Energie- und Baustoffwechsel – Vorgänge und Beispiele

Das Wichtigste in Kürze

Jedes Lebewesen muss regelmäßig Nahrung aufnehmen, um zu funktionieren. Indem Du isst, nimmst Du Nährstoffe auf und diese Nährstoffe können dann im Körper energetisch genutzt werden und treiben Deinen Stoffwechsel (Metabolismus) an. Als Stoffwechsel werden alle biochemischen Vorgänge bezeichnet, die innerhalb einer Zelle ablaufen. Die universelle Energiewährung unseres Körpers ist ATP (Adenosintriphosphat).

Es gibt zwei Formen des Stoffwechsels:

• Energiestoffwechsel (Katabolismus)
• Baustoffwechsel (Anabolismus)

Beim Energiestoffwechsel wird Energie gewonnen, durch den Abbau von Stoffwechselprodukten. Der Baustoffwechsel dient dem Aufbau von Stoffen und ist somit das Gegenstück zum Energiestoffwechsel. Energie- und Baustoffwechsel sind Teile des Metabolismus.

1. Zeigt den Baustoffwechsel (Anabolismus). Dabei werden aus kleinen Molekülen und Energie andere Stoffe aufgebaut.
2. Beim Energiestoffwechsel (Katabolismus) werden große Moleküle in kleine gespalten, wobei Energie frei wird.

Energiestoffwechsel - Katabolismus

Im Energiestoffwechsel werden komplexe Moleküle zu einfachen Molekülen abgebaut, dabei wird in der Regel Energie freigesetzt.

Damit Energie aus den Nährstoffen in der Nahrung gewonnen werden kann, müssen diese erstmal vom Körper aufgenommen werden. Im Dünndarm werden die Nährstoffe aufgenommen (resorbiert) und über das Blut zur Leber transportiert. Die Leber ist nämlich das zentrale Organ des Stoffwechsels. Komplexe Nährstoffe, wie Proteine werden in einfachere Stoffe wie Aminosäuren abgebaut mithilfe von verschiedenen Enzymen. Dabei wird Energie frei in Form von ATP, NADH und NADPH.

Diese gewonnene Energie kann anschließend gespeichert und für den Baustoffwechsel (Anabolismus) verwendet werden.

Durch die unregelmäßige Nahrungsaufnahme und die unterschiedliche Zusammensetzung der Nahrung schwanken die Art und Menge der Nährstoffe im Blut stark. Die Vorräte der Nährstoffe in den Zellen selbst bleibt in der Regel konstant. Verschiedene Organe brauchen auch unterschiedlich viel Energie. Wenn Du viel gelernt oder Sport gemacht hast, hast Du dementsprechend auch mehr Hunger, weil Du viel Energie verbraucht hast.

Beispiel: Zellatmung

Die Zellatmung spielt eine wichtige Rolle für die Energiegewinnung im Stoffwechsel. Dabei werden organische Moleküle (z.B. Glucose) zu Kohlenstoffdioxid (CO₂) und ATP abgebaut. Es gibt zwei verschiedene Arten der Zellatmung: einmal die aerobe (mit Sauerstoff) Zellatmung und anaerobe (ohne Sauerstoff) Zellatmung.

Baustoffwechsel - Anabolismus

Im Baustoffwechsel werden aus einfachen Molekülen komplexe Moleküle aufgebaut, dabei wird in der Regel Energie benötigt.

Die aus dem Energiestoffwechsel gewonnene Energie kann der Körper für den Aufbau körpereigener Stoffe nutzen, wie zum Beispiel der Synthese von Aminosäuren und Proteinen. Je nach Funktion und Bedarf nehmen Körperzellen Nährstoffe aus dem Blut auf und wandeln sie in die benötigten Stoffe um. Die Energieträger ATP, NADH und NADPH werden in chemischen Reaktionen zu ADP, NAD+ und NADP+ abgebaut, wobei Energie frei wird, die für den Baustoffwechsel verwendet werden kann.

Wie beim Energiestoffwechsel finden die meisten Reaktionen des Baustoffwechsels in der Leber statt. Dort kann zum Beispiel unter ATP-Verbrauch aus Fettsäuren Glucose gebildet werden.

Beispiel: Proteinbiosynthese

Ein Beispiel für eine anabole Reaktion ist die Proteinbiosynthese. Dabei werden aus Aminosäuren neue Proteine synthetisiert. Dieser Prozess ist notwendig, damit die Zelle funktionieren kann.