Zellstoffwechsel

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

Letzte Aktualisierung am: 28. Februar 2024

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

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Der Zellstoffwechsel ist die Grundlage aller lebensnotwendigen und biochemischen Abläufe im Körper, die innerhalb und auch außerhalb einer Zelle stattfinden. Alles, was der Körper aufnimmt, muss verarbeitet und umgewandelt, schließlich abgebaut werden, um daraus Energie zu gewinnen und die verschiedenen Körperbestandteile wie Zellwände, Nerven- oder Muskelfasern und Knochen zu erneuern und aufzubauen. Energie und Bausteine erhält der Körper durch die Nahrungsaufnahme.

Was ist der Zellstoffwechsel?

Der Zellstoffwechsel ist die Grundlage aller lebensnotwendigen und biochemischen Abläufe im Körper, die innerhalb und auch außerhalb einer Zelle stattfinden.

Die Zelle ist der kleinste Baustein des Lebens. In der Natur kommen verschiedene Organismen vor, darunter Einzeller, die nur aus einer Zelle bestehen, und Vielzeller, die verschiedene Zellen aufweisen. Der Mensch besitzt mehr als zweihundert verschiedener Zelltypen. Die Erforschung dieser Zellen samt Aufbau und Verhalten nennt sich Zytologie.

In jeder Zelle, der pflanzlichen, tierischen oder menschlichen, laufen verschiedene biochemische Vorgänge ab. Dabei werden Stoffe benötigt, um Energie zu gewinnen oder den reibungslosen Auf- bzw. Abbau zu gewährleisten. Die Zelle in einem Organismus dient also primär der Energiegewinnung. Dort findet der gesamte Stoffwechsel statt.

Nur aufgrund des Zellstoffwechsels können die Organe arbeiten, Knochen wachsen, der gesamte Körper sich am Leben halten. Auch Atmung, Osmose und die gesamte Verdauung beruhen auf dem Zellstoffwechsel.

Funktion & Aufgabe

Der Körper nutzt all die ihm zugeführten Vitamine, Nährstoffe, Spurenelemente, Eiweiße, Fette und Mineralien, um Energie zu gewinnen und diese auch als Reserven anzulegen, auf die er später zurückgreifen kann.

Notwendig für jeden Zellstoffwechsel sind Enzyme und Hormone, da der gesamte Vorgang vom Hormon- und Nervensystem gesteuert wird. Die Vorgänge des Stoffwechsels laufen nicht spontan ab, sondern werden beschleunigt. Das geschieht durch Enzyme. Diese katalysieren chemische Wirkungen im Körper und sind daher die bildlich gesprochenen Zündkerzen, ohne die kein Stoffwechsel stattfinden kann. Sie sind Eiweißmoleküle, wobei verschiedene Organe auch unterschiedliche Enzyme bilden und nutzen, die eine bestimmte Wirkung auf den Organismus haben, darunter beim Eiweißaufbau von Haut und Knochen, bei der Verdauung oder bei der Entgiftung des Körpers behilflich sind. Um die Aktivität der Enzyme zu regulieren, bedarf es der Hormone.

Da auch Umweltfaktoren eine Rolle spielen und Einfluss auf den Stoffwechsel haben, darunter z. B die Temperatur, ist das wichtigste Organ für den Stoffwechsel die Leber. Zur Verteilung der Nährstoffe auf die Zellen dient der Blutkreislauf. Um Körperfunktionen aufrechtzuerhalten braucht der Körper Energie durch Aufnahme von Nahrung. Der Energiegehalt wird in Kalorien gemessen, Energie durch Oxidation der Nahrung gewonnen.

Daneben wird häufig von einem anabolen und katabolen Stoffwechsel gesprochen. Beides sind Phasen und Reaktionen während des Stoffwechselvorgangs. Mit Anabolismus ist der Aufbau von Stoffen aus einfachen Bausteinen gemeint, mit Katabolismus der Aufbau der Stoffwechselprodukte und deren Umwandlung aus komplexen in einfache Substanzen, um daraus Energie zu gewinnen und bereitstellen zu können. Die in verschiedenen Bereichen gespeicherten Nährstoffe werden in ihre Bestandteile zerlegt, abgebaut und verbraucht. Der Körper gewinnt so seine Energie.

Der gesamte Zellstoffwechsel wird in vier verschiedene Prozesse eingeteilt, die nach den verarbeiteten Substanzen benannt sind. Der Kohlenhydratstoffwechsel sorgt dafür, dass bei der Verdauung Kohlenhydrate aus der Nahrung in Zucker, z. B. Glukose, umgewandelt und zerteilt werden. Diese gelangen durch den Blutkreislauf in die Zellen, in denen der Prozess des Zellstoffwechsels stattfindet. Einfachzucker dient der Energiegewinnung, wird in der Muskulatur und Leber in neue Stärkemoleküle umgewandelt und dort gespeichert.

Daneben gibt es den Aminosäure- und Eiweißstoffwechsel. Um Muskelzellen, Hormone oder Enzyme aufzubauen, benötigt er Aminosäuren, die bei der Verdauung von Eiweiß entstehen und über den Blutkreislauf in die jeweiligen Zellen transportiert werden.

Fett wiederum dient der Energiegewinnung der Zellen und ist ein Energiespeicher. Auf diese Weise werden Hormone und Botenstoffe gebildet, die der Körper für „schlechtere Zeiten“ bewahrt. Dafür ist der Fettstoffwechsel verantwortlich. Ebenso wichtig ist der Mineralstoffwechsel. Er dient zum Aufbau der Knochen und für die Muskelarbeit, für die der Körper Mineralstoffe wie z. B. Kalzium und Phosphor braucht.

Für das Gewicht des Körpers spielt der Zellstoffwechsel eine wichtige Rolle. Um die Körperfunktionen reibungslos zu gewährleisten, verbraucht der Mensch unterschiedlich viel Energie. Hier wird von einem Grundumsatz gesprochen, der den Energieverbrauch im Ruhezustand darstellt. Dieser ist genetisch bedingt und schwankt von Mensch zu Mensch. Er kann auch nicht angekurbelt werden, alleine der Energiestoffwechsel und Verbrauch können durch beispielsweise Bewegung gesteigert werden.

Krankheiten & Beschwerden

Allgemein liegt eine Stoffwechselstörung vor, wenn die Nährstoffe nicht richtig vom Körper verwertet werden können, die Substanz also nicht dorthin gelangt, wo sie benötigt wird. Daraus entwickeln sich verschiedene Krankheiten, darunter zB Diabetes.

Quellen

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