Stoffwechsel – was Du wissen musst!

Grundlagen, Prozesse und Bedeutung bei Hund, Pferd und Mensch

Der Begriff „Stoffwechsel“ wird im Allgemeinen oft synonym verwendet, z.B. in Themenbereichen wie Gewichtsmanagement, Nährstoffversorgung, Energieverbrauch, einer Vielzahl organischer Erkrankungen – doch das Problem: was erstmal klingt wie „DER Stoffwechsel ist schuld“ ist sehr viel komplexer. Denn je nach Organ und Prozess wird von Verstoffwechselung und „dem Stoffwechsel“ gesprochen – es ist also nicht dieser eine Stoffwechsel, der kaputt gehen kann.

Sondern es sind sehr viele kleine Prozesse im Körper, ob nun beim Mensch oder beim Tier, die alle mal mehr, mal weniger autark ablaufen und sich mal mehr mal weniger gegenseitig bedingen und benötigen. Diese alle zusammen genommen ergibt sich das Leben, als eine äußerst komplexer und vielschichtiger biologischer Prozess, der essenziell für die Gesundheit, das Wohlbefinden und das Überleben sämtlicher Lebewesen ist – einschließlich Hund, Pferd und Mensch.

In diesem Beitrag möchte ich die grundlegenden Aspekte des Stoffwechsels erläutern, die verschiedenen Prozesse vorstellen, in die wir den Stoffwechsel gliedern können und warum es wichtig ist, diese Prozesse differenziert zu betrachten und zu bewerten. Vorab gesagt, ist ein tiefgehendes Verständnis des Stoffwechsels besonders essenziell, um Erkrankungen frühzeitig zu erkennen, richtige Therapien zu planen und die Gesundheit nachhaltig zu fördern.

Katabolismus vs. Anabolismus

Der Stoffwechsel, auch Metabolismus genannt, umfasst also alle biochemischen Reaktionen und Prozesse, die in den Zellen eines Lebewesens ablaufen. Die Aufgaben sind vielschichtig, aber lassen sich wie folgt grob einteilen: Energie für den Körper und seine Prozesse zu gewinnen, Energie umwandeln und so nutzbar machen, Zellaktivität fördern bis koordinieren und Abfallprodukte bis Giftstoffe filtern sowie entsorgen. Ziel ist immer, die körpereigene Balance von lebenswichtigen Funktionen aufrechtzuerhalten, Wachstums-, Reparatur- und Fortpflanzungsprozesse zu ermöglichen sowie den Energiehaushalt bedarfsgerecht zu steuern.

Katabolismus: Abbauprozesse, bei denen komplexe Moleküle (wie Nahrungsbestandteile) in einfachere Verbindungen zerlegt werden, wobei Energie freigesetzt wird.

Anabolismus: Aufbauprozesse, bei denen aus einfacheren Stoffen komplexe Moleküle (wie Proteine, Lipide, Nukleinsäuren) synthetisiert werden, wofür Energie benötigt wird.

Beide Prozesse sind grundsätzlich in einem dynamischen Gleichgewicht und aufeinander abgestimmt, um den Energiebedarf des Organismus zu decken und gleichzeitig die Funktion der Zellen und Organe zu sichern.

Stoffwechsel – Funktionen, mehr als Energieverbrauch!

Wird der Stoffwechsel als „der eine Stoffwechsel“ betrachtet, dann müssten wir folgendes sagen: Der Stoffwechsel ist das zentrale „Koordinationssystem“, das alle biochemischen Vorgänge im Organismus verbindet und steuert. Da das aber ebenso schwer zu greifen ist, hier einmal eine grobe Einteilung nach Funktionen.

• Hormonelle Regulation: Hormone wie Insulin, Glukagon, Thyroxin, Cortisol und viele andere sind entscheidend bei der Steuerung des Stoffwechsels, sie regulieren z. B. die Blutzuckerwerte, den Fettstoffwechsel und den Energieverbrauch.
• Zelluläre Funktionen: Stoffwechselprozesse steuern die Funktion aller Zelltypen, von Nervenzellen bis hin zu Muskel- und Hautzellen. Ebenso wie welche Zelle wann was und wozu macht. Zellteilung und Neuaufbau. Gewebereparatur und Regeneration.
• Immunabwehr: Der Stoffwechsel bestimmt auch wie effektiv das Immunsystem bei der Abwehr von Krankheitserregern arbeitet. Ferner zählen dazu auch eine überschießende Immunantwort, wie Allergien, Sensitivitäten, Unverträglichkeiten.
• Homöostase: Der Erhalt eines stabilen inneren Milieus, z. B. pH-Wert, Elektrolytkonzentrationen und Flüssigkeitshaushalt, ist ein integraler Bestandteil. Sowie ausreichende Energie- und Nährstoffversorgung und Einspeicherung dieser in Notdepots.

Wichtigste Prozesse für den Stoffwechsel

Folgende Kategorien und Prozesse lassen sich unterscheiden:

Energiegewinnung und -bereitstellung

Die Energiegewinnung durch den Stoffwechsel ist auch wieder auf verschiedene Art und Weise möglich, die gängisten im Körper sind:

• Glykolyse: Ein zentraler kataboler Stoffwechselprozess, Abbau von Glukose zu Pyruvat, bei dem ATP (Energie z.B. für Muskelarbeit) gewonnen wird.
• Citratzyklus (Krebszyklus): Verarbeitung von Pyruvat sowie Fettsäuren und Aminosäuren in Mitochondrien, um ATP, Wasserstoffatome und CO2 zu generieren. Der Citratzyklus ist ein essenzieller Teil des Energiestoffwechsels, der nicht nur zur Energieproduktion beiträgt, sondern auch die verschiedenen Stoffwechselwege miteinander verbindet. Er ist ein kreisläufiger Prozess, der eine wichtige Rolle in der Zellatmung spielt und die Grundlage für die ATP-Synthese bildet.
• Oxidative Phosphorylierung: Produktion von großem ATP-Molekülen durch die Atmungskette in den Mitochondrien.

Die im Zusammenhang mit der Nahrungsaufnahme und Verarbeitung stehende Verstoffwechslung kann in drei Vorgänge unterteilt werden, den Kohlenhydrat-Stoffwechsel, den Eiweiß-Stoffwechsel und den Fett-Stoffwechsel. Diesen wiederum lassen sich auch folgende Synthese- und Abbauprozesse zuordnen:

Makromolekül-Synthese

• Proteinsynthese: Aufbau von Proteinen aus Aminosäuren, essenziell für Gewebereparatur, Enzymbildung und Hormonproduktion.
• Lipogenese: Bildung von Lipiden aus Fettsäuren und Glycerin, z. B. zur Speicherung von Energie.
• Glykogensynthese: Speicherung von Glukose in Form von Glykogen in Leber und Muskeln.

Makromolekül-Abbau

• Glykogenabbau: Freisetzung von Glukose bei Bedarf.
• Lipolyse: Abbau von Fettdepots in Fettsäuren und Glycerin.
• Proteolyse: Abbau von Proteinen in Aminosäuren, z. B. bei Notfällen oder Mangel.

Entgiftung und Abfallstoff-Abbau

• Leberfunktion: Verarbeitung und Ausscheidung von Stoffwechselprodukten, z. B. Harnstoff, Bilirubin, Medikamente. Die Leberfunktion ist die enorm wichtig für den Organismus, da sie schädliche Substanzen in weniger gefährliche Verbindungen umwandelt, die dann aus dem Körper ausgeschieden werden können.
• Oxidative Prozesse über die Lunge: Entfernung schädlicher reaktiver Sauerstoffspezies (ROS), indem sie CO2 und andere Gase über Ausatmung aus dem Körper entfernt.
• Nierenfunktion: Sie filtern das Blut und entfernen Schadstoffe, Urin sowie Abfallprodukte wie Kreatinin und Harnstoff. Eine funktionierende Nierenarbeit ist grundlegend für die Ausscheidung der bei allen Stoffwechselprozessen entstehenden Abfallstoffe.

Gemeinsame Stoffwechsel – Prozesse bei Hund, Pferd und Mensch

Obwohl es Unterschiede in den täglichen Anforderungen und Anpassungen gibt, basieren die oben genannten Prozesse auf universellen biochemischen Grundlagen, die in allen Säugetieren gleich sind. Auf kleinster Ebene, als Basis von Allem steht immer der Zellstoffwechsel, welcher sicher stellt, das Gewebe und Organe immer über ausreichend (gesunde) Zellen und Energie verfügen. Weiterhin lässt sich grob zusammenfassen:

• Glykolyse, Krebszyklus und oxidative Phosphorylierung finden in Mitochondrien aller Säugetiere statt.
• Hormonelle Steuerung durch Insulin, Glukagon, Schilddrüsenhormone etc. folgt gleichen Grundprinzipien.
• Aminosäuren, Lipide und Kohlenhydrate werden in ähnlichen Grundmechanismen verarbeitet.

Unterschiede bestehen in der Geschwindigkeit, dem Fokus bestimmter Stoffwechselwege sowie bei der Anpassungsfähigkeit an Umweltfaktoren. Daraus ergeben sich für verschiedene Tiere und uns Menschen unterschiedliche Erfordernisse für den Stoffwechsel.

Organismus	Stoffwechsel-Charakteristika	Spezielle Anpassungen
Hund	Hunde sind Omnivoren; sie können sowohl tierische als auch pflanzliche Nahrung verwerten, zeigen aber eine stärkere Tendenz zum Fleischfresser. Ihr Stoffwechsel ist flexibel und kann unterschiedliche Nährstoffquellen effektiv nutzen. Sie sind in der Lage, Fette, Proteine und Kohlenhydrate gut zu verwerten, wobei die Fettverbrennung eine wichtige Rolle bei längerer Energieversorgung spielt.	Hunde verfügen über eine gut ausgeprägte Fähigkeit, Fett zu metabolisieren, und können auch bei geringer Nahrungsaufnahme noch Energie mobilisieren. Ihre Leber baut Glykogen schnell ab und speichert es. Die Insulin- und Glukagonregulation ist gut entwickelt, was eine Anpassung an wechselnde Energiequellen ermöglicht.
Katze	Katzen sind obligate Karnivoren, also auf tierische Beute angewiesen. Ihr Stoffwechsel ist hochspezialisiert auf die Verarbeitung von Protein und Fett. Sie benötigen tierische Aminosäuren wie Taurin, die sie nur in tierischen Produkten finden. Kohlenhydrate spielen im natürlichen Ernährungsverhalten eine untergeordnete Rolle.	Katzen haben eine eingeschränkte Fähigkeit zur Glukoneogenese (Neubildung von Glukose aus Protein oder Fett). Sie verarbeiten pflanzliche Kohlenhydrate kaum effektiv, sind übermäßig auf tierische Proteine angewiesen. Ihr Fettstoffwechsel ist effizient, was sie zum perfekten Jäger macht. Sie benötigen regelmäßig tierisches Protein und Taurin, um ihre Gesundheit zu erhalten.
Pferd	Pferde sind reine Pflanzenfresser. Ihre Verdauung ist auf die Spaltung und Nutzung großer Mengen an faserreichem Pflanzenmaterial ausgelegt. Die Fermentation von Zellulose und anderen Ballaststoffen erfolgt im Dickdarm, insbesondere im Blinddarm und in der Dickdarmvorrichtung.	Sie besitzen einen großen Darmabschnitt, der als fermentativer Verdauungstrakt dient, der folgende Mikroorganismen (Bakterien, Protozoen) enthält. Diese Mikroorganismen bauen Zellulose und andere komplexe Kohlenhydrate ab und wandeln sie in Fettsäuren um, die vom Tier aufgenommen werden. Pferde können somit eine faserreiche Nahrung effektiv verwerten, die für andere Tiere kaum verdaulich ist.
Rind	Rinder sind Wiederkäuer, also Tiere, die ihre Nahrung durch einen komplexen Verdauungstrakt, den sogenannten Vormägen (Pansen, Netzmagen, Blättermagen, Labmagen), vorverdauen. Ziel ist die effiziente Nutzung schwer verdaulicher Pflanzenbestandteile wie Zellulose. In diesen Vormägen leben Mikroorganismen (Bakterien, Pilze, Protozoen), die die Pflanzenfasern durch Fermentation zersetzen.	Sie besitzen einen komplexen Verdauungstrakt aus mehreren Abschnitten und auch mehrere „Mägen“ (Pansen, Netzmagen, Blättermagen, Labmagen, …). Die Pflanzennahrung wird im Pansen durch Mikroorganismen (wie Bakterien und Protozoen) fermentiert, was die Zersetzung von Zellulose ermöglicht. Die Tiere käuen die Nahrung erneut, um die Fasern zerkleinert wieder zu schlucken, damit die Mikroorganismen sie besser fermentieren können. Dieser Wiederkäuprozess erhöht die Verdauungseffizienz erheblich und ermöglicht die Nutzung von Nahrungsstoffen, die für andere Tiere unbrauchbar wären. Die im Pansen produzierten Fettsäuren sind die wichtigste Energiequelle.
Mensch	Der menschliche Stoffwechsel ist sehr anpassungsfähig. Wir sind Omnivoren, also Allesfresser, und können sowohl pflanzliche als auch tierische Nahrungsmittel effektiv verwerten. Unser Energiestoffwechsel steuert, wie effizient wir Kohlenhydrate, Fette und Proteine in Energie umwandeln.	Menschen passen ihre Ernährung je nach Verfügbarkeit an und regulieren den Blutzuckerspiegel durch Hormone wie Insulin. Die Leber spielt eine zentrale Rolle beim Metabolismus, beim Aufbau und Abbau von Glukose, Fetten und Proteinen. Zudem ist die Fähigkeit zur Fettspeicherung und -mobilisierung gut entwickelt.

Diese Unterschiede im Stoffwechsel spiegeln die jeweiligen evolutionären Anpassungen wider und verdeutlichen, wie vielfältig die physiologischen Mechanismen von Tieren und Menschen sind, um ihre spezifischen Ernährungsanforderungen optimal zu erfüllen. Bevor wir zum Ende des Blog-Beitrags kommen, lass uns im Folgenden noch einmal die Stoffwechsel-Organe bzw. jene Organe besprechen, die Stoffwechsel-Funktionen erfüllen, ermöglichen und koordinieren.

Stoffwechsel – Organe und ihre Funktionen

Daher lass uns im Folgenden noch einmal die Stoffwechsel-Organe bzw. jene Organe besprechen, die Stoffwechsel-Funktionen erfüllen, ermöglichen und koordinieren.

Leber

Die Leber ist das zentrale Entgiftungs- und Stoffwechselorgan. Sie verarbeitet Giftstoffe, baut Abfallprodukte ab (z.B. Harnstoff), speichert Nährstoffe und ist an der Synthese verschiedener Substanzen beteiligt. Bei Tieren und Menschen ist die Leber unerlässlich für die Regulation des Fett-, Kohlenhydrat- und Proteinstoffwechsels. Zudem unterstützt sie hormonelle Vorgänge und speichert fett-lösliche Vitamine (A, E, D, K – häufig auch mehr, als dem Körper noch gut tut)

Lunge

Die Lunge ist das zentrale Organ für die Gewinnung von Sauerstoff aus der Atemluft. Darüber hinaus gibt sie Stoffwechselendprodukte, Schadstoffe und CO² wieder an die Luft ab. Die Lunge trägt somit entscheidend zur Atemgasregulation und Entgiftung bei.

Nieren

Die Nieren sind vor allem für die Filtration des Blutes zuständig. Sie entfernen schädliche Abfallstoffe, regulieren den Flüssigkeitshaushalt und den Elektrolythaushalt. Zudem sind sie entscheidend für die Ausscheidung von Stoffwechselprodukten wie Kreatinin und Harnstoff. Ohne eine funktionierende Nierenfunktion können Stoffwechselgifte nicht ausgeschieden werden, was zu gefährlichen Vergiftungen führt.

Neben-Nieren

Die Nebennieren sind an der Produktion von Hormonen beteiligt, welche den Natrium-Kalium-Haushalt, den Sexualzyklus und den Nährstoffwechsel steuern und ermöglichen.

Schilddrüse

Die Schilddrüse steuert den Grundumsatz des Körpers durch die Produktion von Thyroxin. Sie beeinflusst den Energieverbrauch und die Wärmeproduktion (Wärmeregulation) sowie das Körper-Wachstum und die Hormonregulation. Außerdem nimmt sie Einfluss auf den Salz-Wasser-Haushalt.

Nebenschilddrüsen

Die Nebenschilddrüsen setzen Hormone frei, die die Calciumregulation im Körper steuern, was für die Muskel- und Nierenfunktion sowie die Knochengesundheit entscheidend ist.

Darm

Der Darm ist das wichtigste Organ für die Aufnahme und den ersten Schritt der Verarbeitung der Nährstoffe. Er sorgt für die Verdauung der Nahrung, die Absorption von Vitaminen, Mineralstoffen und Makronährstoffen und bildet somit die Basis für die Energie- und Nährstoffgewinnung.

Pankreas [Bauchspeicheldrüse]

Das Pankreas produziert wichtige Hormone wie Insulin und Glukagon, die den Blutzuckerspiegel regulieren. Zudem ist sie für die Produktion von Verdauungsenzymen verantwortlich, welche die Nährstoffverarbeitung im Darm unterstützen.

Herz

Das Herz ist ein Muskulaturorgan, das für den Blutkreislauf sorgt. Es braucht die Stoffwechselprozesse im Körper und ist selbst für diese unerlässlich, um die Versorgung aller Organe mit Sauerstoff und Nährstoffen zu gewährleisten.

Muskel

Die Muskeln benötigen bei körperlicher Aktivität große Mengen an Energie aus Kohlenhydraten und Fetten. Dadurch sind sie „Verstoffwechsler“ und ebenfalls Stoffwechsel-Organ. Muskeln können ihre Energieversorgung je nach Bedarf anpassen, sei es durch direkte Nutzung gespeicherter Glykogene oder durch Fettstoffwechsel. Sie spielen eine Schlüsselrolle bei Bewegung, Wärmeproduktion (über Muskelzittern) und bei der Speicherung von Glukose.

Warum solltest Du die Stoffwechsel – Basics kennen?

Das Verständnis, dass der Stoffwechsel ein vielschichtiger, dynamischer Prozess ist, hilft uns und unsere Tiere ganzheitlicher zu betrachten, ob nun in der passiven Vorsorge, der aktiven Vorsorge, der Krankheitserkennung oder Therapieabstimmung. Es ist essenziell, den Gesamtzusammenhang zu erkennen: ein Störfaktor in einem Bereich (z. B. Hormonstörungen, Entzündungen, Nährstoffmangel) kann den gesamten Stoffwechsel beeinflussen und somit die Gesundheit und Leistungsfähigkeit erheblich beeinträchtigen.

Zugleich sind Stoffwechsel-Probleme oder anders gesagt Anzeichen/Symptome des Körpers, die auf Stoffwechselprobleme hinweisen diagnostisch weiter abzuklären und zu differenzieren. Denn allein die Aussage, „der/die hat nen Stoffwechselproblem“ ist relativ unspezifisch. Je nach Ursache und Ausprägung variieren daher auch Schwere und Heilbarkeit der Störung.

Ein fundiertes Verständnis der Funktionen dieser zentralen Organe und ihrer Zusammenhänge ist unerlässlich, um die Vielschichtigkeit des Stoffwechsels zu erfassen. Nur durch eine ganzheitliche Betrachtungsweise können wir die komplexen Wechselwirkungen erkennen, die Gesundheit von Mensch und Tier optimal fördern und Gesundheitsstörungen, Vorsorge und Therapie gezielt steuern.

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