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Stoffwechselprozesse im Körper und wie sie funktionieren

Der menschliche Körper ist in seiner Funktion sehr komplex und umfasst viele Prozesse, die miteinander einhergehen. Da gibt es unter anderem das Herz-Kreislauf-System, den Verdauungstrakt, die Proteinbiosynthese und viele weitere Prozesse, die gewährleisten, dass der Körper funktioniert. Jeder ist auf seine Art einzigartig und deckt einen wichtigen Bereich des Körpers ab. In diesem Beitrag möchten wir auf einige Stoffwechselprozesse eingehen und Dir einen Überblick verschaffen. Warum ist der Stoffwechsel so wichtig und wie funktioniert er?

Was sind Stoffwechselprozesse? Definition und Erklärung

Um zu verstehen, warum Stoffwechselprozesse so wichtig sind, solltest Du wissen, was sie überhaupt sind. Der Stoffwechsel wird auch Metabolismus genannt und wird von Hormonen, Enzymen und Nährstoffen reguliert. Ziel ist dabei die Energiegewinnung, die für das Überleben des Organismus notwendig ist. Dies wird durch den Aufbau, Abbau und Transport von chemischen Verbindungen im Körper erreicht. Die Enzyme sind dabei wie kleine Polizisten aus einem Kontrollzentrum, die jede Reaktion im Körper begleiten und steuern und von Hormonen reguliert werden. Sie können dafür sorgen, dass Reaktionen schneller ablaufen, wenn sie gebraucht werden und setzen Substrate in Produkte um. Hormone geben dagegen sozusagen das Start- oder Stoppsignal für bestimmte Prozesse, während diese dann in ihrem Ablauf von den Enzymen beschleunigt und durchgeführt werden. Alle Stoffwechselprozesse sind dazu da, den Körper am Leben zu halten und dafür Energie bereitzustellen.

Ernährung und Verdauung sind ein gutes Beispiel. Sie sind Teil des gesamten Stoffwechsels. Durch Signale des Körpers (unter anderem Hormone) bekommt man Hunger und nimmt Nahrung zu sich. Die Verdauung wird gestartet und alle Nährstoffe werden vom Körper mithilfe von Enzymen verarbeitet, aufgenommen und in den Zellen in Energie umgewandelt. Die Verdauung ist somit Teil des Stoffwechsels, da ihr Prozess Energie zum Überleben bereitstellt. Das Essen selbst ist da eher Mittel zum Zweck, denn der Verdauungsprozess benötigt Nährstoffe als Grundlage.

Übersicht: Stoffwechselprozesse und ihre Funktionen

Der Stoffwechsel, der Energie für den Körper bereitstellt, erledigt seine Aufgabe durch mehrere, einzelne Prozesse. Da wir verschiedene Nährstoffe zu uns nehmen, müssen diese auf verschiedene Arten verarbeitet werden, um daraus Energie gewinnen zu können. Welche Stoffwechselprozesse gibt es und welche Funktionen haben sie? Die folgenden Stoffwechselarten zählen zu den wichtigsten:

  • Eiweißstoffwechsel: Als Energielieferant und zum Aufbau von Hormonen und Muskelzellen, werden Proteine in ihre einzelnen Aminosäuren (also ihre Bausteine) gespalten. Dies beginnt im Magen und über den Dünndarm gelangen sie über das Blut zu den Zellen, in denen sie benötigt werden.
  • Kohlenhydratstoffwechsel: Für Organe und Zellen ist Glucose der wichtigste Energielieferant. Dieser wird durch die Aufnahme, den Transport und den Abbau von Kohlenhydraten gewonnen und liefert dem Körper schnelle Energie.
  • Fettstoffwechsel: Für schlechte Zeiten speichert der Körper Depotfett ein – und das in fast allen Körperzellen. Fett ist für den Körper so wichtig, da es neben einer Menge Energie auch als wichtiger Botenstoff und als Signalmoleküle im Körper funktioniert.
  • Mineralstoffwechsel: Alle Mineralstoffe, die dem Körper zugeführt werden, werden bei diesem Prozess so verarbeitet, dass sie ihren Zweck erfüllen können. Nimmst Du beispielsweise Kalzium zu Dir, muss der Körper dieses so aufbereiten, dass es zum Knochenaufbau verwendet werden kann.

Gibt es eine Reihenfolge der Stoffwechselprozesse?

Bildbeschreibung

Die Prozesse selbst laufen nicht in einer bestimmten Reihenfolge ab. Es kommt auch ganz darauf an, was man zu sich nimmt. Grundsätzlich ist aber der erste Schritt des Stoffwechsels die Verarbeitung, also die Verdauung durch das Zerlegen der Nährstoffe (Kohlenhydrate zu Einfachzucker, Fette zu kleineren Einheiten und Proteine zu Aminosäuren). Das Umwandeln von Kohlenhydraten zu Zucker funktioniert dabei schneller, als Proteine zu Aminosäuren zu zerlegen. Deswegen liefern Kohlenhydrate schnellere Energie, sind aber auch schneller verarbeitet und Proteine liefern langfristigere Energie. Danach werden die zerlegten Einzelteile durch chemische Reaktionen in den Organen weiter zersetzt. Dabei wird Energie freigegeben. Aus diesem Grund kann man die Phasen des Stoffwechsels auch Energiewechselprozesse nennen. Zum Stoffwechsel gehört auch der Abbau von Restprodukten oder von toxischen Stoffen.

Auf weitere, wichtige Stoffwechselvorgänge wollen wir im Folgenden noch genauer eingehen.

Katabole und anabole Stoffwechselprozesse – Aufbau und Abbau

Zwei weitere, wichtige Stoffwechselvorgänge sind der Anabolismus (Baustoffwechsel) und der Katabolismus (Hungerstoffwechsel). Die Prozesse, die wir zuvor beschrieben haben, beziehen sich auf die Bereitstellung von Energie aus verschiedenen Nährstoffen, die dem Körper zugeführt, in ihre Einzelteile zerlegt und so genutzt werden. Baustoff- und Hungerstoffwechsel sind dagegen Energiewechselprozesse, die Energie bereitstellen, indem sie Stoffe oder Stoffwechselprodukte des Körpers auf- oder abbauen.

Als anabol (aufbauend) werden Vorgänge bezeichnet, bei denen altes Zellgewebe durch neues ersetzt wird. Dazu gehören auch Muskeln beim gezielten Muskelaufbau. Du hast den Begriff anabol sicherlich im Sportbereich schon mal gehört.

Im Gegensatz dazu wird in einer katabolen (abbauenden) Phase etwas abgebaut, um daraus Energie zu gewinnen. Wenn Du eine Diät machst oder extreme körperliche Belastung hast, dann gewinnt Dein Körper Energie, indem er Fett oder Muskulatur abbaut. Die Stoffwechselprozesse sind perfekt darauf ausgelegt, dem Körper in jeder Phase genug Energie zur Verfügung zu stellen.

Aerober und anaerober Stoffwechsel – Dauerlauf und Sprint

Wenn Du trainierst, hat Dein Körper zwei Stoffwechselvorgänge zur Verfügung, um den Muskeln ausreichend Energie bereitstellen zu können – aerob oder anaerob. Schwieriger auszusprechen als zu erklären: Anaerobe Stoffwechselprozesse produzieren Energie ohne Sauerstoff, aerob dagegen mit Sauerstoff. Was bedeutet das? Im Alltag und bei Sport mit geringer bis moderater Belastung benötigt der Körper dauerhaft Energie und somit eine fortlaufende Energiegewinnung. Dazu nutzt er den aeroben Stoffwechsel, denn er kann Kohlenhydrate und Fette konstant abbauen, um rund um die Uhr zu funktionieren. Warum aerob, also mit Sauerstoff? Bei geringer bis mittlerer Belastung kannst Du ausreichend atmen, der Körper hat genügend Ruhe und Zeit, Prozesse zur Energiegewinnung ablaufen zu lassen (z. B. indem Du im Alltag Kohlenhydrate zu Dir nimmst), bevor Speicher aufgebraucht sind.

Wenn die Belastung zu groß wird, benötigen die Muskeln und Organe schnellere Energie, als der Körper eigentlich bereitstellen kann. Das passiert bei plötzlicher, starker Belastung wie z. B. schnellen Sprints. Die Versorgung von Sauerstoff im Blutkreislauf ist zu gering und es entsteht Milchsäure, die sich in den Muskeln ansammelt. Keine Sorge, das ist in erster Linie nichts Gefährliches – der Körper hat diesen Prozess für genau solche Fälle bereitgestellt. Auf Dauer kann und sollte man diesen Zustand jedoch nicht beibehalten. Die Milchsäure führt zu einer Muskelverhärtung und kann als eine Art Not-Stopp des Körpers gesehen werden, starke Belastungen zu unterbrechen. Du kennst es sicher beim Muskeltraining: Irgendwann brennen Deine Muskeln so sehr, dass Du sie nicht mehr kontrollieren und zu einem weiteren Heben zwingen kannst. Dann ist der Muskel übersäuert und für Dich heißt das – höchste Zeit, ihm Ruhe zu geben.

Du kannst Dir vorstellen, dass der aerobe Stoffwechselprozess ein Dauerlauf ist, der so moderat abläuft, dass er die Energie, die er verbraucht, ausreichend nachproduziert, während er läuft. Anaerob ist dagegen ein plötzlicher Sprint, bei dem der Körper nicht schnell genug nachproduzieren kann und stattdessen seine Speicher kurzzeitig aufbraucht.

BitterLiebe Stoffwechsel

Vitamin D3-Stoffwechselprozesse – Von der Sonne angetrieben

Vitamin D3 gehört zu den fettlöslichen Vitaminen und ist eines der wichtigsten. Es wird auch Sonnen- oder Knochenvitamin genannt. Diese Namen hat es sich aber auch verdient, denn es kann sich im Körper mithilfe von UV-Strahlung, die wir draußen aufnehmen, selbst herstellen. Praktisch, oder? Außerdem hilft es, Calcium und Phosphat aus dem Darm aufzunehmen und in die Knochen einzubauen. Stoffwechselprozesse – Mensch als Vitamin-D3-Maschine? In gewisser Weise schon, allerdings mit Einschränkungen.

Schauen wir uns die D3-Produktion im Körper genauer an. Wo ist der Start dieser Stoffwechselprozesse? Die Leber wäre wahrscheinlich nicht der erste Gedanke, aber tatsächlich produziert sie aus Cholesterin eine Vorstufe des D3 und transportiert diese in die Haut. Wenn wir dann in der Sonne UV tanken, wird das Prohormon (Prävitamin D3) gebildet. Je mehr wir uns sonnen, desto mehr wird produziert. Aber keine Sorge, es gibt einen Mechanismus, der eine Überdosierung verhindert. Dieser Mechanismus ist super clever, denn zu diesem Zeitpunkt liegt das Vitamin bereits in einer Form vor, die der Körper verwerten könnte und die wir auch mit Nahrungsergänzungsmitteln zu uns nehmen. Auf diese Weise wäre eine Überdosierung leicht. Da der Körper es allerdings je nach Bedarf selbst produziert, kann er selbst entscheiden, wie viel er benötigt. Übrigens kann die nötige Vitamin-D3 Vorstufe nicht nur in der Leber hergestellt werden – auch die Hautzellen besitzen dafür alle nötigen Enzyme.

Im nächsten Schritt wird das D3 von der Haut zu den Nieren gebracht, umgewandelt, im Fettgewebe gespeichert und auch ins Blut gegeben. Nach der abschließenden Aktivierung, die durch mehrere Faktoren bestimmt wird, kann es nun endlich seine Wirkung entfalten. Evolutionär gesehen ist die "Einnahme" von Vitamin D3 über UV-Strahlung vorgesehen. Jedoch reichen Spaziergänge in der Sonne leider nicht immer aus, um den Bedarf vollständig zu decken und besonders in der dunklen Jahreszeit kann es schnell zu einem Mangel kommen. Hier können Vitamin D-Kapseln eine wertvolle Ergänzung sein.

Vitamin C-Stoffwechselprozesse

Anders als Vitamin D3, kann Vitamin C nicht selbst vom Körper hergestellt werden und ist somit essenziell. Wir müssen den Bedarf komplett über die Nahrung decken und das ist bei den zahlreichen Aufgaben, die das Vitamin hat, auch sehr wichtig. Es hilft bei der Wundheilung, dem Wachstum, der Blutgerinnung und Immunabwehr und reguliert den Eisenhaushalt. Es sorgt für gesunde Zellen und Gewebe und ist somit Bestandteil zahlreicher Stoffwechselprozesse. Zelle, Blut und zahlreiche weitere Prozesse und Organe sind Dir also dankbar, wenn Du gut auf Deinen Vitamin-C-Haushalt achtest.

Magnesium-Stoffwechselprozesse – Power in der Zelle

Auch Magnesium gehört zu den essenziellen Stoffen (der Körper kann es nicht selbst herstellen). Es ist an vielen Stoffwechselprozessen beteiligt, vorwiegend beim Hormonhaushalt. Es reguliert beispielsweise Cortisol und das Nervensystem, den Blutzucker, die Schilddrüse und den allgemeinen Hormonspiegel. Um das Thema Vitamin D erneut aufzugreifen: Magnesium geht Hand in Hand mit Vitamin D, da dieses ohne Magnesium seine Aufgabe nicht erfüllen kann. Wie Du merkst, ist Magnesium ein echtes Talent und wird viel gebraucht.

Besondere Power gibt es den Mitochondrien. Stoffwechselprozesse stellen Energie bereit, die die Zellen nutzen können. Dies können sie nur, wenn die Energie in der Form von ATP vorliegt. Mitochondrien sind kleine Zellbestandteile, genauer gesagt die Kraftwerke der Zellen. Sie produzieren ATP, welches von den anderen Zellen und Organen als Energie genutzt werden kann. Zusammen mit Magnesium bildet es einen wahren Power-Komplex, der wichtigen Brennstoff für den Energiestoffwechsel bereitstellt.

Wie Du nun weißt, besteht der gesamte Stoffwechsel aus ganz vielen, wichtigen Stoffwechselprozessen. Jeder davon ist einzigartig und der Körper funktioniert, indem sie alle miteinander, nebeneinander und nacheinander ablaufen. Ein Mangel an Vitaminen, die viele dieser Prozesse regulieren und begleiten, kann gravierende Folgen haben. Je nachdem, welcher Mangel vorliegt, können sich die Symptome unterschiedlich äußern. Achte deswegen darauf, regelmäßig zu prüfen, ob Du ausreichend versorgt bist. Bei einer ausgewogenen, gesunden Ernährung und regelmäßiger Bewegung im Freien sollte im Normalfall kein Mangel vorliegen und alle Stoffwechselprozesse einwandfrei ablaufen. Dennoch gibt es Stoffwechselstörungen, die diese ausbremsen. In diesem Fällen solltest Du Dich an einen Arzt wenden und mit den richtigen Nahrungsergänzungsmitteln und Handlungen dagegen ansteuern.

Stoffwechselprozesse bei Mensch, Pflanze und Bakterie

Die Stoffwechselprozesse von Mensch, Pflanze und Bakterie unterscheiden sich grundlegend. Jede Lebensform stellt mithilfe von anderen Stoffen und Zellorganellen lebensnotwendige Energie her. Beim Menschen ist es beispielsweise ATP aus den Mitochondrien. Bei Pflanzen findet man andere Stoffwechselprozesse. Chloroplasten sind dort ähnlich wichtige Kraftwerke, wie unsere Mitochondrien, da in ihnen die Fotosynthese abläuft. Auch bei anderen Lebensformen gibt es Stoffwechselprozesse. Bakterien haben weder Mitochondrien noch Chloroplasten. Dennoch finden auch in ihrem Stoffwechsel chemische Reaktionen statt, die ihnen Energie zum Überleben bereitstellen. Eins ist auf jeden Fall sicher: Ein gut funktionierender Stoffwechsel ist extrem wichtig – und mit den Bitter Stoffwechsel Komplex-Kapseln kannst Du ihn gezielt unterstützen.