Stoffwechsel: So funktioniert der Metabolismus

Stoffwechsel findet in allen Zellen des Körpers statt. Stoffwechselvorgänge versorgen Sie mit Energie, bringen Vitamine und Mineralstoffe an die richtigen Stellen und schleusen Schadstoffe aus Ihrem Körper.

Geht es um Stoffwechsel (Metabolismus), denken die meisten Menschen vermutlich daran, wie der Körper Essen verwertet und wie schnell oder langsam wir davon zunehmen. Und diese Vorgänge rund um das Nutzen und Speichern von Energie aus der Nahrung sind auch zentral für den Stoffwechsel. Doch Stoffwechsel ist noch viel mehr als das – alle chemischen Reaktionen in unseren Zellen zählen dazu, die den Aufbau der Knochen bis hin zur Entgiftung des Körpers ermöglichen.

Erfahren Sie in diesem Artikel, was Stoffwechsel genau bedeutet, welche Arten von Stoffwechsel es gibt und welche Organe im Körper daran beteiligt sind.

Was ist der Stoffwechsel?

Im menschlichen Körper werden ständig chemische Stoffe in andere Substanzen umgewandelt. Es gibt unzählige solcher biochemischen Reaktionen in unserem Körper, die wir zusammengefasst als Stoffwechsel oder auch Metabolismus bezeichnen. Der Stoffwechsel ist vor allem wichtig ^[1]:

• Damit unser Körper mit Energie versorgt bleibt.
• Damit wichtige körpereigene Stoffe produziert werden können.
• Damit Abbauprodukte und Schadstoffe aus dem Körper geschleust werden können.

Stoffwechselprozesse finden unter anderem – aber nicht nur – statt, wenn Sie etwas essen und Ihr Körper es verdaut. Wenn die Nahrung in den Darm gelangt, werden die Bestandteile Ihrer Mahlzeit zersetzt, in kleinere, einfachere chemische Stoffe heruntergebrochen und zu neuen Gebilden zusammengesetzt, die Ihr 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 ^[2], ^[3].

Gut zu wissen: Verdauung und Stoffwechsel sind nicht dasselbe! Die Verdauung ist tatsächlich eine Voraussetzung für den Stoffwechsel. Nur wenn die Nährstoffe in der richtigen Form im Darm ankommen, kann der Körper sie für die Stoffwechselprozesse verwerten.

Kataboler und anaboler Stoffwechsel

Metabolismus ist der Überbegriff für alle Stoffwechselvorgänge. Der Stoffwechsel lässt sich in zwei unterschiedliche Kategorien einteilen, den Katabolismus und den Anabolismus ^[1].

Katabolismus (kataboler Stoffwechsel) beschreibt Vorgänge, die komplexe Stoffe zu einfachen abbauen. Dazu gehört auch das Verwerten von Kohlenhydraten, Protein und Fett aus der Nahrung. Diese Abbauprozesse liefern Energie.

Anabolismus (anaboler Stoffwechsel) bedeutet, dass der Körper einfachere Stoffe hernimmt, um komplexere körpereigene Stoffe aufzubauen. Dabei verbraucht er Energie.

Wussten Sie das? Am Stoffwechsel in den Zellen sind vor allem vier Arten von Stoffen beteiligt: Kohlenhydrate, Fette, Eiweiße und die Nukleinsäuren DNA und RNA ^[4]. 

Welche Arten von Stoffwechsel gibt es im Körper?

In allen Zellen des Körpers finden ständig Stoffwechselprozesse statt. Es gibt dabei ganz unterschiedliche chemische Reaktionen, die dafür sorgen, dass die richtigen Stoffe zum richtigen Zeitpunkt am richtigen Ort sind.

Stoffwechsel von Kohlenhydraten, Fett und Eiweiß

Die bekanntesten Stoffwechselprozesse sind die, bei denen unser Körper die drei Makronährstoffe Fett, Eiweiß und Kohlenhydrate verwertet. Ihre zentrale Aufgabe ist es, uns mit Energie zu versorgen und so den Treibstoff für Muskeln, Organe und Gehirn zu liefern ^[5].

Kohlenhydratstoffwechsel. Einfache Zucker wie Glukose sind die wichtigsten Energielieferanten für unsere Zellen. Sie werden aus Kohlenhydraten, die wir zu uns nehmen, gewonnen. Später werden sie in Leber und Muskeln zu Mehrfachzuckern zusammengesetzt, die im Körper gebraucht werden.

Fettstoffwechsel. Auch Fette sind wichtig für die Energiegewinnung. Wenn sie verstoffwechselt werden, liefert das besonders viel Energie – doppelt so viel wie bei Proteinen und Kohlenhydraten. Außerdem dienen Fette als Energiespeicher im Körper. Sie sind für den Bau von Zellen wichtig und stellen etwa Bestandteile der Zellwände und von anderen Membranen.

Eiweißstoffwechsel. Eiweiße, die zu Aminosäuren abgebaut werden, liefern weniger Energie als Kohlenhydrate und Fett. Dafür haben sie viele andere wichtige Aufgaben. Unter anderem setzt der Körper die Aminosäuren wieder zu Proteinen zusammen, die für den Aufbau von Hormonen, Enzymen und Muskulatur gebraucht werden. Auch Antikörper, die für die Immunabwehr wichtig sind, sind Proteine.

Gut zu wissen: Fett ist nicht gleich Fett! Unterschiedliche Arten von Fetten wirken sich ganz anders auf die Gesundheit und den Stoffwechsel aus. Als gesundheitsförderlich gelten vor allem ungesättigte Fettsäuren, die sich positiv auf die Cholesterinwerte auswirken könnten und dabei helfen sollen, Herz-Kreislauf-Erkrankungen vorzubeugen.

Weitere Stoffwechselprozesse

Daneben gibt es noch viele weitere große und kleine Stoffwechsel in unserem Körper. Vitamine und Mineralstoffe zum Beispiel spielen eine wichtige Rolle an vielen Stellen im Körper. Hier einige Beispiele:

Knochenstoffwechsel. Die Knochen des Menschen müssen ständig 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 ^[6].

Abbau von Schadstoffen. Wenn Gifte und andere schädliche Stoffe in den Körper gelangen, versucht unser 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 ^[1], ^[3].

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 ^[7].

Wie wird der Stoffwechsel gesteuert?

Woher weiß der Körper eigentlich, welche Stoffe er abbauen und welche er aufbauen soll? Der Stoffwechsel ist komplex und viele unterschiedliche Hormone und Enzyme sind daran beteiligt, ihn zu steuern.

Ein Beispiel: Die beiden Hormone Insulin und Glukagon steuern den Blutzuckerspiegel, der ganz entscheidend ist für den Zuckerstoffwechsel im Körper. Insulin bringt die Zellen dazu, den Zucker 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 ^[1].

Alle Lebewesen betreiben Stoffwechsel. Eine bekannte Form des Metabolismus aus der Welt der Pflanzen ist beispielsweise die Photosynthese. Dazu nutzen Pflanzen die Energie des Sonnenlichts, um unter anderem aus Kohlenstoffdioxid und Wasser ihre körpereigenen Stoffe herzustellen.

Was ist ein langsamer oder hoher Stoffwechsel?

Der Stoffwechsel läuft bei uns Menschen jeweils unterschiedlich schnell ab. Diese Unterschiede sind zum Teil genetisch – und sie sorgen dafür, dass manche Menschen schneller zunehmen als andere, obwohl sie genauso viel essen. Aber auch andere Faktoren wie beispielsweise körperliche Aktivität beeinflussen, wie schnell oder langsam der Stoffwechsel arbeitet.

Wenn Energie im Körper schnell verwertet wird, spricht man von einem schnellen oder auch hohen Stoffwechsel. Der Körper braucht dann auch schon im Ruhezustand mehr Energie und damit auch mehr Nahrung, um sein Gewicht zu halten.

Menschen, die einen langsamen oder niedrigen Stoffwechsel haben, verwerten wiederum aus der gleichen Menge Nahrung mehr Energie – und nehmen damit schneller zu ^[8].

Wie kann ich meinen Stoffwechsel anregen?

Können Menschen, die einen langsamen Stoffwechsel haben, ihren Körper so umstellen, dass sie mehr Energie verbrauchen und leichter abnehmen? Darüber diskutieren Wissenschaftler*innen noch – doch es gibt Hinweise darauf, dass es funktionieren kann ^[8].

Wenn Sie Ihren Stoffwechsel dazu bringen, schneller abzulaufen und auch im Ruhezustand mehr Energie zu verbrauchen, kann das womöglich beim Abnehmen helfen. Welche Umstände dazu führen können, dass Ihr Stoffwechsel nicht richtig arbeitet und wie Sie den Stoffwechsel beeinflussen können, lesen Sie in unserem Artikel zum Thema Stoffwechsel anregen.

Stoffwechsel: Auf einen Blick

Stoffwechsel (Metabolismus) beschreibt alle chemischen Reaktionen im Körper, bei denen Stoffe in andere Stoffe umgewandelt werden.

Es gibt Stoffwechselvorgänge, die Stoffe abbauen und dabei Energie freisetzen (Katabolismus) und solche, die Stoffe aufbauen und dabei Energie verbrauchen (Anabolismus).

Zentral sind die Stoffwechsel von Fetten, Proteinen und Kohlenhydraten, da sie den Körper mit Energie versorgen. Andere Stoffwechselvorgänge dienen zum Beispiel zur Entgiftung oder dazu, Gewebe aufzubauen und zu stärken (zum Beispiel Knochen).

Viele wichtige Stoffwechselprozesse finden in der Leber statt. Hier werden Nährstoffe in Energie umgewandelt – zum Beispiel in Form von Glukose – und dann über das Blut im Körper verteilt.

Quellen

^[1]        A. Judge und M. S. Dodd, „Metabolism“, Essays in Biochemistry, Bd. 64, Nr. 4, S. 607–647, Okt. 2020, doi: 10.1042/EBC20190041.

^[2]        Encyclopedia Britannica, „metabolism | Definition, Process, & Biology“, Encyclopedia Britannica. https://www.britannica.com/science/metabolism (zugegriffen Jan. 08, 2020).

^[3]        H.-K. Biesalski, P. Grimm, und S. Nowitzki-Grimm, Taschenatlas Ernährung, 7., Unveränderte Auflage. Stuttgart New York: Georg Thieme Verlag, 2017.

^[4]        G. M. Cooper, „The Molecular Composition of Cells“, The Cell: A Molecular Approach. 2nd edition, 2000, Zugegriffen: Nov. 01, 2021. ^[Online]. Verfügbar unter: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9879/

^[5]        Elmadfa, I. und Leitzmann, C., Ernährung des Menschen, 6. Aufl. Stuttgart: Eugen Ulmer KG, 2019.

^[6]        A. C. Ross, C. L. Taylor, A. L. Yaktine, und H. B. D. Valle, Overview of Calcium. National Academies Press (US), 2011. Zugegriffen: Nov. 04, 2021. ^[Online]. Verfügbar unter: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK56060/

^[7]        „Wie funktioniert die Leber?“, gesundheitsinformation.de. https://www.gesundheitsinformation.de/wie-funktioniert-die-leber.html (zugegriffen Nov. 01, 2021).

^[8]        „Does Metabolism Matter in Weight Loss?“, Harvard Health, Juli 16, 2015. https://www.health.harvard.edu/diet-and-weight-loss/does-metabolism-matter-in-weight-loss (zugegriffen Nov. 04, 2021).