Ob du gerade durch die Lüfte springst oder bloß am Schreibtisch sitzt - egal, was du gerade tust: Du brauchst dafür Energie. Ja, ohne Energie wäre auch das Lesen dieses Artikels unmöglich! Nicht nur für die Bewegung deiner Muskeln ist Energie unentbehrlich: Dein Körper benötigt sie für alle Grundfunktionen, die ihn am Leben halten. Jeder deiner Atemzüge, jeder Augenaufschlag, jeder Gedanke, den du denkst, ist von Energie abhängig.
Die Quelle dieser Energie ist die Nahrung, die du jeden Tag zu dir nimmst. Aber welche Nährstoffe sind es genau, die dein Körper zur Energiegewinnung nutzt? Und auf welche Weise verwertet er diese Nährstoffe? In dem ersten Artikel unserer Artikelreihe zum Thema Energiestoffwechsel fassen wir dir die wichtigsten Schritte des menschlichen Energiestoffwechsels zusammen, damit du noch besser über deinen Körper Bescheid weißt.
Wie dein Körper Energie speichert
Erinnerst du dich noch daran, was du damals im Biologieunterricht zum Thema Energiestoffwechsel gelernt hast?
Vielleicht kannst du dich dunkel an den Begriff Adenosintriphosphat (ATP) erinnern. Das ist nämlich die Form, in der dein Körper Energie speichert. Bei der Spaltung von ATP in Adenosindiphosphat (ADP) und Phosphat (P) wird die darin gespeicherte Energie freigesetzt.
Die Kraftwerke deiner Zellen: Mitochondrien
Damit ATP gespalten werden kann, muss es zunächst hergestellt werden. Dafür sind Mitochondrien verantwortlich: Von denen befinden sich in jeder Zelle 1000 bis 2000 Stück, die zusammen ein dynamisches Netzwerk bilden.
Dynamisch ist das Netzwerk, weil sich die Menge der Mitochondrien dem Energiebedarf der jeweiligen Zelle anpasst: Umso höher dieser ist, desto mehr Mitochondrien werden gebildet. Wenn die Zelle weniger Energie benötigt, werden entsprechend Mitochondrien abgebaut.
Wie wird ATP hergestellt?
ATP ist das Endprodukt der Zellatmung, bei der die Mitochondrien eine zentrale Rolle spielen. Die Zellatmung bezeichnet einen Stoffwechselweg, bei dem durch den Abbau von Nährstoffen Energie gewonnen wird.
Die Nährstoffe, die dein Körper zur Energiegewinnung verwendet, werden als Makronährstoffe bezeichnet. Es handelt sich dabei um Kohlenhydrate, Fette und Proteine. Da es sich bei Proteinen jedoch in erster Linie um Grundbausteine des Körpers handelt, werden diese nur im Hungerzustand abgebaut, um Energie zu gewinnen.
Die Zellatmung ist unterteilt in Glykolyse, Citratzyklus und Atmungskette.
Damit dein Körper Kohlenhydrate und Fette zur Energiegewinnung nutzen kann, müssen diese zunächst abgebaut werden.
Der Abbau von Glucose (Kohlenhydraten) findet innerhalb der Glykolyse im Zellplasma statt.
Unabhängig von der Zellatmung werden Fettsäuren abgebaut: Dafür findet innerhalb der Mitochondrien die β-Oxidation statt.
Anschließend wird im Citratzyklus, der ebenfalls in den Mitochondrien stattfindet, das beim Abbau von Kohlenhydraten und Fetten entstehende Zwischenprodukt Acetyl-Coenzym A zu Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasser (H2O)
Die im Citratzyklus gewonnenen Elektronen werden im Rahmen der Atmungskette in einer Reihe von aufeinanderfolgenden Reaktionen auf Sauerstoff übertragen. Diese Elektronen haben einen hohen Gehalt an Energie, die sie beim Durchfließen der Atmungskette abgeben. Die gewonnene Energie wird dann in Form von ATP gespeichert.
Die Bedeutung von Eisen im Energiestoffwechsel
Die Zellatmung findet immer unter Anwesenheit von Sauerstoff (aerob) statt. Damit Sauerstoff in ausreichender Menge vorhanden ist, benötigt dein Körper Eisen: Eisen trägt nämlich zu einem normalen Sauerstofftransport im Blut bei, indem es als Bestandteil von Hämoglobin Sauerstoff bindet und wieder abgibt.
Eisen-Mangel ist besonders bei Frauen weit verbreitet, da sie durch ihre Menstruation jeden Monat mit ihrer Regelblutung auch Eisen verlieren. Laut der Nationalen Verzehrs Studie II des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft erreichen 58% der Frauen nicht die empfohlene tägliche Zufuhr.[1]
Eisen ist zum Beispiel in Linsen, Kirchererbsen, Sojabohnen, Erbsen, Haferflocken, Knäcke- und Vollkornbrot enthalten. Auch Spinat enthält Eisen, allerdings nicht so viel, wie man früher angenommen hat.
Obwohl die meisten Fleischprodukte im Vergleich weniger Eisen enthalten als die oben genannten Lebensmittel, kann der Körper Eisen aus tierischen Lebensmitteln 2-3 mal besser aufnehmen.[2] Deswegen sollten vor allem Vegetarier und Veganer auf ihre Eisenversorgung achten.
Unsere Nature Love Eisen-Tabletten enthalten Eisen in Form von Eisen-Bisglycinat. Die Bisglycinat-Form hat eine höhere Bioverfügbarkeit und ist besser verträglich als gängige Formen wie z.B. Eisen-Sulfat oder Eisen-Gluconat. Zusätzlich enthalten die Tabletten natürliches Vitamin C, das unter anderem zu einer Erhöhung der Eisenaufnahme beiträgt.
Neben Eisen tragen auch Magnesium, Calcium, Vitamin B1 (Thiamin), Vitamin B2 (Riboflavin), Vitamin B3 (Niacin), Vitamin B5 (Pantothensäure), Vitamin B6, Vitamin B7 (Biotin), Vitamin B12 und Vitamin C zu einem normalen Energiestoffwechsel bei.
Milchsäuregärung: Energiegewinnung ohne Sauerstoff
Parallel zu der Zellatmung läuft im Zellplasma ohne Anwesenheit von Sauerstoff (anaerob) die sogenannte Milchsäuregärung ab. Dabei entsteht neben ATP auch Laktat.
Obwohl die Energiebilanz hier sehr viel geringer ausfällt als bei der Zellatmung, kann Energie durch die Milchsäuregärung schneller zur Verfügung gestellt werden. Laktat wird dann vom Herzen zur Energiegewinnung verwendet oder im Rahmen der Gluconeogenese wieder zu Glucose umgewandelt.
Verbrennung von Kohlenhydraten und Fettsäuren bei körperlicher Arbeit, Sport und aktiven Hobbies
Bei einer geringen körperlichen Belastung verbrennt dein Körper zu 70% Fettsäuren und zu 30% Glucose, also Kohlenhydrate.[3] Bei einer stärkeren Belastungsintensität steigt das Verhältnis von Glucose zu Fettsäuren auf etwa 50%.
Der Grund dafür ist, dass Energie beim Abbau von Glucose schneller bereitgestellt werden kann: Während die Brenndauer bei Fettsäuren mehrere Stunden beträgt, liegt sie bei der aeroben Glykolyse bei 30-60 Minuten - bei der anaeroben Glykolyse sogar bei nur 30-40 Sekunden.[4] Deshalb werden umso mehr Kohlenhydrate verbrannt, desto intensiver die Belastung ist.
Was solltest du noch zum Energiestoffwechsel wissen?
Um sich selber helfen zu können, ist es wichtig, zu verstehen, wie der eigene Körper funktioniert. Ein gut funktionierender Energiestoffwechsel ist die Grundlage dafür, dass wir aus unserer Nahrung die Energie ziehen können, die wir brauchen, um jeden Tag voll und ganz nutzen zu können.
Wenn du trotzdem noch offene Fragen hast: keine Bange! Wir haben mit dem Thema Energiestoffwechsel nämlich noch nicht abgeschlossen: In unserem nächsten Artikel zeigen wir dir, wie du deine optimale Kalorienzufuhr berechnen kannst und was passiert, wenn dein Körper plötzlich nicht mehr ausreichend mit Nahrung versorgt wird.
Quellen:
[1] Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft: Nationale Verzehrs Studie II. 2008.
[2] Bundesinstitut für Risikobewertung: Fragen und Antworten zu Eisen in Lebensmitteln. 2008.
[3] DocMedicus: Energiestoffwechsel.
[4] Wastl, Peter: Energiebereitstellung, S. 7.
