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Dein Körper ist ein Powerhouse: wie dein Stoffwechsel Energie produziert und lagert

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von Jamila | 25. November 2016

Lesezeit: 6 Minuten

Kategorie: Wissen: dein Körper

Zusammenfassung: Ernährung beeinflusst deine Leistungsfähigkeit. Aber bei der Vielzahl an Ratgebern und Trends kann es schwierig sein, den richtigen Ansatz für dich zu finden. Ein Grundwissen, wie dein Energiehaushalt funktioniert, ermöglicht dir informierte Entscheidungen zu treffen. Dein Körper hat eine einheitliche Währung für Energie: ATP, ein Produkt deines Stoffwechsels. Deine Nahrung wird durch die Verdauung zersetzt und den Zellen zum Stoffwechsel zugeführt. Bei Bedarf wird dann ATP hergestellt oder Energiespeicher angelegt.

Vor KOPFSACHE haben wir uns schon seit Jahren damit auseinandergesetzt, welche Verhaltensmuster es uns ermöglichen, unsere Ziele zu erreichen. Zunächst haben wir uns auf Themen der Persönlichkeitsentwicklung fokussiert: Zielklarheit, mentale Stärke, kontinuierliches Lernen.
Sport und bewusste Ernährung waren dann schon ein wichtiger Bestandteil unseres Alltags, jedoch hat es noch etwas gedauert, bis wir die Punkte miteinander verbunden haben.

Die Erkenntnis, dass Ernährung die Leistungsfähigkeit bedeutend beeinflusst, war der erste Schritt. Aber was dann? Es gibt natürlich eine Vielzahl an Ratgebern und Blogs – aber wie findet man den passenden Ansatz?

Wenn es dir wie uns geht, fühlt es sich am besten an, informierte Entscheidungen zu treffen. Und dazu gehört in diesem Fall ein gewisses Grundwissen über die Funktionsweise deines Körpers.

Energie wird in deinem Körper in einer einheitlichen Währung gehandelt: ATP oder Adenosintriphosphat. Dein Körper benötigt ATP für alle lebensnotwendigen Prozesse. Der Energieträger ist ein Produkt deines Stoffwechsels oder Metabolismus.

Es gibt viel Lektüre, wie du deinen Stoffwechsel „ankurbeln” kannst. Wie immer sind die zu Grunde liegenden Prozesse von Natur aus komplexer. Dein Stoffwechsel ist individuell und was für andere funktioniert, mag nicht das Richtige für dich sein. Zusätzlich wird dein Stoffwechsel von einer Vielzahl an Faktoren beeinflusst: etwa Hormone, Schilddrüsenfunktion, der Anteil von Körperfett und Muskelmasse.

Was du steuern kannst, ist deine Ernährung. Und deshalb ist es wichtig zu wissen, wie dein Metabolismus funktioniert. So kannst du in Zukunft die Wirkungsweise verschiedener Ernährungsprinzipien testen und analysieren.

Der Metabolismus ist das Gleichgewicht von katabolen Vorgängen – dem Abbau von komplexen zu einfachen Molekülen – und anabolen Vorgängen – dem Aufbau von chemischen Verbindungen.

Während du gerade vor dem Bildschirm sitzt, finden in deinen Zellen tausende chemische Reaktionen statt. Energie wird transformiert – und neue Moleküle erstellt, abgenutzte Moleküle in ihre Bestandteile zerlegt, Ionen und Moleküle durch Zellmembranen verschoben und Signale innerhalb der Zellen verschickt.
Dies ist der Grund, warum du isst – um zu ersetzen, was dein Körper verbraucht. Dein Verdauungssystem entzieht der Nahrung die wertvollen Nährstoffe, welche dann als Bausteine und Energiequellen für chemische Reaktionen in deine Zellen eintreten.

Wir konzentrieren uns heute auf die Energiegewinnung aus Makronährstoffen: also darauf, wie aus Kohlenhydraten, Proteinen und Lipiden ATP generiert wird. Dein Körper verfügt über verschiedene Methoden, ATP bereitzustellen. Deine Grundversorgung im Ruhezustand wird von dem oxidativen Stoffwechsel, auch Zellatmung genannt, sicher gestellt.

Wie dein Körper Energie aus Nährstoffen freisetzt oder speichert (oxidativer Stoffwechsel/Zellatmung):

Grafik Oxidativer Stoffwechsel mit dem Produkt ATP

Die drei Makronährstoffe werden in deiner Verdauung zu Aminosäuren (Proteine), Glukose (Kohlenhydrate) sowie Glyzerin und Fettsäuren (Lipide) abgebaut.
Die Nährstoffmoleküle werden von deinem Dünndarm aus zu den Zellen transportiert. Dort werden sie in einem katabolen Prozess weiter heruntergebrochen.

Der Abbau von Glukose wird als Glykolyse bezeichnet, das Endprodukt dieser ist Pyruvat. Pyruvat wird in das Mitochondrium eingeschleust und dort zu Acetyl-CoA umgebaut. Acetyl-CoA ist das Ausgangsprodukt für einen weiteren integralen Prozess der Zellatmung: den Zitratzyklus.

Fette werden durch die Lipolyse zu Glyzerin und Fettsäuren gespalten. Glyzerin kann als Teil der Glykolyse weiter verarbeitet werden. Die Fettsäuren werden direkt in die Mitochondrien transportiert und dort zu Acetyl-CoA umgewandelt.

Die Aminosäuren können – je nach Art – in beide Zwischenprodukte, Pyruvat und Acetyl-CoA, transformiert werden. Das Amin, das dein Körper nicht verwerten kann, wird über den Urin ausgeschieden.

Wie du siehst, werden die verschiedenen Moleküle zu einheitlich verwertbaren Zwischenprodukten transformiert: Pyruvat und Acetyl-CoA.

Acetyl-CoA ist im Zitratzyklus Teil von insgesamt zehn enzymatische Reaktionen mit dem Endprodukt Kohlenstoffdioxid (welches du beim Ausatmen ausstößt). Das Wichtige sind die im Zitratzyklus entstandenen Elektronen. Diese werden zur Energiegewinnung der sogenannten Atmungskette zugeführt.

Die Atmungskette ist eine Elektronentransportkette. Die aus dem Zitratzyklus angelieferten Elektronen durchlaufen eine Reihe von Molekülen, die diese aufnehmen und wieder abgeben. Diese Reaktion setzt Energie frei, welche wiederum zur Synthese von ATP verwendet wird. So wird aus deinem Mittagessen wertvolle Energie!

Und was passiert, wenn dein Körper in diesem Moment gar nicht mehr Energie braucht? Benötigst du keine Energie, also kein ATP, findet der Zitratzyklus nicht statt. Dann werden die Zwischenprodukte Pyruvat und Acetyl-CoA in anabolen Prozessen verarbeitet.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten. Die primäre Verwendung/Lagerung der drei Makronährstoffe ist folgende:

  • Proteine werden zum Aufbau von Muskeln und fettfreiem Gewebe verwendet.
  • Glukose wird als Glykogen gespeichert. Glykogen ist ein aus Glukose-Einheiten aufgebauter Vielfachzucker (Polysaccharid), der vor allem in der Leber und den Muskeln gespeichert wird. Glykogen dient deiner kurz- bis mittelfristigen Energieversorgung, zum Beispiel beim Ausdauersport. Aus diesem Grund betreiben Sportler auch vor Wettkämpfen Carboloading, also das Aufladen der Glykogen Depots durch kohlenhydratreiche Nahrung. Deine Kapazität Glykogen zu speichern ist jedoch begrenzt.
  • Lipide werden – du kannst es dir wahrscheinlich denken – als Fettgewebe gespeichert.

Interessant werden aber die nicht ganz so offensichtlichen Wechselwirkungen. Denn: die Glykolyse, also die Umwandlung von Glukose zu Pyruvat, ist umkehrbar – dieser Prozess wird Glukoneogenese genannt. Pyruvat kann zu Glykogen transformiert und somit gespeichert werden. Im Gegenteil dazu ist die Transformation zu Acetyl-CoA eine Einbahnstraße. Allerdings kann Acetyl-CoA wiederum zu Fettsäuren aufgebaut werden – die Lipogenese. Daraus ergeben sich folgende Möglichkeiten (die du auf der Grafik entlang der Pfeile verfolgen kannst):

  • Pyruvat – Produkt aus Aminosäuren, Glukose oder dem Glyzerin von Lipiden, wird in einem anabolen Prozess als Glykogen gespeichert. Allerdings nur, bis die Glykogenspeicher voll sind. Dein kurzfristiger Energiebedarf kann also nicht nur durch Kohlenhydrate, sondern auch durch Fette und Proteine gedeckt werden.
  • Acetyl-CoA – Produkt aus Aminosäuren, Glukose oder Fettsäuren, wird in einem anabolen Prozess als Fettgewebe gespeichert. Das bedeutet, überschüssige Abbauprodukte aus allen Nährstoffen werden als Fette gespeichert.

Auch wenn diese Betrachtung des Stoffwechsels aus biochemischer Perspektive oberflächlich ist, verfügst du jetzt über ein prinzipielles Verständnis der anabolen und katabolen Prozesse in deinem Energiehaushalt. Das nächste Mal, wenn du eine bestimmte Ernährungsmethode in Erwägung ziehst, kannst du die beschriebenen Wirkungsweisen anhand dieses Wissens prüfen.

Ich habe verschiedene Ansätze getestet. In einem Journal habe ich meine Mahlzeiten und wie ich mich damit fühle aufgeschrieben. Dazu habe ich auch den restlichen Tagesablauf, Sporteinheiten, Stresslevel und Schlaf einbezogen – allesamt Faktoren, die auch den Stoffwechsel beeinflussen.

Dabei habe ich folgende Ernährungsprinzipien entwickelt:

  • Morgens frühstücke ich Oatmeal/Haferbrei mit frischem Obst und Leinsamen. Die Mahlzeit enthält Kohlenhydrate und einen hohen Anteil von Ballaststofen. Deshalb werden die Nährstoffe von meiner Verdauung langsam gespalten. So erreicht die Glukose meine Zellen kontinuierlich und kann in ATP transformiert werden. (Im Gegenteil würde ein Schokocroissant schnell verdaut werden, es kann ein Energieüberschuss entstehen und die Nährstoffe werden als Fettpolster angelegt.)
  • Ich habe keine “Angst” vor Fetten. Fett ist nicht gleich Fettgewebe; gesunde Fette sind wirksame Energielieferanten und erfüllen auch noch weitere wichtige Aufgaben im Organismus. Deshalb koche ich gerne mit Öl und kaufe nie die halbfett Variante oder Substitute wie Margarine.
  • Allgemein versuche ich, mich an die 80-20 Regel zu halten: 80 % clean eating und 20 % Genuss. Ich achte allerdings darauf, mich nachhaltig zu ernähren, wenn ich wichtige Aufgaben vor mir habe.

Hast du auch schon eigene Methoden entwickelt, um mit viel Energie den Tag zu bestreiten? Schreib uns doch in den Kommentaren!

Für alle Wissbegierigen: Quellen

  1. Basics of Metabolism – Stanford School of Medicine on Khan Academy
  2. Sport: Das Lehrbuch für das Sportstudium, Kapitel 5.1 Energiebereitstellung – Arne Güllich, Michael Krüger

Jeder Beitrag auf Kopfsache beabsichtigt, dich deinem vollen Leistungspotenzial näher zu bringen. Wir teilen Wissen, Erfahrungen und Perspektiven – du entscheidest, was für dich funktioniert. Um stetig besser zu werden, freuen wir uns richtig über deine Ideen und Feedback, vielleicht als Kommentar hier unten, oder hier, und bei Facebook ist auch super.

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