Donna Rae Siegfried - Physiologie kompakt für Dummies

Wenn Sie nun Ihre Reise durch den menschlichen Körper und durch dieses Buch weiter fortsetzen, behalten Sie sich bitte im Gedächtnis, dass alle Systeme Ihres Körpers untereinander kommunizieren. Was Sie Ihrem Körper also einmal antun oder zumuten, birgt stets das Risiko, dass nicht nur ein Teil, sondern Ihr gesamter Körper davon betroffen sein wird. Es bedarf wahrscheinlich einiger Zeit, bis Ihnen dies vollkommen klar wird, aber diese Zeit ist gut investiert. Ich hoffe, dass dieses Buch zum besseren Verständnis des menschlichen Körpers beiträgt und Ihnen hilft, ein gesundes Bewusstsein für Ihren eigenen Körper zu entwickeln.

Kapitel 2

IN DIESEM KAPITEL

Was Ihr Körper Tag für Tag leistet

Was in jeder Ihrer Zellen vor sich geht

Wie Energiegewinnung funktioniert

Vom Gen zum Protein: Transkription und Translation

Jeder ist heutzutage schwer beschäftigt. Die Hobbys und Aktivitäten aller Familienmitglieder füllen unsere Wochenkalender fast bis in die Nächte hinein. Die Hausaufgaben der Kinder erfordern Zeit, und daneben gilt es noch, den Haushalt zu erledigen, Gesellschaftsabende zu organisieren, eventuell noch ehrenamtliche Aufgaben zu übernehmen und, oh ja, die tägliche Arbeit darf natürlich auch nicht vergessen werden. Die Liste ist endlos. Seien Sie also dankbar, dass Sie dieser Liste nicht noch Dinge hinzufügen müssen wie »nicht vergessen zu atmen« oder »darauf achten, dass das Herz schlägt«. Ihr Körper übernimmt selbstständig die Ausführung und Überwachung dieser grundlegenden Prozesse, die in den kontinuierlichen, zellulären Stoffwechselvorgängen ihren Anfang nehmen. Dieses Kapitel erklärt, wie und warum dies funktioniert.

Der Begriff »Metabolismus« oder »Stoffwechsel« beschreibt alle chemischen Reaktionen, die im Körper ablaufen. Einige dieser Reaktionen erschaffen bestimmte Substanzen und heißen »anabole Reaktionen«. Andere Reaktionen zerlegen bestimmte Substanzen und bauen sie ab, sie werden »katabole Reaktionen« genannt.

Damit Sie »anabol« und »katabol« besser auseinanderhalten können, verbinden Sie das Wort »katabol« einfach mit »Katastrophe«, da ebenso wie in einer Katastrophe etwas zerstört oder abgebaut wird. Dann wissen Sie automatisch, dass »anabol« das genaue Gegenteil davon bedeutet. Ihr Körper führt anabole und katabole Reaktionen zur gleichen Zeit und rund um die Uhr aus, um Sie am Leben zu erhalten. Sogar wenn Sie schlafen, arbeiten Ihre Zellen weiter. Daher kommt Ihr Körper praktisch nie zur Ruhe (bis Sie irgendwann einmal sterben).

Stellen Sie sich Ihren Körper als ein Auto vor. Der Motor braucht Benzin und Öl zum Laufen. Der Tank muss das Benzin in den Motor einleiten. Der Kühler benötigt Wasser, um den Motor vor Überhitzung zu bewahren, und der Auspuff muss Rußpartikel entfernen, die den Motor verstopfen könnten. Jede Zelle Ihres Körpers ist Teil Ihres Motors, da jede Zelle »Treibstoff« in verwertbare Energie umwandelt. Der »Tank« ist Ihr Verdauungssystem, das den Treibstoff in Form von Nahrung für alle Zellen verfügbar macht. Anstelle eines Auspuffs besitzen Sie ein Exkretionssystem, das Abfallstoffe aus dem Körper leitet. Und wie ein Auto brauchen auch Sie Wasser; wenn auch in einem etwas anderen Zusammenhang.

Das Benzin kann mit der Nahrung für Ihren Körper verglichen werden. Wenn Sie eine Mahlzeit zu sich nehmen, spaltet Ihr Verdauungssystem die Nahrung in immer kleinere Bestandteile auf. Diese Teilchen heißen »Nährstoffe« und umfassen vom Organismus verwertbare Vitamine, Mineralien, Zucker, Fettsäuren und Aminosäuren ebenso wie Abfallprodukte, die beim Nährstoffabbau als nutzloser Müll übrig bleiben und über das Exkretionssystem entsorgt werden. Die Nährstoffe werden durch das Verdauungssystem in den Blutstrom aufgenommen und vom Blut zu allen Körperzellen transportiert. Die einzelnen Zellen nutzen dann die Nährstoffe für ihre Stoffwechselreaktionen und den Aufbau körpereigener Strukturen. Nährstoffe werden also katabolisiert (abgebaut) und daraus eigene Moleküle aufgebaut (anabolisiert). Zum Anabolismus zählt im weiteren Sinne auch, wenn die in den Nährstoffen enthaltene Energie in den universellen Energieträger »Adenosintriphosphat« (ATP) umgewandelt wird, der von sämtlichen Körperzellen genutzt wird. Ihre Zellen können also nicht direkt »Pizza-Moleküle« verwerten, um daraus »beeindruckenden Bizeps« aufzubauen, sondern nutzen für diesen Zweck die Pizza-Grundbausteine und die ATP-Moleküle, die Ihre Zellen aus der Energie der vertilgten Pizza produziert haben.

Kapitel 11zeigt Ihnen im Detail, wie Ihr Verdauungssystem Nahrung aufschließt und in den Blutstrom überführt. Kapitel 9erklärt, wie das Blut Nährstoffe zu den Zellen und Abfallstoffe zum Exkretionssystem transportiert. Kapitel 12erläutert schließlich, wie die Niere als Teil des Exkretionssystems das Blut filtert und Abfallstoffe aus dem Körper entfernt. Das vorliegende Kapitel liefert dagegen detaillierte Einblicke in die Reaktionen, mit deren Hilfe Ihre Zellen »Treibstoff« in Energie umwandeln. Können wir loslegen?

Die Reaktionen, die Nährstoffe in verwertbare Energie umwandeln, umfassen die Glycolyse , den Citratzyklus sowie die oxidative Phosphorylierung . Zusammen werden diese drei Reaktionen als »Zellatmung« bezeichnet (siehe Abbildung 2.1). Nehmen Sie sich ausreichend Zeit zum Studieren dieser doch sehr komplexen Reaktionswege. Fühlen Sie sich frei, diese so oft zu wiederholen, wie Sie möchten. Niemand ist da, der Sie drängeln wird.

Glycolyse , der Prozess, bei dem Glucose abgebaut wird, findet im Zytoplasma (flüssiger Anteil) jeder Zelle statt. Das Produkt der Glycolyse, Pyruvat , gelangt vom Zytoplasma in ein zelluläres Organell, das Mitochondrium (siehe Kapitel 3). Das Mitochondrium ist das »Kraftwerk« der Zelle, da dort die Energieumwandlung stattfindet. Der »Citratzyklus« (auch als »Krebs-« oder »Zitronensäurezyklus« bezeichnet) wird in Gang gesetzt, sobald ein Pyruvat-Molekül den Weg ins Mitochondrium gefunden hat.

Am Ende des Krebs-Zyklus wandern dabei entstandene, hoch energetische Moleküle in die Membran (Hülle) des Mitochondriums, wo sie entlang der Elektronen-Transportkette geführt werden. Am Ende dieser Kette wurde die Energie dieser Moleküle in Form von ATP konserviert.

ATP stellt gewissermaßen die Währung der Zelle dar. Benötigt eine Zelle Energie, beispielsweise wenn Substanzen im aktiven Transport durch die Zellmembran befördert werden sollen (siehe Kapitel 3), »bezahlt« die Zelle dafür mit ATP-Molekülen. So wie Sie kein Geld ausgeben können, ohne neues dazuzuverdienen und die Ausgaben zu kompensieren, kann Ihr Körper ebenso wenig nur Energie verbrauchen, ohne neuen Kraftstoff zu »tanken«. Die Umwandlung von Nährstoffen in ATP ist sogar noch wichtiger, als Geld zu verdienen. Ohne Geld sind Sie zwar bankrott, und das ist keine besonders attraktive Situation, ohne ATP sterben Sie jedoch.

Schauen Sie noch einmal auf Abbildung 2.1und wiederholen Sie dies so oft wie nötig, während Sie sich die einzelnen Reaktionen und Zyklen genauer ansehen.

Abbildung 2.1: Zellatmung: Glycolyse, aerobe Atmung (Citratzyklus) und oxidative Phosphorylierung sowie die Gärung überführen Energie aus Nährstoffen in ATP