Der Energiestoffwechsel – so funktioniert er

Ist der menschliche Körper nicht ein Wunder der Natur? Wir nehmen Nahrung auf und setzen diese automatisch in Energie um. Diese Energie fungiert anschließend als Treibstoff für körperliche Bewegungen. Oder auch für innere Vorgänge, von denen wir einige nicht einmal mitbekommen.

Aber was genau ist eigentlich der Energiestoffwechsel? Wie funktioniert er? Wieso benötigen wir in manchen Situationen mehr Energie als in anderen? Und welche besondere Relevanz hat der Energiestoffwechsel bei Stress?

Was ist der Energiestoffwechsel?

Entscheidend für unseren Organismus sind Stoffwechselvorgänge. Diese geschehen ganz automatisch im Innersten des Körpers. Beim Menschen unterscheiden wir zwischen zwei Arten von Stoffwechseln. Dem Energiestoffwechsel und dem Baustoffwechsel. Beide stellen chemische Reaktionen dar. Sie laufen aber unterschiedlich ab und dienen unterschiedlichen Zielen.

Die Kraftwerke (Mitochondrien) in unseren Zellen nutzen Nährstoffe und Sauerstoff, um daraus in Form von ATP (Adenosintriphosphat) gebundene Energie zu produzieren. Diese Energie kann bei Bedarf wieder freigesetzt werden, indem eine Bindung des ATP aufgebrochen wird. Das daraus entstehende ADP (Adenosindiphoshphat) kann dann wieder zu ATP recycelt werden. Voraussetzung für eine permanente Aufrechterhaltung dieses Kreislaufs ist eine adäquate Versorgung mit Nährstoffen und eine gute Zellfunktion. Ohne Energie in Form von ATP gibt es keine funktionsfähigen Körperzellen!

Wir haben die wichtigsten Merkmale des Energie- und Baustoffwechsels im Folgenden zusammengefasst.

Energiestoffwechsel

Der Energiestoffwechsel heißt auch abbauender Stoffwechsel. Dieser findet in jeder Körperzelle in den Mitochondrien statt. Dabei wird die in Nahrungsmitteln enthaltene chemische Energie (Glukose) zusammen mit Sauerstoff und Wasser abgebaut. Die dabei entstehende Energie wird in den Energieträger ATP gebunden. ATP steht für Adenosintriphosphat. Die Mitochondrien werden daher als „Kraftwerke der Zellen“ bezeichnet.

Zur erneuten Freisetzung der Energie spalten Enzyme das ATP in ein Adenosindiphosphat (ADP) und ein freies Phosphat. Diesen Stoffwechselvorgang zur Energiegewinnung bezeichnet man als Zellatmung. Das ADP wird anschließend wieder mithilfe von Glukose in ATP recycelt.

Dieser Vorgang geschieht quasi andauernd in unserem Körper. Zellen speichern ATP nämlich nicht. Allerdings brauchen sie ständig neues ATP für die Energiebereitstellung. Es entsteht also ein Kreislauf zur Energiegewinnung. Voraussetzung sind eine gute Versorgung mit Nährstoffen, Sauerstoff und einwandfreie Zellfunktionen.

Man unterscheidet übrigens zwischen zwei Energiestoffwechseln. Den mit Sauerstoff (aerobe Energiebereitstellung) und den ohne Sauerstoff. Auch anaerobe Energiebereitstellung genannt. Bei dem Zweiteren fällt als Endprodukt eine höhere Menge Laktat an. Das ist bei hohen Ausdauerbelastungen der Fall, wenn der über die Atmung aufgenommene Sauerstoff nicht ausreicht, um den in den Muskeln benötigten Energiebedarf zu decken.

Baustoffwechsel

Der Baustoffwechsel dient dazu, Zellstrukturen auf- oder abzubauen. So entstehen zum Beispiel Muskelzellen, aber auch neue Blutzellen. Hier stehen also körpereigene "Baustoffe" für beispielsweise Wachstum, Erneuerung und Reparatur im Mittelpunkt. Auch der Aufbau der Muskulatur oder Heilungsprozesse zählt dazu.

Die Baustoffe kommen überall dort zum Einsatz, wo sie gerade benötigt werden und verteilen sich im gesamten Körper.

Wozu benötigen wir Energie?

Nur durch Energie laufen Körperfunktionen einwandfrei. Dafür müssen wir ausreichend Nahrung aufnehmen. Außerdem ist es wichtig, dass diese Nahrung bestimmte Nährstoffe enthält. Sogenannte „leere“ Kohlenhydrate, wie sie oft in Süßigkeiten zu finden sind? Die helfen unserem Körper langfristig nicht weiter. Darauf kommen wir weiter unten noch zurück.

Unser Körper braucht Energie für nahezu alle inneren Prozesse. Auch Vieles, das uns nicht unmittelbar bewusst ist, benötigt immer wieder einen neuen Energieschub. Hierunter fallen folgenden Funktionen.

Stoffwechselfunktionen

Der Stoffwechsel beinhaltet alle biochemischen Prozesse, die innerhalb unserer Körperzellen ablaufen. So werden die Bestandteile zugeführter Nährstoffe in den Zellen abgebaut und zu neuen Stoffen umgebaut. Dies ist die Grundlage dafür, dass die vielfältigen lebensnotwendigen Vorgänge in unserem Körper richtig ablaufen können.

Körpertemperatur

Die Körpertemperatur gesunder Menschen beträgt 36,3 bis 37,4 °C. Diese Wärme produziert und regelt der Organismus. Natürlich mithilfe von Energie.

Aufrechterhaltung vieler körperlicher Vorgänge

Unser Gehirn braucht viel Energie. Etwa ein Fünftel der Energie, die unserem Körper zur Verfügung steht. Nur ein kleiner Teil davon wird für das Denken verwendet. Der Rest ist für Grundfunktionen notwendig.

Wachstum

In einem bestimmten Alter dient die Energiegewinnung dazu, dass wir wachsen. Vor allem im Kindesalter wird ein Großteil an Energie hierfür verwendet.

Wiederaufbau und Reparatur

Schöne Haare? Reine Haut? Kräftige Nägel? Trainierte Muskeln? Auch dafür muss unser Körper Energie bereitstellen. All diese Dinge müssen immer wieder repariert oder neu aufgebaut werden.

Warum benötigen wir in anhaltenden Stress-Situationen mehr Energie?

Bei Stress reagiert unser Organismus wie vor Tausenden von Jahren. Er schüttet aktivierende Botenstoffe aus. Das Herz schlägt schneller. Muskeln spannen sich an. Wir atmen rascher. Die Verdauung dagegen läuft langsamer. Wir sind bereit für Flucht oder Angriff. Unser Körper konzentriert sich darauf, weil es früher für das Überleben entscheidend war. Ein Überbleibsel aus der Steinzeit. Diese Prozesse brauchen viel Energie. Je länger die Belastung dauert, desto mehr ist notwendig.

Nach kurzen Stressphasen erholt sich der menschliche Organismus schnell. Dauerstress kann dagegen zu gesundheitlichen Problemen führen. Zum Beispiel zu Erschöpfung und Müdigkeit.

Aber auch muskuläre Verspannungen können eine Folge sein. Im schlimmsten Fall können dauerhaft anhaltende Stressbelastungen sogar zu Burnout oder anderen psychischen Folgekrankheiten wie Depressionen oder auch körperlichen Erkrankungen wie Bluthochdruck führen.

Wenn es gerade nicht möglich ist anhaltende Stressbelastungen zu vermeiden, können Tipps zu Stressbewältigung weiterhelfen, um die Herausforderungen zu meistern. Auch pflanzliche Arzneimittel können Abhilfe schaffen und belastende Stress-Symptome wie Müdigkeit und Erschöpfung lindern.

Nährstoffe und ihre Verwendung im Körper

Verschiedene Nährstoffgruppen sorgen für einen reibungslosen Ablauf innerer Prozesse und gewährleisten die Versorgung unseres Körpers mit wichtigen Bestandteilen. Manche werden rasch verstoffwechselt; andere langsam. Aber alle sind auf ihre Art unersetzlich. Es gibt folgende Hauptgruppen:

Kohlenhydrate

Kohlenhydrate sind wichtige Energielieferanten. Um ihre Wirkung zu entfalten, müssen sie in Glukose umgewandelt werden. Das Hormon Insulin transportiert die Glukose dann in Zellen, wo sie abgebaut wird. Diesen Prozess nennt man Glykolyse. Besonders gute Energielieferanten sind komplexe Kohlenhydrate im Vergleich zu den sogenannten leeren Kohlenhydraten. Zu den komplexen Kohlenhydraten gehören z. B. Vollkornprodukte. Auch Hülsenfrüchte, Gemüse und Kartoffeln zählen dazu. Leere Kohlenhydrate sind häufig in Süßigkeiten wie Gummibärchen oder Bonbons zu finden. Glykolyse findet übrigens bei Menschen, Pflanzen und Tieren statt.

Eiweiße (Proteine)

Proteine bestehen aus Aminosäuren. Sie sind die Grundlage für Gewebe und Zellen, aber auch für Hormone. Auch für das Immunsystem sind Proteine entscheidend. Besonders gut verwerten lässt sich Eiweiß aus fettarmem Fleisch, Milch oder Eiern.

Fette

Fett ist aufgrund enthaltener Fettsäuren eine wichtige Energiequelle. Außerdem können wir bestimmte Vitamine nur mit Fett aufnehmen. Dazu gehören die Vitamine A, D, E und K. Sie sind besonders wichtig für unsere Gesundheit und unser Wohlbefinden.

Mineralstoffe

Mineralstoffe lassen sich in Mengenelemente, wie z. B. Natrium, Kalium, Magnesium und Spurenelemente, wie z. B. Eisen, Kupfer, Zink, unterteilen. Von Ersteren brauchen wir deutlich mehr. Mineralstoffe liefern keine Energie. Sie sind aber wichtig für den Energiestoffwechsel und das Nervensystem. Besonders Magnesium spielt eine große Rolle bei körperlicher Belastung. Beim Schwitzen verlieren wir viel Magnesium und andere Mineralstoffe. Deshalb ist es wichtig, immer genügend aufzunehmen.

Vitamine

Vitamine tragen zu einem funktionierenden Energiestoffwechsel bei. Daher sollten wir bei Belastung und Stress auf eine ausreichende Zufuhr von Vitaminen achten. Eine Ausnahmestellung hat Vitamin D. Dieses kann der Mensch mithilfe von Sonnenlicht selbst produzieren. Alle anderen Vitamine müssen wir über die Nahrung aufnehmen.

Fazit

Energie ist der Treibstoff für unseren Körper. Selbst die kleinsten körperlichen Funktionen müssen durch den Energiestoffwechsel aufrechterhalten werden.

Durch die Aufnahme von Nahrung versorgen wir uns mit neuem Antrieb. Die aufgenommene Energie wird in komplexen Vorgängen so umgewandelt, dass sie vom gesamten Körper genutzt werden kann.

Intensive Belastung erhöht den Energiebedarf. Stress stellt auch eine solche Belastung dar. In anhaltenden Stress-Situationen erhöht sich unser Energieumsatz deutlich. Um damit fertig zu werden, ist eine ausgewogene Ernährung ratsam. Bestimmte Nährstoffgruppen wirken unterstützender bei der Energiebereitstellung als andere.