Stoffwechsel

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 24. Oktober 2024

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Der Stoffwechsel und die Stoffwechselprozesse sind für die menschliche Gesundheit und Leistungsfähigkeit von großer Wichtigkeit. Beeinträchtigungen können zu vielfältigen Erkrankungen führen.

Was ist der Stoffwechsel?

Der Stoffwechsel in seinen verschiedenen Formen spielt eine wichtige Rolle für die Gesundheit und damit die Funktionsfähigkeit des menschlichen Körpers.
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Der Stoffwechsel des Menschen wird auch als Metabolismus oder Energiestoffwechsel bezeichnet. Der Stoffwechsel umfasst dabei als biologischer Prozess eine Kette von Abläufen, die sich von der Aufnahme von Substanzen über deren Transport und Verarbeitung bis hin zur Abgabe von Substanzen erstreckt.

Im menschlichen Körper finden verschiedene Formen des Stoffwechsels statt; zu diesen Formen zählt unter anderem der sogenannte Fremdstoffmetabolismus (der Stoffwechsel von Fremdstoffen). Auch der Stoffwechsel von Energie zählt zu den Stoffwechselformen im menschlichen Körper.

Im Wesentlichen werden Stoffwechselprozesse bestimmt durch stattfindende chemische Veränderungen und Umwandlungen (z.B. Umwandlung von Nahrung zu Energie) verschiedener Stoffe. Damit der Stoffwechsel im Körper ungehindert vonstatten gehen kann, werden unter anderem verschiedene Enzyme (Proteine) benötigt, die entsprechende chemische Veränderungen einleiten und steuern. Die Enzyme selbst werden durch den Stoffwechsel nicht verändert.

Entwicklung des Stoffwechsels beim Menschen

Der Stoffwechsel des Menschen durchläuft während seines Lebens von der fötalen Entwicklung bis ins hohe Alter zahlreiche Veränderungen, die von biologischen, hormonellen und umweltbedingten Faktoren beeinflusst werden.

Bereits im Mutterleib beginnt der Stoffwechsel des Fötus. In den ersten Monaten ist der Fötus vollständig von der Nährstoffversorgung durch die Plazenta abhängig. Der mütterliche Stoffwechsel steuert die Versorgung mit Sauerstoff und Nährstoffen, die für das Wachstum und die Organentwicklung des Fötus erforderlich sind. In dieser Phase sind vor allem Glukose und Aminosäuren entscheidend, die für die Energiegewinnung und den Aufbau von Gewebe genutzt werden.

Nach der Geburt erlebt der Stoffwechsel des Säuglings eine rasche Umstellung. Das Neugeborene muss nun eigenständig Energie durch die Verdauung der Muttermilch oder von Säuglingsnahrung gewinnen. In den ersten Lebensjahren ist der Stoffwechsel aufgrund des schnellen Wachstums besonders aktiv. Der Energiebedarf ist in dieser Phase im Verhältnis zum Körpergewicht sehr hoch, um das Wachstum, die Gehirnentwicklung und die Reifung des Immunsystems zu unterstützen.

Im Kindes- und Jugendalter bleibt der Stoffwechsel weiterhin relativ hoch, da das Wachstum noch nicht abgeschlossen ist. Während der Pubertät kommt es zu einer weiteren Veränderung des Stoffwechsels, die durch hormonelle Schwankungen, insbesondere durch Geschlechtshormone wie Testosteron und Östrogen, beeinflusst wird. Diese Hormone fördern den Muskelaufbau und beeinflussen die Verteilung von Fett im Körper.

Im Erwachsenenalter verlangsamt sich der Stoffwechsel allmählich. Der Energiebedarf sinkt, da das Wachstum abgeschlossen ist und der Körper weniger Energie für Erhaltung und Reparatur von Gewebe benötigt. Der Grundumsatz, also die Menge an Energie, die der Körper in Ruhe benötigt, nimmt in der Regel ab. Diese Veränderung kann dazu führen, dass es leichter zu einer Gewichtszunahme kommt, insbesondere wenn keine Anpassung der Nahrungsaufnahme oder körperlichen Aktivität erfolgt.

Im Alter verlangsamt sich der Stoffwechsel weiter. Der Muskelabbau, auch bekannt als Sarkopenie, sowie hormonelle Veränderungen, wie ein Rückgang von Wachstumshormonen und Sexualhormonen, tragen dazu bei. Der Körper benötigt weniger Kalorien, da sowohl der Grundumsatz als auch der Bedarf an Energie für körperliche Aktivität sinken. Zudem nehmen die Fähigkeit, Nährstoffe effizient zu absorbieren, und die Stoffwechselfunktion insgesamt ab, was den Nährstoffbedarf beeinflusst.

Bedeutung & Funktion

Der Stoffwechsel in seinen verschiedenen Formen spielt eine wichtige Rolle für die Gesundheit und damit die Funktionsfähigkeit des menschlichen Körpers. Auch, wenn sich ein Mensch in völliger Ruhe befindet, benötigt der Organismus eine bestimmte Menge an Energie, um die Lebensfunktionen aufrecht zu erhalten. Diese Energie wird über den Stoffwechsel bereitgestellt, den man bei einem ruhenden Menschen auch als sogenannte basale Stoffwechselrate oder auch als Grundumsatz bezeichnet.

Im Rahmen des eingangs erwähnten Fremdstoffmetabolismus werden Fremdstoffe von außen aufgenommen und umgewandelt, um die Körperfunktionen zu sichern. Zu diesen Fremdstoffen zählen beispielsweise Nahrung und Sauerstoff. Zum Stoffwechsel von Fremdstoffen wird etwa der Baustoffwechsel gezählt; ein Prozess, in dessen Rahmen fremde Stoffe umgewandelt werden in körpereigene Bestandteile. In einer anderen Stoffwechselfunktion dient der Stoffwechsel der Gewinnung benötigter Energie (man spricht dann vom Energiestoffwechsel). Diese Energie kann beispielsweise gewonnen werden über Prozesse wie die Fettverbrennung oder den Stoffwechsel von Glukose (einem Einfachzucker).

Der Stoffwechsel des Körpers wird außerdem etwa benötigt, um Mineralien oder Spurenelemente aufzunehmen und im Organismus zu verteilen. Zu den für den Körper wichtigen Spurenelementen zählt unter anderem Eisen. Bei der Verstoffwechslung von Eisen spricht man auch vom sogenannten Eisen-Stoffwechsel. Ein Stoffwechsel schließlich, der als Hungerstoffwechsel bezeichnet wird, zeigt sich im menschlichen Körper bei Nährstoffmangel. Dieser Stoffwechsel ist unter anderem dadurch gekennzeichnet, dass der Grundumsatz nach einigen Tagen des Nährstoffmangels gesenkt wird und sich die Stoffwechselprozesse verlangsamen. Ein so veränderter Stoffwechsel dient der Lebenserhaltung des Organismus.

Gefahren, Störungen, Risiken & Krankheiten

Verschiedene Faktoren können dazu führen, dass der Stoffwechsel des menschlichen Körpers in seiner Funktion beeinträchtigt wird. Diese Beeinträchtigungen können dann zu vielfältigen Erkrankungen und Beschwerden führen. Ursachen entsprechender Erkrankungen, die in Zusammenhang mit einem gestörten Stoffwechsel stehen, können unter anderem Unterproduktionen oder Überproduktionen verschiedener Substanzen sein.

Auch kann ein gestörter Stoffwechsel darauf beruhen, dass entsprechende Substanzen durch den Körper nicht ausreichend gespeichert werden können. Zu den häufigsten Erkrankungen, die mit einem gestörten Stoffwechsel zusammenhängen und darum auch als Stoffwechselerkrankungen bezeichnet werden, gehört der Diabetes mellitus (Zuckerkrankheit).

Bei Diabetes mellitus handelt es sich um eine chronische Erkrankung. Der gestörte Stoffwechsel zeigt sich hier in einem erhöhten Blutzuckerspiegel bzw. in einem gestörten Zuckerstoffwechsel. Auch Beeinträchtigungen der Schilddrüsenfunktionen gehen oft einher mit einem gestörten Stoffwechsel: So sind einige der durch die Schilddrüse produzierten Schilddrüsenhormone für verschiedene Stoffwechselprozesse unentbehrlich (so beispielsweise für die Regulierung des Grundumsatzes).

Werden nun beispielsweise im Rahmen einer Schilddrüsenunterfunktion zu wenige dieser Hormone oder bei einer Schilddrüsenüberfunktion zu viele der Hormone produziert, hat das negative Auswirkungen auf einen regulierten Stoffwechsel. Auch starkes Übergewicht wie Adipositas (Fettleibigkeit) kann den Stoffwechsel beeinträchtigen. So kann es hier beispielsweise zu Fettstoffwechselstörungen kommen.

Treten in Verbindung mit starkem Übergewicht außerdem gleichzeitig Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Diabetes mellitus auf, wird dies in der Medizin teilweise als sogenanntes metabolisches Syndrom (also ein Syndrom, das den Stoffwechsel betrifft) bezeichnet. Kommt das den Stoffwechsel betreffende Syndrom in Industriestaaten vor, wird es umgangssprachlich auch als Wohlstandssyndrom bezeichnet.

Verbesserung des Stoffwechsels

Der menschliche Stoffwechsel, der die Umwandlung von Nahrung in Energie reguliert, kann durch verschiedene Maßnahmen positiv beeinflusst werden, was zu einer Verbesserung des allgemeinen Wohlbefindens und der Gesundheit führt.

Eine der effektivsten Methoden zur Steigerung des Stoffwechsels ist regelmäßige körperliche Aktivität. Besonders Krafttraining und Ausdauersport spielen eine entscheidende Rolle. Krafttraining hilft dabei, Muskelmasse aufzubauen, was den Grundumsatz erhöht, da Muskeln mehr Energie verbrauchen als Fettgewebe, selbst im Ruhezustand. Ausdauersportarten wie Laufen, Schwimmen oder Radfahren fördern die Fettverbrennung und kurbeln den Stoffwechsel an, insbesondere durch die Erhöhung der Herzfrequenz und des Sauerstoffverbrauchs. Auch kurze, intensive Intervalle (HIIT-Training) können den Stoffwechsel über einen längeren Zeitraum nach dem Training erhöht halten.

Die Ernährung ist ein weiterer zentraler Faktor. Der Verzehr von eiweißreichen Lebensmitteln kann den Stoffwechsel anregen, da der Körper mehr Energie benötigt, um Proteine zu verdauen und zu verwerten. Diese sogenannte „thermische Wirkung der Nahrung“ ist bei Eiweißen höher als bei Kohlenhydraten oder Fetten. Zudem können bestimmte Lebensmittel wie grüner Tee, Chilischoten und Ingwer den Stoffwechsel leicht beschleunigen, da sie thermogene Eigenschaften haben, die die Fettverbrennung anregen. Auch ballaststoffreiche Nahrungsmittel fördern die Verdauung und verbessern den Stoffwechsel, indem sie den Blutzuckerspiegel stabilisieren.

Ausreichende Flüssigkeitszufuhr, insbesondere Wasser, ist essenziell für einen gut funktionierenden Stoffwechsel. Dehydrierung kann den Stoffwechsel verlangsamen, da der Körper Wasser für fast alle biochemischen Prozesse benötigt. Kaltes Wasser hat zusätzlich den Effekt, dass der Körper mehr Energie aufwenden muss, um es auf Körpertemperatur zu bringen, was den Energieverbrauch minimal erhöht.

Der Schlaf spielt ebenfalls eine entscheidende Rolle. Zu wenig oder schlechter Schlaf kann den Stoffwechsel negativ beeinflussen, da Schlafmangel die Produktion von Hormonen wie Leptin und Ghrelin stört, die den Appetit und den Energieverbrauch regulieren. Chronischer Schlafmangel kann zu einem verlangsamten Stoffwechsel führen und die Gewichtszunahme begünstigen.

Schließlich können regelmäßige Mahlzeiten helfen, den Stoffwechsel stabil zu halten. Lange Fastenperioden oder unregelmäßige Mahlzeiten können den Körper in einen „Sparmodus“ versetzen, wodurch der Stoffwechsel langsamer wird, um Energie zu sparen.

Die Rolle von Hormonen im Stoffwechsel

Hormone spielen eine zentrale Rolle bei der Regulierung des menschlichen Stoffwechsels. Sie fungieren als chemische Botenstoffe, die viele der körpereigenen Prozesse steuern, darunter die Umwandlung von Nährstoffen in Energie, den Blutzuckerspiegel und die Fettverbrennung. Eine Dysbalance der hormonellen Steuerung kann erhebliche Auswirkungen auf das allgemeine Wohlbefinden und die Gesundheit haben.

Eines der wichtigsten Hormone für den Stoffwechsel ist Insulin, das von der Bauchspeicheldrüse produziert wird. Insulin reguliert den Blutzuckerspiegel, indem es den Zucker aus dem Blut in die Zellen transportiert, wo er als Energie genutzt oder als Glykogen gespeichert wird. Bei Insulinresistenz, die häufig bei Menschen mit Übergewicht oder Typ-2-Diabetes auftritt, reagieren die Zellen jedoch nicht mehr effektiv auf Insulin. Dies führt zu erhöhten Blutzuckerwerten und einem gestörten Stoffwechsel. Durch eine gesunde Ernährung und regelmäßige Bewegung kann die Insulinsensitivität verbessert werden, was den Stoffwechsel positiv beeinflusst.

Ein weiteres entscheidendes Hormon ist das Schilddrüsenhormon, das von der Schilddrüse produziert wird und maßgeblich den Energieumsatz des Körpers reguliert. Bei einer Unterfunktion der Schilddrüse (Hypothyreose) wird der Stoffwechsel verlangsamt, was zu Gewichtszunahme, Müdigkeit und Kälteempfindlichkeit führen kann. Eine Überfunktion (Hyperthyreose) hingegen beschleunigt den Stoffwechsel, was häufig zu Gewichtsverlust, erhöhter Herzfrequenz und Nervosität führt. Die Behandlung dieser Störungen erfordert meist eine medikamentöse Regulierung des Hormonspiegels, aber auch eine gesunde Lebensweise kann unterstützend wirken.

Leptin und Ghrelin, zwei Hormone, die das Hunger- und Sättigungsgefühl regulieren, haben ebenfalls einen direkten Einfluss auf den Stoffwechsel. Leptin wird von Fettzellen freigesetzt und signalisiert dem Gehirn, dass genug Energie vorhanden ist, während Ghrelin das Hungergefühl stimuliert. Ein Ungleichgewicht dieser Hormone kann zu Überernährung und damit zu einem langsamen Stoffwechsel führen. Schlafmangel beispielsweise erhöht den Ghrelinspiegel und senkt gleichzeitig den Leptinspiegel, was zu einem gesteigerten Appetit und einer Gewichtszunahme führen kann.

Auch das Stresshormon Cortisol beeinflusst den Stoffwechsel erheblich. Chronischer Stress kann zu dauerhaft erhöhten Cortisolspiegeln führen, was die Fettspeicherung, insbesondere im Bauchbereich, begünstigt. Dies kann den Stoffwechsel weiter verlangsamen und das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Diabetes erhöhen. Stressbewältigungstechniken wie Meditation oder Sport können dazu beitragen, die Cortisolproduktion zu senken und den Stoffwechsel zu stabilisieren.

10 Dinge, die Sie über den Stoffwechsel wissen sollten

Was ist der Stoffwechsel?

Der Stoffwechsel, auch Metabolismus genannt, umfasst alle chemischen Prozesse im Körper, die notwendig sind, um Energie aus der Nahrung zu gewinnen, Zellen aufzubauen und lebenswichtige Funktionen zu erfüllen. Diese Prozesse sind essenziell für das Überleben und beeinflussen unser allgemeines Wohlbefinden.

Welche Rolle spielt der Stoffwechsel bei der Gewichtsregulierung?

Der Stoffwechsel bestimmt, wie effizient der Körper Kalorien verbrennt. Ein schneller Stoffwechsel verbraucht mehr Kalorien, auch in Ruhe, während ein langsamer Stoffwechsel dazu führen kann, dass überschüssige Kalorien als Fett gespeichert werden.

Kann der Stoffwechsel wirklich „langsam“ oder „schnell“ sein?

Ja, der Stoffwechsel kann bei verschiedenen Menschen unterschiedlich schnell arbeiten. Faktoren wie Alter, Geschlecht, Muskelmasse und Genetik beeinflussen den Grundumsatz, also die Menge an Energie, die der Körper in Ruhe benötigt.

Welche Lebensmittel fördern den Stoffwechsel?

Bestimmte Lebensmittel wie proteinreiche Nahrung, grüner Tee, scharfe Gewürze (wie Chilischoten) und ballaststoffreiche Nahrungsmittel können den Stoffwechsel leicht ankurbeln, da sie den Energieaufwand für Verdauung und Verarbeitung erhöhen.

Beeinflusst die Flüssigkeitszufuhr den Stoffwechsel?

Ja, ausreichende Flüssigkeitszufuhr ist entscheidend. Wasser ist notwendig für viele Stoffwechselprozesse, und Dehydration kann den Stoffwechsel verlangsamen. Kaltes Wasser kann den Kalorienverbrauch leicht erhöhen, da der Körper Energie aufwenden muss, um es auf Körpertemperatur zu erwärmen.

Wie wirkt sich der Schlaf auf den Stoffwechsel aus?

Schlafmangel kann den Stoffwechsel negativ beeinflussen. Er kann zu einer Verringerung des Energieverbrauchs und zu einer Störung der Hungerhormone Leptin und Ghrelin führen, was oft zu einer Gewichtszunahme und einem verlangsamten Stoffwechsel beiträgt.

Können Hormone den Stoffwechsel beeinflussen?

Ja, Hormone wie Insulin, Schilddrüsenhormone, Leptin, Ghrelin und Cortisol spielen eine zentrale Rolle im Stoffwechsel. Ein Ungleichgewicht dieser Hormone kann den Stoffwechsel verlangsamen oder beschleunigen und zu gesundheitlichen Problemen wie Übergewicht oder Diabetes führen.

Welche Rolle spielt körperliche Aktivität für den Stoffwechsel?

Regelmäßige Bewegung, insbesondere Krafttraining, erhöht die Muskelmasse, was den Grundumsatz steigert. Auch Ausdauersportarten wie Laufen oder Schwimmen erhöhen den Energieverbrauch und können den Stoffwechsel ankurbeln.

Verlangsamt sich der Stoffwechsel mit dem Alter?

Ja, der Stoffwechsel verlangsamt sich im Laufe des Lebens, da die Muskelmasse abnimmt und hormonelle Veränderungen auftreten. Dies kann zu einem geringeren Energiebedarf und einem erhöhten Risiko für Gewichtszunahme führen.

Kann Stress den Stoffwechsel beeinflussen?

Chronischer Stress kann den Stoffwechsel durch die erhöhte Ausschüttung des Hormons Cortisol negativ beeinflussen. Dies führt oft zu einer Fettspeicherung, insbesondere im Bauchbereich, und kann den Stoffwechsel verlangsamen.

10 Tipps für einen gesunden Stoffwechsel

So können Sie Ihren Stoffwechsel anregen:

Regelmäßige Bewegung einbauen

Tägliche körperliche Aktivität ist entscheidend, um den Stoffwechsel anzukurbeln. Besonders effektiv sind Ausdauertraining wie Joggen, Radfahren oder Schwimmen sowie Krafttraining, das den Muskelaufbau fördert. Mehr Muskelmasse erhöht den Grundumsatz und hilft dem Körper, mehr Kalorien zu verbrennen, auch im Ruhezustand.

Proteinreiche Ernährung

Eiweißreiche Lebensmittel fördern den Stoffwechsel, da der Körper mehr Energie aufwenden muss, um Proteine zu verdauen und in Aminosäuren umzuwandeln. Gute Proteinquellen sind Hülsenfrüchte, Fisch, mageres Fleisch, Nüsse und Samen.

Ausreichend Wasser trinken

Eine ausreichende Flüssigkeitszufuhr ist essenziell für einen funktionierenden Stoffwechsel. Wasser unterstützt alle chemischen Prozesse im Körper, und Dehydrierung kann den Stoffwechsel verlangsamen. Es wird empfohlen, über den Tag verteilt mindestens 1,5 bis 2 Liter Wasser zu trinken, um die Stoffwechselprozesse optimal zu unterstützen.

Ausreichend schlafen

Guter Schlaf ist für den Stoffwechsel entscheidend. Während des Schlafes regeneriert sich der Körper, und hormonelle Prozesse wie die Regulation von Leptin und Ghrelin, die das Hunger- und Sättigungsgefühl steuern, werden beeinflusst. Mangelnder Schlaf kann den Stoffwechsel verlangsamen und das Risiko einer Gewichtszunahme erhöhen.

Mehrmals täglich kleine Mahlzeiten essen

Statt drei großer Mahlzeiten können fünf bis sechs kleine, ausgewogene Mahlzeiten über den Tag verteilt den Stoffwechsel stabil halten. Dies verhindert starke Blutzuckerschwankungen und hilft, den Energieverbrauch konstant zu halten.

Grünen Tee trinken

Grüner Tee enthält Catechine, eine Art von Antioxidantien, die den Stoffwechsel leicht ankurbeln können. Zudem enthält er Koffein, das ebenfalls den Kalorienverbrauch leicht steigert. Ein bis zwei Tassen grüner Tee täglich können diesen positiven Effekt auf den Stoffwechsel unterstützen.

Stress abbauen

Chronischer Stress kann den Stoffwechsel negativ beeinflussen, da durch die erhöhte Ausschüttung von Cortisol die Fettspeicherung gefördert wird. Entspannungstechniken wie Meditation, Yoga oder Atemübungen helfen, den Stresspegel zu senken und den Stoffwechsel in Balance zu halten.

Ballaststoffreiche Lebensmittel konsumieren

Ballaststoffe unterstützen die Verdauung und sorgen dafür, dass der Blutzuckerspiegel stabil bleibt. Sie fördern die Sättigung und helfen dabei, Heißhungerattacken zu vermeiden, was den Stoffwechsel auf einem konstanten Niveau hält. Vollkornprodukte, Gemüse, Obst und Hülsenfrüchte sind hervorragende Quellen.

Krafttraining einbauen

Krafttraining hilft nicht nur, Muskeln aufzubauen, sondern erhöht auch den Kalorienverbrauch nach dem Training. Mehr Muskelmasse bedeutet, dass der Körper in Ruhe mehr Energie verbraucht, was den Stoffwechsel langfristig steigert.

Scharfe Gewürze verwenden

Chilischoten und andere scharfe Gewürze enthalten Capsaicin, das den Stoffwechsel durch die Erhöhung der Körpertemperatur und des Energieverbrauchs ankurbeln kann. Scharfe Speisen können kurzfristig den Kalorienverbrauch erhöhen und den Stoffwechsel aktivieren.

Quellen

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