Definition des Metabolismus

Unter Metabolismus versteht man den Stoffwechsel eines lebenden Organismus. Er umfasst sämtliche biochemischen Prozesse, die zur Aufnahme, Verwertung, Umwandlung und Entsorgung von Nährstoffen und Sauerstoff notwendig sind. Streng genommen findet der Metabolismus in jeder einzelnen Zelle des Organismus statt. Der Metabolismus gliedert sich in den Anabolismus, den aufbauenden Stoffwechsel, und in den Katabolismus, den Stoffwechselabbau.

Metabolische Vorgänge

Damit ein Organismus optimal arbeiten kann, braucht er Energie. Es müssen ihm regelmäßig Nährstoffe zugeführt werden. Dazu gehören Fette, Eiweiße, Kohlenhydrate, aber auch Mineralien und Vitamine. Durch Hormone gesteuert, werden diese Nährstoffe in zahlreichen Stoffwechselwegen und chemischen Reaktionen mit Hilfe von Enzymen, die als Katalysatoren dienen, in ihre grundlegenden Bestandteile aufgespalten. Man unterscheidet in diesem Zusammenhang auch den Eiweiß-Metabolismus, den Kohlenhydrat-Metabolismus und den Fett-Metabolismus als einzelne Stoffwechselwege. Hierzu gehört beispielsweise die Spaltung von Eiweißen in einzelne Aminosäuren. Auch die Aufspaltung von Zucker, die so genannte Glycolyse, und das Spalten von Fetten in einzelne Fettsäuren und Glycerin sind metabolische Vorgänge. Die jeweiligen Bestandteile werden weiter bis in die einzelnen Zellen transportiert. Dort werden sie in den Mitochondrien, den Kraftwerken der Zellen, zur Energiegewinnung entweder direkt aufgenommen, gespeichert oder zu anderen Verbindungen umgebaut. Die von Pflanzen betriebene Photosynthese ist der wichtigste Stoffwechselprozess. Dabei wird Kohlenstoff aus Kohlendioxid gewonnen und in Verbindung mit Wasserstoff und Licht zu Traubenzucker (Glucose) und Sauerstoff umgewandelt. Es wird unterschieden in aeroben Metabolismus, bei dem Sauerstoff verbraucht wird, und dem anaeroben Metabolismus, der ohne Sauerstoff auskommt. Zum aeroben Metabolismus zählt der Citratzyklus, der ebenfalls eine zentrale Rolle im Gesamtstoffwechsel einnimmt. Gemeinsam mit der Atmungskette gehört er zu den Endphasen des Zellstoffwechsels. Ein Beispiel für den anaeroben Metabolismus ist die Gärung. Auch in den Muskeln findet häufig ein anaerober Stoffwechsel statt, bei dem Laktat (Milchsäure) als Nebenprodukt entsteht. Weiter Neben- und Abfallprodukte aus dem Metabolismus sind u.a. Harnsäure und Kohlensäure.

Metabolisches Ungleichgewicht

Ein Ungleichgewicht im Stoffwechsel führt langfristig zu Problemen im Organismus. Bekannt ist beispielsweise der Überschuss von Harnsäure, der beim Menschen für das Auftreten von Gicht verantwortlich ist. In den letzten Jahren nahmen auch Erkrankungen am so genannten „Metabolischen Syndrom“ zu, zu dessen Merkmalen u.a. ein gestörter Fettstoffwechsel und Insulinresistenz zählen. Die Folgen einer Stoffwechselstörung reichen über Übergewicht, Bluthochdruck bis hin zu Diabetes.