Nährstoffumsatz

Nährstoffumsatz bezeichnet die Gesamtheit der Stoffwechselprozesse, durch die Nährstoffe aus der Nahrung aufgenommen, verstoffwechselt, genutzt, gespeichert oder ausgeschieden werden. Er umfasst sowohl die Gewinnung von Energie als auch den Aufbau und Erhalt von Geweben.

Er lässt sich in Katabolismus (Abbau von Substraten) und Anabolismus (Aufbau zu Biomolekülen) unterteilen. Makronährstoffe – Kohlenhydrate, Proteine und Fette – liefern Energie und Bausteine; Mikronährstoffe wie Vitamine und Mineralstoffe dienen als Cofaktoren und Regulatoren der Enzyme. Überschüssige Energien werden als Glykogen im Leber- und Muskelgewebe bzw. als Triglyceride im Fettgewebe gespeichert.

Wichtige Stoffwechselwege sind der Kohlenhydratstoffwechsel (Glykolyse, Pyruvat-Dehydrogenase, Citratzyklus, Atmungskette), der Fettstoffwechsel (Beta-Oxidation, Ketogenese) sowie der Proteinstoffwechsel (Transaminierung, Desaminierung, Harnstoffzyklus). Die Stoffwechselwege arbeiten eng zusammen und wechseln je nach Verfügbarkeit von Glukose, Fettsäuren und Aminosäuren zwischen Energiebereitstellung und Aufbauprozessen. Speicherung erfolgt in Glykogen und Fettgewebe, freigesetzte Energie wird überwiegend als ATP bereitgestellt.

Die Regulation erfolgt durch Hormone wie Insulin, Glukagon, Adrenalin sowie Schilddrüsenhormone; zusätzlich beeinflussen Nährstoffverfügbarkeit, körperliche Aktivität und Appetitregulation (Leptin, Ghrelin) den Umsatz. Enzymaktivität und Substratzugang passen sich den Bedürfnissen des Organismus an.

Wichtige Anwendungen betreffen Ernährungstherapie, Gewichtsmanagement und Behandlung von Stoffwechselkrankheiten. Messungen des gesamten Energieverbrauchs (Calorimetrie, Basalstoffwechselrate) sowie des respiratorischen Quotienten helfen, den individuellen Nährstoffumsatz zu beurteilen.