Mikronährstoffe und der Stoffwechsel

Der Stoffwechsel

Im Grunde genommen ist der Stoffwechsel die Summe aller chemischen Reaktionen, die in unserem Körper so ablaufen. Bei jeder Reaktion wird ein Stoff in einen anderen „umgewechselt“. Diese Stoffumwandlungen laufen nicht spontan von alleine ab, sondern benötigen eine Art Katalysator. Hier kommen die Enzyme ins Spiel: Sie sind die Biokatalysatoren unseres Körpers. Die molekularen Maschinen also, die den einen Stoff in den anderen umwandeln. Chemisch gesehen sind Enzyme Eiweiße. Jedes Enzym (einige tausend verschiedene haben wir davon in unserem Körper!) kann nur eine einzige bestimmte Aufgabe ausführen. Und all diese Aufgaben sind untereinander verknüpft – ein riesiges Netzwerk, das unseren Körper ausmacht.

Die Nährstoffe

Stoffwechsel fängt schon bei der Verdauung an. Indem die Enzyme die Nahrung aufspalten, machen sie ihre Inhaltsstoffe für unseren Körper zugänglich. Denn auf molekularer Ebene setzen sich all unsere Lebensmittel aus Makro- und Mikronährstoffen zusammen. Zu den Makronährstoffen zählen Kohlenhydrate, Fette und Eiweiße. Diese dienen dem Körper hauptsächlich zur Energiegewinnung. In einem mehrstufigen Prozess werden sie in immer kleinere Teile zerlegt, bis am Ende daraus Energie gewonnen werden kann. Aber nicht nur zur Energiegewinnung werden die Makronährstoffe genutzt, sondern auch als Baumaterial. Beispielsweise dienen die aus den Fetten freigesetzten Fettsäuren als Ausgangssubstanz für unsere Zellmembranen, während Eiweiße am Aufbau unserer Muskeln beteiligt sind.

Mindestens ebenso essenziell wie die Makronährstoffe, sind auch die Mikronährstoffe. Als Mikronährstoffe bezeichnet man Vitamine, Mineralstoffe, Spurenelemente, vitaminähnliche Verbindungen, Aminosäuren und Fettsäuren. Auch sekundäre Pflanzenstoffe werden häufig dazugezählt. Jede dieser Substanzklassen hat andere, ganz eigene Aufgaben im Stoffwechsel.

Vitamine

Vitamine sind gut und wir müssen ausreichend davon zu uns nehmen, damit wir fit und gesund sind. Soviel wissen wir. Aber was machen sie genau in unserem Körper? Sie dienen den Enzymen als sogenannte Cofaktoren und arbeiten eng mit ihnen zusammen. Die Mehrheit der Enzyme ist auf solche Cofaktoren angewiesen, wobei jedes Enzym nur mit seinen auserwählten Cofaktoren zusammenarbeiten kann. Eines der bekanntesten Beispiele ist wohl Vitamin C. Das unter anderem in Zitrusfrüchten enthaltene Vitamin ist nicht nur für das Immunsystem und als Antioxidans von Bedeutung. Auch für das Bindegewebe ist eine adäquate Zufuhr wichtig, da Ascorbinsäure – wie das Vitamin sonst noch bezeichnet wird – für die Kollagenbildung benötigt wird. Kollagen wiederum ist einer der Hauptbestandteile unseres Bindegewebes und sorgt für Elastizität und Festigkeit in unserem Körper.

Vitaminähnliche Verbindungen

Der Unterschied zwischen Vitaminen und vitaminähnlichen Verbindungen ist, dass Erstere nicht vom Körper selbst hergestellt werden können, während das bei Letzteren zumindest in einem gewissen Umfang möglich ist. Ein Beispiel ist das Coenzym Q10, welches man vielleicht aus Anti-Falten-Cremes kennt. Es ist auch in Nahrungsmitteln enthalten, beispielsweise in Walnüssen und Sojaöl. Im Körper kommt es in besonders hohen Mengen in energiereichen Organen, wie Herz oder Muskeln, vor. Es transportiert Elektronen zwischen bestimmten Enzymen hin- und her. Andere Beispiele für vitaminähnliche Verbindungen sind Alpha-Liponsäure und L-Carnitin.

Mineralstoffe

Genau wie Vitamine spielen auch Mineralstoffe (wie Magnesium oder Calcium) eine Rolle als Cofaktoren in enzymatischen Reaktionen. Magnesium beispielsweise unterstützt die Energiegewinnung aus Makronährstoffen. Calcium ist nicht nur für die Festigkeit der Knochen wichtig, sondern auch ein essenzieller Faktor des Proteins Calmodulin, das an der Signalübertragung im Körper, z.B. in  den Muskeln, beteiligt ist. Auch bei der Signalweiterleitung zwischen Nervenzellen ist Calcium essenziell. Die „Mengenelemente“ – wie die Mineralstoffe auch bezeichnet werden – sind außerdem als sogenannte Elektrolyte (z.B. Magnesium) wichtig im Flüssigkeitshaushalt des Körpers. So verbessern Kohlenhydrat-Elektrolytlösungen die Aufnahme von Wasser während der körperlichen Belastung. Auch für die Reizweiterleitung der Nervenzellen sind Magnesium, Kalium und Calcium essenziell.

Spurenelemente

Chemisch gesehen, sind Spurenelemente auch Mineralstoffe. Mineralstoffe kommen einfach in größeren Mengen in der Nahrung vor, während die Spurenelemente eben nur in Spuren vorhanden sind. Aber deshalb sind sie nicht weniger wichtig! Das Spurenelement Zink beispielsweise ist essenziell für den Säure-Basen-Haushalt. Es ist Co-Faktor eines bestimmten Enzyms (Carboanhydrase), das dafür sorgt, dass der pH-Wert des Organismus stabil bleibt. Jod ist Baustein der Schilddrüsenhormone, Eisen sorgt zusammen mit Hämoglobin für den Sauerstofftransport im Körper. Die Liste der Funktionen der Spurenelemente ist lang.

Aminosäuren

In allen Lebewesen finden sich (üblicherweise) 20 verschiedene Aminosäuren, die am Aufbau der Proteine beteiligt sind. Manche davon kann der Körper (durch enzymatiche Reaktionen) aus anderen Stoffen selbst herstellen, andere müssen wir mit der Nahrung zu uns nehmen. Letztere werden als unentbehrliche (ehemals: essenzielle) Aminosäuren bezeichnet. Wie weiter oben schon beschrieben, setzen sich Enzyme aus verschiedenen Aminosäuren zusammen. Fehlt nun eine der Aminosäuren im Körper, so sind nicht alle Bausteine für die Enzyme vorhanden. Aminosäuren sind darüber hinaus Bausteine für Strukturproteine (wie Kollagen), Transportmoleküle (wie Hämoglobin) oder Muskelproteine (wie Myosin).

Fettsäuren

Fettsäuren spielen eine wichtige Rolle beim Aufbau der Zellmembranen. Das sind sozusagen dünne Häutchen, die unsere Zellen voneinander abgrenzen. Besonders die essenziellen Fettsäuren kommen in der heutigen Ernährung oft zu kurz, sind aber enorm wichtig für die Zusammensetzung der Zellmembran. Besonders reich an den essenziellen Omega-3-Fettsäuren ist Seefisch. Vor allem die Fettsäuren EPA und DHA sind von großer Bedeutung. Sie dienen auch als Ausgangsstoffe, für Substanzen, welche unter anderem für Gehirn, Sehkraft und Herz von Bedeutung sind.

Sekundäre Pflanzenstoffe

Diese Gruppe umfasst unzählig viele verschiedene Stoffe. Angefangen bei Beta-Carotin über Curcumin bis zu Phytosterinen. So vielfältig die Stoffe sind, genauso vielfältig sind auch ihre Funktionen im Körper. Beta-Carotin ist Vorstufe von Vitamin A und unterstützt den Körper so indirekt hinsichtlich Sehkraft, Haut, Immunsystem und Zellspezialisierung. Phytosterine sind cholesterinähnliche Stoffe, die sich allerdings nur in pflanzlichen Geweben finden. Studien haben gezeigt, dass diese Stoffe dafür sorgen, dass weniger Cholesterin aus der Nahrung aufgenommen werden kann. So können Phytosterine dabei unterstützen, den Cholesterinspiegel im Blut auf einem guten Level zu halten.

Fazit

Der Stoffwechsel ist also ein weit verzweigtes und trotzdem eng verknüpftes Netz aus chemischen Reaktionen, die von Enzymen katalysiert werden. Damit alle Reaktionen optimal ablaufen und wir gesund bleiben, muss unser Körper mit allen wichtigen Stoffen in einem ausbalancierten Verhältnis versorgt sein. Wir brauchen alle Aminosäuren als Bausteine unserer Enzyme, ihre Helferlein, die Vitamine, Spurenelemente & Co. und wir brauchen genug Energie, um ihn am Laufen zu halten.