Stoffwechsel
Lebende Organismen benötigen für ihr Wachstum und für die Aufrechterhaltung ihres inneren Gleichgewichtes
1. Energie,
2. die Bausteine, die für den Aufbau der verschiedenen Körperbestandteile
(z.B. Zellwände, Muskelfasern, Nervenfasern, Knochen) notwendig sind.
Die Energie und die Bausteine werden in Form von Nahrung aufgenommen, durch Verdauungsvorgänge in eine Form gebracht, die vom Körper verwendet werden kann, und in
den verschiedenen Organen des Körpers ab- und umgebaut.
Die Gesamtheit all dieser Vorgänge, die zur Energie-Erzeugung
und zum Aufbau von Körperbestandteilen führen, bezeichnet man als Stoffwechsel.
Die Stoffwechselvorgänge laufen in der Regel nicht spontan ab, sie wären auch viel zu
langsam, sondern werden durch Enzyme katalysiert und beschleunigt.
Enzyme sind Eiweißstoffe, welche im Körper von den Zellen jedes Organs gebildet werden.
Die verschiedenen Organe besitzen je nach ihrer Funktion unterschiedliche Enzyme.
Die Aktivität dieser Enzyme ist außerdem je nach Bedarf regulierbar. Wichtige Regulatoren der Enzymfunktion sind die Hormone.
Wie produziert der Körper Energie
Um die Körperfunktionen aufrecht zu erhalten, wird Energie benötigt.
Der Energiegehalt der Nahrung wird in Joule (J) oder Kalorien (cal) gemessen (1 cal = 4,186 J).
Energie wird durch die Verbrennung (Oxydation) der Nahrung gewonnen.
Die Hauptenergieträger der Nahrung sind Zucker (Kohlenhydrate; 4,1 kcal/g), Fette (Lipide; 9,3 kcal/g) und Eiweiße (Proteine; 4,1 kcal/g).
Es sollte nicht vergessen werden, dass auch Alkohol ( 7,1 kcal/g) ein Energieträger ist (Tab.1).
Bei der Verbrennung der Nahrung wird Sauerstoff verbraucht und Kohlendioxyd freigesetzt.
Der Energiegehalt der Nahrung wird in Joule (J) oder Kalorien (cal) gemessen (1 cal = 4,186 J).
Energie wird durch die Verbrennung (Oxydation) der Nahrung gewonnen.
Die Hauptenergieträger der Nahrung sind Zucker (Kohlenhydrate; 4,1 kcal/g), Fette (Lipide; 9,3 kcal/g) und Eiweiße (Proteine; 4,1 kcal/g).
Es sollte nicht vergessen werden, dass auch Alkohol ( 7,1 kcal/g) ein Energieträger ist (Tab.1).
Bei der Verbrennung der Nahrung wird Sauerstoff verbraucht und Kohlendioxyd freigesetzt.
Nährstoff Brennstoff................. ..................
Kohlenhydrate 4,1 Kcal = 17 KJ
Fett 9,3 Kcal= 39 KJ
Eiweiss 4,1Kcal = 17 KJ
Alkohol 7,1 Kcal = 30 KJ
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Tab. 1: Brennwert der Nährstoffe je Gramm
Energie wird im Körper zu verschiedenen Zeiten produziert und verbraucht.
Der Körper muß daher Energie speichern können.
Energie kann in unterschiedlicher Form gespeichertwerden.
Die langfristige Energiespeicherung erfolgt im Fettgewebe.
Sie kann daraus innerhalb von Stunden bis Tagen mobilisiert werden.
Mittelfristig (innerhalb von Minuten) benötigte Energie wird vor allem in der Leber und im Muskel in Form von Glykogen (verzweigtes Zuckerkettenmolekül) gespeichert.
Energie, die kurzfristig (innerhalb von Sekunden) zur Verfügung gestellt werden muß, wird in Form energiereicher Phosphatverbindungen in den Zellen bereit gehalten.
Was sind die Körperbausteine
Die wesentlichen Bausteine des Körpers sind
1. Nukleinsäuren,
2. Eiweiße (Proteine),
3. Zucker (Kohlenhydrate),
4. Fette (Lipide),
5. Spezialisierte Moleküle wie der rote Blutfarbstoff etc.,
6. Vitamine,
7. Spurenelemente.
Nukleinsäuren sind die Bauelemente unseres Erbguts, das in Form der Chromosomen in den Zellen vorliegt.
Sie können im Körper aus Vorstufen gebildet werden. Beim Abbau der Nukleinsäuren entsteht Harnsäure, die im Urin ausgeschieden wird.
Die Eiweiße sind aus Aminosäuren aufgebaut.
Es gibt acht sogenannte essentielle Aminosäuren, die mit der Nahrung zugeführt werden müssen, da sie der Körper selbst nicht bilden kann.
Die anderen Aminosäuren können vom Körper selbst hergestellt werden.
Proteine nehmen Strukturfunktionen beim Aufbau von Knochen, Knorpeln, Bindegewebe
sowie den anderen Organen wahr. Als sogenannte Enzyme ermöglichen sie spezifische Stoffwechselfunktionen.
Eine besondere Bedeutung besitzen die im Blut schwimmenden Eiweiße (sogenannte Plasmaproteine).
Manche von ihnen sind wichtige Transportproteine.
Andere sind für die Blutgerinnung erforderlich, eine weitere Gruppe ist wichtig für den
Kampf gegen Krankheitserreger.
Diese Proteine werden alle in der Leber gebildet.
Eine Sonderfunktion nehmen die Antikörper (Immunglobuline) wahr, die vom Immunsystem spezifisch gegen bestimmte Krankheitserreger gebildet werden.
Durch eine Impfung, z.B. gegen Grippeviren, wird die Produktion
solcher spezifischen Immunglobuline angeregt (Tab. 2).
Nahrungsmittels Eiweiss Kohlenhydrate Fett Vitamine Mineralstoffe
............................. ............ ......................... ...... ............. ......................
Obst * *** **
Gemüse * *** ***
Brot * *** ** **
Milch ** ** ** ** **
Fleisch *** * ** ** **
Fish *** * ** ** **
Wurst ** * *** *
Schokolade * *** **
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Tab. 2: Nährstoffgehalt verschiedener Nahrungsmittel
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