Birgitt Täuber-Rusch - Mitochondrien

Unser wichtigstes körpereigenes Stoffwechselorgan ist die Leber. Für den Stoffwechsel benötigt der Körper Cofaktoren, also andere Stoffe, die die entsprechenden Reaktionen und Teilschritte begleiten: Hormone und Enzyme. Gesteuert werden die Abläufe durch das Nervensystem und das Hormonsystem, wobei auch Umwelteinflüsse wie die Temperatur eine wichtige Rolle spielen.

Der Mensch als heterotrophes Wesen muss Nährstoffe zu sich nehmen. Indem unser Körper die zugeführten oder bereits abgespeicherten Nährstoffe, Vitamine, Mineralien und Spurenelemente nutzt, sorgt er dafür, dass es ihm und damit uns als ganzheitliches Wesen gut geht, dass unsere Leistungsfähigkeit erhalten bleibt, wir genügend Lebensenergie haben und wir uns wohlfühlen.

Katabolismus und Anabolismus

Der Stoffwechsel teilt sich in zwei Bereiche auf:

Katabolismusist der Abbau von komplexen Stoffen zu einfachen chemischen Verbindungen, die der Körper für weitere Stoffwechselvorgänge benötigt und nutzt: Kohlenhydrate werden zu einfachen Zuckern, Proteine/Eiweiße zu Aminosäuren und Lipide/Fette zu Fettsäuren und Glycerin abgebaut. Sie tragen zur Energiegewinnung bei; damit werden alle Körperfunktionen aufrechterhalten und der Körper gewinnt lebenswichtige Baustoffe.

Der Hauptlieferant für die Ausgangsstoffe ist die Nahrung. Die darin enthaltenen Nährstoffe werden verarbeitet, in den Zellen gespeichert und dort in Energie umgewandelt. Überflüssige oder nicht mehr benötigte Nahrungsbestandteile werden über den Stuhl und Urin ausgeschieden.

Glukagon, Adrenalin, Glukokortikoide und Schilddrüsenhormone sind wichtige Hormone, die besonders den Katabolismus steuern und beeinflussen. Sie erhöhen den Blutzuckerspiegel.

Anabolismusbeschreibt den gegenteiligen Prozess. Aus den im Metabolismus hergestellten einfachen Stoffen werden komplexe Verbindungen gebildet. Aus Aminosäuren werden Proteine synthetisiert, aus Einfachzuckern werden wieder Mehrfachzucker, und Fette werden aufgebaut. Es geht hier um den Aufbau und den Erhalt der Körpersubstanz.

Insulin, das den Blutzuckerspiegel senkt, ist ein anaboles Hormon und Gegenspieler der katabolen Hormone.

Der Stoffwechsel sorgt für ein Gleichgewicht zwischen Ab- und Aufbau von Biomasse und passt sich den aktuellen Bedürfnissen des Körpers entsprechend an. Das zentrale Molekül im Stoffwechsel ist das Adenosintriphosphat (ATP). ATP stellt die sogenannte Energiewährung unseres Körpers dar und ist in allen Stoffwechselwegen als Energieträger involviert.

Im Stoffwechsel sind Reaktionszyklen (Kreisläufe) ein wichtiges Prinzip (z.B. der Zitronensäurezyklus): Sie sind durch den gleichen Ausgangs- und Endstoff gekennzeichnet. Es schließen sich weitere Reaktionen an, die die Energie von Substanzen in andere Formen umwandeln oder freisetzen (➧ Teil 2 ➧ »Der Zitronensäurezyklus – Drehscheibe des Stoffwechsels«).

Neben der genetischen Disposition spielen beim individuellen Stoffwechsel viele beeinflussbare Faktoren eine Rolle.

Die Zelle

Energie ist eine der wichtigsten Grundlagen des Lebens, der Bewegung und der biologischen Stoffwechselvorgänge – sowohl für autotrophe als auch für heterotrophe Lebensformen. Ohne Energie könnten wir Menschen weder denken noch fühlen, wir könnten nicht planen und nicht handeln – wir wären nicht lebendig.

Machen wir uns in unserem Körper auf die Suche nach dem Ort, an dem Energie für unser Leben bereitgestellt wird, dann stoßen wir unweigerlich auf die Zelle mitsamt ihren Kraftwerken, den Mitochondrien. Die Zelle ist quasi das Haus, in dem unsere Kraftwerke sicher und geschützt eingebettet sind. Die Zelle transportiert über ihre Hülle alle notwendigen Stoffe zu den Mitochondrien, damit diese die Energie für den Körper bereitstellen können, und sie transportiert alle Stoffwechselabfälle nach draußen. Sie sorgt somit für eine optimale Umgebung, damit die Mitochondrien und alle anderen Zellbestandteile ihre Arbeit möglichst optimal und ungestört erledigen können.

Um eine einzelne Zelle wahrnehmen zu können, brauchen wir Mikroskope, die uns das Geheimnis des menschlichen Körpers auf der Zellebene erschließen.

Zellen bilden die kleinsten Funktionseinheiten im menschlichen Körper und sind die Grundbausteine des Lebens. Jede Zelle ist eine autonome Einheit, die die grundlegenden Kennzeichen des Lebens erfüllt (➧ Teil 1 ➧ »Energie bedeutet Leben«).

Obwohl wir im menschlichen Körper ca. 200 verschiedene Zelltypen finden und sie in größeren unterschiedlichen Funktionseinheiten – den Organen, Organsystemen und unterschiedlichen Gewebearten – organisiert sind, gleicht sich das Grundprinzip ihres Aufbaus bis auf wenige Ausnahmen. Sie unterscheiden sich grundlegend nur in der Größe und in ihrer Lebensdauer, die je nach Gewebe und Organ ein paar Tage bis zu mehreren Jahren beträgt.

In jeder Zelle finden essenzielle Stoffwechselvorgänge statt, die uns das Leben ermöglichen. Eine Zelle ist vergleichbar mit einer Chemiefabrik. Unterschiedliche Stoffe, die sie für ihre Aufgaben benötigt, werden durch die Zellmembran – die äußere Zellhülle – in die Zelle geschleust, dort verarbeitet, umgebaut und zur Energiegewinnung eingesetzt. Dabei anfallende Abfallstoffe werden wiederum aus der Zelle transportiert und über Lymphe, Blut, Haut, Atmung und Ausscheidungsorgane nach draußen transportiert.

Die biologisch-naturwissenschaftliche Sichtweise der Zelle

Damit eine Zelle als lebendige Grundeinheit ihre Aufgaben erfüllen kann, benötigt sie eine wässrige Umgebung mit einer ganz bestimmten, optimalen Mischung chemischer Substanzen.

Wasser (H 2O) ist eine besondere Verbindung und für das Leben unverzichtbar. Wir Menschen bestehen zu etwa 60–70 Prozent aus Wasser. Es ist essenziell für alle Stoffwechselvorgänge und Funktionen in und um die Zelle, chemische Prozesse würden ohne Wasser nicht funktionieren. »Lebendiges Wasser« – kristallin geclustertes Wasser mit freien H-Ionen – ist im Körper aufgrund seiner freien Bindungsstellen ein richtiggehendes Reinigungsmittel; es hilft, »Gewebeschlacken«, Umwelt- und Stoffwechselgifte auszuscheiden, und dient als Radikalfänger. Eine ausreichende Trinkmenge reinen, unbehandelten Wassers spielt hierbei eine wichtige Rolle. Eine intakte Cluster-Struktur hilft den Zellen bei der Erfüllung ihrer Aufgaben.

Wie bereits erwähnt, benötigen sie darüber hinaus Sauerstoff und Nahrung, aufgespalten in unterschiedliche grundlegende Nährstoffe wie Kohlenhydrate/Zucker, Lipide/Fette und Proteine/Eiweiße. Mithilfe von Mineralstoffen, Spurenelementen, Vitaminen, Enzymen und Botenstoffen ist der Körper in der Lage, all die wichtigen Lebensprozesse zu steuern.

Das Blut spielt dabei die Rolle des Transportmediums, das den Sauerstoff aus der Atmung und die Nährstoffe aus der Nahrung zur Zelle transportiert und die in der Zelle entstehenden Abfallstoffe, Abbauprodukte und Kohlendioxid abtransportiert.

Die Grundfunktionen der menschlichen Zellen sind:

• Energieerzeugung

• Stoffaufnahme und -abgabe

• Teilung und damit Erneuerung und Vermehrung

• Heimat und Schutz der DNA bzw. DNS (Desoxyribonukleinsäure; engl. acid = dt. Säure) , der Erbinformation des Menschen

Je nach Gewebeart und Organ haben die Zellen weitere Spezialaufgaben. Nervenzellen übermitteln z.B. elektrische Impulse, Zellen der Netzhaut nehmen optische Reize auf, Zellen im Blut transportieren Sauerstoff zu anderen Zellen usw.

Alle Systeme sind dabei sinnvoll aufeinander abgestimmt, und eine Vielzahl von Regelsystemen greifen ineinander, damit alles reibungslos funktioniert.

Ein erwachsener Mensch besteht aus rund 100 Billionen Zellen. Würden wir alle Zellen, die im Durchschnitt nur 1/40 Millimeter groß sind, hintereinander aufreihen, ergäbe dies eine Wegstrecke von 2,5 Millionen Kilometern. Zusätzlich leben wir in einer Symbiose mit einer Vielzahl von Bakterien, deren Menge bei Weitem die Anzahl unserer eigenen Körperzellen übersteigt. Hier sehen wir, wie wichtig und sinnvoll die Natur die Zusammenarbeit unterschiedlicher Spezies geregelt hat. Ohne die Bakterien wären wir überhaupt nicht in der Lage, so zu leben, wie wir es tun, nehmen sie uns doch eine Menge Arbeit ab. Der Mensch ist im Prinzip ein Ökosystem; es beheimatet viele verschiedene Bakterien mit unterschiedlichen Aufgaben im Gesamtsystem: Sie spalten unverdauliches Essen auf, bauen Gifte und Medikamente ab, trainieren das Immunsystem und produzieren eine Reihe von unverzichtbaren Stoffen.