu einfachen abbauen. Dazu gehört zum Beispiel das Verwerten von Kohlenhydraten, Protein und Fett aus der Nahrung. Diese Abbauprozesse liefern Energie. Das heisst, dass die in den verschiedenen Depots gespeicherten Nährstoffe wieder in ihre Einzelbestandteile abgebaut und verbraucht werden, wenn der Körper Energie benötigt.
Was passiert beim Stoffwechsel?
Stoffwechselprozesse finden unter anderem statt, wenn man etwas isst und der Körper es verdaut. Wenn die Nahrung in den Darm gelangt, werden die Bestandteile der verspeisten Mahlzeit zersetzt, in kleinere, einfachere chemische Stoffe heruntergebrochen und zu neuen Gebilden zusammengesetzt, die der Körper benötigt. Zum Beispiel zerteilt der Darm Eiweisse aus der Nahrung in ihre einzelnen Aminosäuren. Diese Aminosäuren werden dann genutzt, um körpereigene Proteine in den Muskeln, aber auch Hormone und Enzyme aufzubauen und für viele andere wichtige Aufgaben. Aminosäuren können ausserdem in noch kleinere Moleküle verstoffwechselt werden, etwa in Wasser und Ammoniak.
Gut zu wissen: Verdauung und Stoffwechsel sind nicht dasselbe! Die Verdauung ist eine Voraussetzung für den Stoffwechsel. Nur wenn die Nährstoffe in der richtigen Form im Darm ankommen, kann der Körper sie für die Stoffwechselprozesse verwerten.
Wo im Körper findet der Stoffwechsel statt?
Der Stoffwechsel findet überall im Körper statt, in jeder einzelnen Zelle. Doch es gibt ein Organ, das eine besondere Rolle im Stoffwechsel einnimmt: die Leber. Das Blut liefert Nährstoffe aus dem Darm zur Leber, die sie umwandelt und Energie aus ihnen gewinnt. Ausserdem speichert das Organ Nährstoffe, vor allem Fette, Zucker in Form von Glykogen, Vitamine und die Mineralstoffe Eisen und Kupfer. Und sie stellt mithilfe von Aminosäuren Eiweissstoffe mit unterschiedlichen Funktionen her. Wenn diese Stoffe im Körper gebraucht werden, kann die Leber sie wieder ins Blut abgeben.
Steuerung der Stoffwechselvorgänge
Der Stoffwechsel ist komplex und viele unterschiedliche Hormone und Enzyme sind daran beteiligt, ihn zu steuern. Die beiden Hormone Insulin und Glukagon zum Beispiel steuern den Blutzuckerspiegel, der ganz entscheidend ist für den Zuckerstoffwechsel im Körper. Insulin bringt die Zellen dazu, Glukose aus dem Blut aufzunehmen und senkt so den Blutzucker. Glukagon hat den gegenteiligen Effekt, es sorgt dafür, dass Zucker aus der Leber ins Blut geschleust wird, damit die Zellen im ganzen Körper mit Glukose und so mit Energie versorgt werden.
Die wichtigsten Stoffwechselvorgänge im Detail
Wie bereits erwähnt, haben alle Stoffwechselprozesse zum Ziel die Körperfunktionen aufrecht zu erhalten. Um einzelne Stoffwechselvorgänge besser zu verstehen, wird nachfolgend eine Auswahl der wichtigsten Prozesse genauer erklärt.
Kohlenhydratstoffwechsel: der Kohlenhydratstoffwechsel beschreibt alle Vorgänge der Aufnahme, des Transports und des Abbaus von Kohlenhydraten. Wichtigster Kohlenhydratvertreter ist Einfachzucker, also Glucose. Glucose ist als essentieller Energielieferant für die Organe und Zellen von Bedeutung.
Fettstoffwechsel: Fett dient der Energiegewinnung in den Zellen. Darüber hinaus sind Fette (Lipide) auch wichtige Botenstoffe und Signalmoleküle im Körper. Aus diesem Grund wird Fett nicht nur im Fettgewebe selbst, sondern in nahezu allen Körperzellen gespeichert. Wird über die Nahrung zu viel Fett zugeführt, speichert der Körper „Depotfett“. Um bereits gespeichertes Fett wieder zu mobilisieren, besitzt der Körper spezielle fettspaltende Enzyme, sogenannte Lipasen.
Eiweissstoffwechsel: der Eiweissstoffwechsel beginnt im Magen und endet im Dünndarm. Spezielle Enzyme sorgen für die Eiweissspaltung. Die bei der Eiweissverdauung entstehenden Aminosäuren gelangen über die Blutbahn in die Zellen, wo sie zur Energiegewinnung und zum Aufbau von Hormonen und Muskelzellen eingesetzt werden.
Mineralstoffwechsel: beim Mineralstoffwechsel werden Mineralstoffe so aufbereitet, dass sie ihre jeweiligen Funktionen im Körper erfüllen können. Über die Nahrung zugeführtes Kalzium wird beispielsweise für den Aufbau von Knochen bereitgestellt.
Knochenstoffwechsel: der Knochenstoffwechsel ist wichtig und sorgt dafür, dass die menschlichen Knochen gestärkt werden, damit sie hart und stabil bleiben. Dazu werden die Mineralstoffe Calcium und Phosphor in die Knochenmasse eingebaut. An diesem Knochenstoffwechsel ist auch Vitamin D beteiligt – das Vitamin hilft, Calcium aus dem Darm ins Blut zu schleusen, damit es später in die Knochen eingebaut werden kann. Deswegen kann ein Vitamin-D-Mangel die Knochen schwächen und zu einer Osteoporose (Knochenschwund) führen.
Entgiftung: Wenn Gifte und andere schädliche Stoffe in den Körper gelangen, versucht der Stoffwechsel, sie zu harmlosen Substanzen umzuwandeln und auszuscheiden. Diesen Vorgang nennt man auch Entgiftung. In einigen Fällen werden auch Stoffe entgiftet, die als Abbauprodukte im Stoffwechsel anfallen. Wenn am Ende des Eiweissstoffwechsels Aminosäuren abgebaut werden, entsteht zum Beispiel Ammoniak, das in grossen Mengen giftig ist. Das Ammoniak wird deswegen vom Körper in harmlosen Harnstoff umgewandelt und mit dem Urin ausgeschieden.
Stoffwechselstörungen
Gerät der Stoffwechsel aus dem Gleichgewicht, kann es zu Stoffwechselstörungen und in der Folge zu Stoffwechselerkrankungen kommen. Zu diesen Erkrankungen zählen zum Beispiel Diabetes, Gicht aber auch Schilddrüsenüber- oder unterfunktion. Solche Störungen passieren, wenn einerseits die Funktion der Nährstoffverwertung eingeschränkt ist und andererseits die gebrauchte Substanz nicht dort ankommt, wo sie benötigt wird. Stoffwechselerkrankungen zeichnen sich meist durch einen Enzym- und Hormonmangel aus. Sie können sowohl genetisch bedingt, als auch durch ungünstige Lebensgewohnheiten erworben sein, beispielsweise durch Bewegungsmangel und Fehlernährung.
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