Brennstoffwechsel

Brennstoffwechsel bezeichnet die Gesamtheit der Stoffwechselprozesse, durch die Zellen Nährstoffe aus der Nahrung aufnehmen, verarbeiten und in nutzbare Energie in Form von ATP überführen. Er umfasst sowohl den aeroben als auch den anaeroben Weg der Energiegewinnung und ist eng verknüpft mit dem Speicher- und Aufbau von Biomolekülen.

Die wichtigsten Energiewege sind die Glykolyse (Abbau von Glukose im Cytosol), der Citratzyklus (Krebszyklus) und die oxidative Phosphorylierung bzw. Elektronentransportkette in den Mitochondrien. Unter aeroben Bedingungen entstehen dort aus Glukose je Molekül etwa 30–32 ATP. Fettstoffwechsel erfolgt primär durch Beta-Oxidation der Fettsäuren in den Mitochondrien, die ebenfalls NADH und FADH2 liefern, welche die ATP-Synthese unterstützen. Proteinabbau liefert Aminosäuren, die je nach Bedarf in Glukose oder Zwischenprodukte des Stoffwechsels eingehen können.

Ein wichtiger Aspekt ist die Regulierung: Hormone wie Insulin fördern anabole Prozesse und den Glukose-Stoffwechsel, während Glukagon und Adrenalin den Abbau von Brennstoffen erhöhen. Der Brennstoffwechsel passt sich dem Energiebedarf an und wird durch Ernährung, körperliche Aktivität und Gesundheitszustand beeinflusst.

Die Energiemenge wird üblicherweise in Kalorien oder Kilojoule gemessen. Indirekte Kalorimetrie schätzt den Stoffwechsel über O2-Verbrauch und CO2-Ausstoß. Ein ausgewogener Brennstoffwechsel ist zentral für Gesundheit, Leistung und Stoffwechselerkrankungen.