Anabolismus
Anabolismus bezieht sich auf die aufbauenden Stoffwechselprozesse, die im Körper ablaufen. Anabole und katabole Stoffwechselprozesse hängen eng zusammen. Eine materielle Struktur verbraucht immer Energie.
Was ist Anabolismus?
im Darm.
Anabolismus und Katabolismus sind in Stoffwechselprozessen immer miteinander verbunden. Der Anabolismus zeichnet sich durch den Aufbau energiereicher und komplexer Verbindungen aus einfachen Molekülen mit zusätzlicher Energie aus. Die Photosynthese in Pflanzen ist ein anaboler Stoffwechselprozess. Einfache Verbindungen wie Wasser, Kohlendioxid und Mineralien werden mithilfe von Sonnenenergie in Kohlenhydrate, Proteine und Fette umgewandelt.
Anabole Prozesse finden jedoch nicht nur in Pflanzen, sondern auch in tierischen und menschlichen Organismen ständig statt. Der Begriff Anabolismus ist manchmal vage definiert. Das gemeinsame Kriterium in der Definition ist jedoch die Herstellung von Verbindungen unter Verbrauch von Energie.
Im tierischen und menschlichen Körper werden unter Einsatz von Energie auch komplexe energiereiche Moleküle wie Kohlenhydrate, Proteine und Fette hergestellt.
Gleichzeitig nehmen Menschen und Tiere jedoch mit der Nahrung Kohlenhydrate, Proteine und Fette auf, die durch den Abbau Energie freisetzen. Durch diese katabolen Stoffwechselprozesse entsteht Energie für Lebensprozesse, gleichzeitig entstehen neben Wasser und Kohlendioxid auch einfache organische Abbauprodukte, wie zum Beispiel Pyruvat, die als Ausgangsstoffe für den Aufbau körpereigener Stoffe dienen können.
Es ist jedoch Energie notwendig, die aus katabolen Stoffwechselprozessen gewonnen und über den ATP-Energiepuffer in neue Verbindungen übertragen wird.
Funktion & Aufgabe
Anabolismus ist für den Körper lebenswichtig. Im engeren Sinne bedeutet Anabolismus den Aufbau von Muskelproteinen.Damit sind jedoch alle strukturellen Prozesse gemeint, die körpereigene Proteine, Fette und Kohlenhydrate produzieren. Es müssen nicht immer komplizierte Zusammenhänge sein. Auch die Neusynthese eines Glucosemoleküls aus einem Pyruvat-Zwischenprodukt ist ein anaboler Prozess. Weil es Energie kostet.
Der Zweck der körpereigenen Stoffbildung ist einerseits der Aufbau der Körperstruktur und des Wachstums, andererseits die Energiespeicherung.
Der Körper benötigt hauptsächlich Proteine und deren Grundbausteine, Aminosäuren. Aminosäuren entstehen beim Abbau von Proteinen, die mit der Nahrung aufgenommen werden.
Im Rahmen des anabolen Prozesses werden einzelne Aminosäuren wieder zu körpereigenen Proteinen kombiniert. Ungenutzte Aminosäuren werden weiter in einfache Verbindungen wie Kohlendioxid, Wasser, Harnstoff oder in Stoffwechselprodukte wie Pyruvat umgewandelt.
Pyruvat kann weiter aufgespalten oder als Ausgangsstoff zur Herstellung von Glucose, Aminosäuren oder Fettsäuren verwendet werden. Auf diese Weise ist es möglich, Aminosäuren in Glukose umzuwandeln. Katabole und anabole Prozesse sind miteinander verbunden.
Glukose kann in der Polymerform von Glukogen in der Leber und den Muskeln gespeichert werden.
Bei Bedarf dient Glukogen als potentieller Energiespeicher. Neu gebildete Fettsäuren können durch Veresterung mit Glycerin in Fett umgewandelt werden, das in den Adipozyten als Energiereserve gespeichert wird.
Alle konstruktiven Prozesse benötigen Energie, die durch den ATP-Energiepuffer zur Verfügung gestellt wird. ATP entsteht immer aus ADP durch weitere Bindung der Phosphatgruppe bei der Energieaufnahme.
Diese Energie stammt aus katabolen Stoffwechselprozessen.
Die komplexen Stoffwechselvorgänge im Körper werden durch Hormone gesteuert. Es gibt Hormone, die den Katabolismus fördern, etwa Schilddrüsenhormone oder Hormone, die den Anabolismus fördern. Dazu gehören Insulin, Wachstumshormone und Sexualhormone. Anabole Prozesse können auch katabole Prozesse hervorrufen und umgekehrt.
Beispielsweise fördert der Muskelaufbau den Fettabbau. Andererseits geht Muskelabbau oft mit einer Fettzunahme einher.
Krankheiten & Beschwerden
Krankheiten im Zusammenhang mit dem Anabolismus sind oft auf hormonelle Störungen zurückzuführen. Hormonelle Störungen können innere und äußere Ursachen haben. Ein bekanntes Beispiel für eine äußere Ursache ist der Missbrauch von anabolen Steroiden.Anabole Steroide werden häufig von Leistungssportlern und Kraftsportlern zur Unterstützung des Muskelaufbaus eingesetzt. Dabei handelt es sich um hormonähnliche Substanzen oder sogar Hormone.
Ein häufig verwendetes anaboles Steroid ist das männliche Sexualhormon Testosteron. Testosteron unterstützt den Muskelaufbau bei Männern und Frauen. Es wurden jedoch viele Folgeschäden aufgedeckt.
Bei Männern verringert die kontinuierliche Gabe von Hormonen die körpereigene Testosteronproduktion.Wenn ein anaboles Steroid abgesetzt wird, kommt es zu einem starken Leistungsabfall und Muskelabbau. Die körpereigene Hormonsynthese wird nicht mehr angeregt. Die Folge sind unter anderem ein Testosteronmangel mit der Folge schlechter Leistungsfähigkeit, eine Vergrößerung der männlichen Brust, psychische Probleme, eine Verschlechterung des Skelett- und Bewegungsapparates, ein erhöhtes Risiko für Herzinfarkt und Schlaganfall, Leberschäden und Hodenschwund sowie die Entwicklung von Unfruchtbarkeit.
Bei Frauen kann der Menstruationszyklus gestört sein. Außerdem vergrößert sich die Klitoris.
Wenn der Anabolismus durch innere Ursachen beeinträchtigt ist, spielen häufig hormonelle Störungen eine Rolle. Sie können erblich bedingt sein oder durch schwere Erkrankungen der hormonproduzierenden Drüsen verursacht werden. Häufige Beispiele sind ein Mangel und eine Überproduktion des Wachstumshormons Somatropin.
Liegt im Kindesalter ein Somatropinmangel vor, führt dies zu Minderwuchs.
Überproduktion führt zu Gigantismus und im Erwachsenenalter zur Akromegalie, die mit übermäßigem Wachstum der Hände, Füße, Ohren, Nase, Kinn und äußeren Genitalien einhergeht. Eine Hypothyreose im Erwachsenenalter führt zu einem erhöhten Muskel- und Knochenverlust.
Gleichzeitig nimmt jedoch die Menge an Fettgewebe zu.
Beim sogenannten Cushing-Syndrom kommt es zu einem zunehmenden Abbau von Körperproteinen. Gleichzeitig kommt es jedoch zu einer Fettansammlung in Form von Rumpfübergewicht. Dabei steigt der Spiegel des Hormons Cortisol, das die Umwandlung von Aminosäuren in Glukose fördert.
Quellen
- Alberts, B., unter anderem: Molekularbiologie der Zelle. 4. Auflage. Wiley-VCH., Weinheim 2003
- Lodish et al.: Molekulare Zellbiologie. 4. Auflage, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, 2001
- Schartl, M., Humanbiochemie und Molekularbiologie. 1. Auflage, Urban & Fischer Verlag, München 2009