https://demowiki.knowlus.com/index.php?action=history&feed=atom&title=StoffwechselStoffwechsel - Versionsgeschichte2026-05-15T23:43:57ZVersionsgeschichte dieser Seite in Demo WikiMediaWiki 1.44.2https://demowiki.knowlus.com/index.php?title=Stoffwechsel&diff=6078&oldid=previmported>ZappelKai: Das Komma nach "aufgenommene" wurde entfernt, da es eine zusammenhängende Nominalphrase ist, und "so" wurde gestrichen, da es nicht notwendig ist.2025-03-25T17:17:26Z<p>Das Komma nach "aufgenommene" wurde entfernt, da es eine zusammenhängende Nominalphrase ist, und "so" wurde gestrichen, da es nicht notwendig ist.</p>
<p><b>Neue Seite</b></p><div>{{Infobox GO-Terminus<br />
| Typ = P<br />
| GO = 0008152<br />
| Eltern = [[Biologischer Prozess]]<br />
| Kinder = [[Biosynthese]]<br /> [[Katabolismus]]<br /> [[Transport (Biologie)|Transport]]<br />
}}<br />
<br />
Als '''Stoffwechsel''' oder '''Metabolismus''' ({{grcS|μεταβολισμός|metabolismós|de=Stoffwechsel}}, mit [[latein]]ischer Endung ''-us'') bezeichnet man alle [[Chemie|chemischen]] Umwandlungen von Stoffen im Körper von [[Lebewesen]], beispielsweise die Umwandlung von Nahrungsmitteln in Zwischenprodukte ([[Metabolit]]en) und Endprodukte. Diese [[Biochemie|biochemischen]] Vorgänge dienen dem Aufbau, Abbau und Ersatz bzw. Erhalt der Körpersubstanz ([[Baustoffwechsel]]) sowie der Energiegewinnung für energieverbrauchende Aktivitäten ([[Energiestoffwechsel]]) und damit der Aufrechterhaltung der Körperfunktionen und somit des Lebens. Wesentlich für den Stoffwechsel sind [[Enzym]]e, die chemische Stoffumsetzungen beschleunigen und lenken ([[Katalyse|katalysieren]]).<br />
<br />
Werden von außen aufgenommene fremde Stoffe umgesetzt, spricht man auch von [[Fremdstoffmetabolismus]]. Der Umbau organismenfremder Stoffe in organismeneigene Stoffe wird [[Assimilation (Biologie)|Assimilation]] genannt. Das Gegenteil ist die [[Dissimilation (Biologie)|Dissimilation]] (Abbau organismuseigener Stoffe). Zum Stoffwechsel gehört auch die Umwandlung schädlicher Stoffe in ausscheidbare Stoffe ([[Biotransformation]]).<br />
<br />
Stoffwechselvorgänge werden vor allem in der Biochemie erforscht. In der [[Medizin]] und [[Physiologie]] sind sie von großer Bedeutung (siehe auch [[Stoffwechselstörung]]). Sie können aber auch [[physik]]alisch gedeutet werden, als Austausch von [[Freie Energie|freier Energie]] gegen Ordnung: Lebewesen erhöhen in sich die Ordnung und verbrauchen dabei Energie. Im Organismus nimmt die [[Entropie (Thermodynamik)|Entropie]] (Unordnung) ab, in der Umgebung nimmt sie zu.<br />
<br />
== Kataboler und anaboler Stoffwechsel ==<br />
Der gesamte Stoffwechsel kann eingeteilt werden in katabole Reaktionen, welche durch den Abbau von chemisch komplexen Nahrungsstoffen zu einfacheren Stoffen Energie liefern ([[Katabolismus]]), und anabole Reaktionen, welche unter Energieverbrauch körpereigene Stoffe aus einfachen Bausteinen aufbauen ([[Anabolismus]]).<br />
<br />
Katabolismus und Anabolismus haben eine gemeinsame Schnittstelle: Im [[Intermediärstoffwechsel]] werden relativ einfache [[Molekül]]e umgebaut, die als Zwischenprodukte ([[Metabolit]]en) sowohl vom katabolen als auch vom anabolen Stoffwechsel bereitgestellt werden können.<br />
{{Manueller Rahmen<br />
| content = <imagemap><br />
Datei:Metabolism pathways (partly labeled).svg|400px|rechts|Metabolism pathways (partly labeled)<br />
rect 547 340 621 360 [[Acetyl-CoA]]<br />
rect 710 30 780 50 [[Adenin]]<br />
rect 710 10 780 30 [[Adenosin]]<br />
rect 660 10 710 30 [[Adenosindiphosphat]]<br />
rect 240 500 290 520 [[Alanin]]<br />
rect 520 20 570 40 [[Adenosinmonophosphat]]<br />
rect 20 400 79 420 [[Amylose]]<br />
rect 515 600 574 620 [[Arginin]]<br />
rect 710 190 786 210 [[Asparagin]]<br />
rect 600 230 670 250 [[Asparaginsäure]]<br />
rect 607 610 672 630 [[Asparaginsäure]]<br />
rect 610 10 660 30 [[Adenosintriphosphat]]<br />
rect 680 290 740 310 [[Bernsteinsäure]]<br />
rect 20 340 80 360 [[Cellulose]]<br />
rect 225 440 275 460 [[Chitin]]<br />
rect 790 350 874 370 [[Chlorophyll]]<br />
rect 650 150 710 170 [[Cystein]]<br />
rect 790 330 873 350 [[Cytochrom]]<br />
rect 800 610 850 630 [[Cytosin]]<br />
rect 520 460 570 480 [[Ethanol]]<br />
rect 440 470 480 490 [[Fette]]<br />
rect 370 530 510 660 [[Fettsäure]]<br />
rect 315 260 373 280 [[Fructose]]<br />
rect 607 280 673 300 [[Fumarsäure]]<br />
rect 190 270 255 290 [[Galactose]]<br />
rect 500 390 600 490 [[Gärung]]<br />
rect 205 420 294 440 [[Glucosamin]]<br />
rect 200 380 252 400 [[Glucose]]<br />
rect 111 160 189 180 [[Glucuronsäure]]<br />
rect 672 410 739 430 [[Glutamin]]<br />
rect 720 500 789 520 [[Glutaminsäure]]<br />
rect 100 500 150 520 [[Glycin]]<br />
rect 20 420 80 440 [[Glycogen]]<br />
rect 170 310 480 430 [[Glycolyse]]<br />
rect 710 70 780 90 [[Guanin]]<br />
rect 710 50 780 70 [[Guanosin]]<br />
rect 790 290 874 310 [[Hämoglobin]]<br />
rect 590 580 630 600 [[Harnstoff]]<br />
poly 510 530 680 530 680 660 510 660 510 530 [[Harnstoffzyklus]]<br />
rect 480 110 540 130 [[Histidin]]<br />
rect 50 250 100 270 [[Inosit]]<br />
rect 220 630 290 650 [[Isoleucin]]<br />
rect 655 350 754 370 [[Ketoglutarat]]<br />
rect 240 610 290 630 [[Leucin]]<br />
rect 710 230 760 250 [[Lysin]]<br />
rect 720 130 795 150 [[Methionin]]<br />
rect 720 130 795 150 [[Methionin]]<br />
rect 520 440 570 460 [[Milchsäure]]<br />
rect 586 310 673 330 [[Oxaloacetat]]<br />
rect 500 310 580 390 [[Oxidative Decarboxylierung]]<br />
rect 810 500 860 520 [[Prolin]]<br />
rect 400 0 820 100 [[Purine]]<br />
rect 680 530 910 660 [[Pyrimidine]]<br />
rect 470 340 530 360 [[Pyruvat]]<br />
rect 390 230 468 250 [[Ribulose]]<br />
rect 30 320 80 340 [[Saccharose]]<br />
rect 170 500 220 520 [[Serin]]<br />
rect 650 110 700 130 [[Serin]]<br />
rect 225 590 290 610 [[Threonin]]<br />
rect 600 190 670 210 [[Threonin]]<br />
rect 690 630 740 650 [[Thymin]]<br />
rect 475 180 549 200 [[Tryptophan]]<br />
rect 497 260 551 280 [[Tyrosin]]<br />
rect 690 610 740 630 [[Uracil]]<br />
rect 240 570 290 590 [[Valin]]<br />
rect 790 310 873 330 [[Vitamin B12]]<br />
rect 30 120 100 140 [[Vitamin C]]<br />
poly 580 390 580 270 780 270 780 390 580 390 [[Zitronensäurezyklus]]<br />
</imagemap><div style="clear:both;"></div><br />
| caption = Einige Stoffwechselwege und ihre Verknüpfung ''(Substanzen zum Anklicken)''<br />
}}<br />
<br />
== Stoffwechselwege ==<br />
<span style="white-space:nowrap">Der Stoffwechsel ist ein komplexes Netzwerk </span><!-- Mindestbreite der Textspalte wegen wegen breitem Layout-Element --> einzelner Reaktionen. Gruppen von Reaktionen, die unmittelbar aufeinander folgen, werden [[Stoffwechselweg]]e genannt. Diese können linear (z.&nbsp;B. [[Glycolyse]]) oder zyklisch (z.&nbsp;B. [[Citratzyklus]]) sein.<br />
<br />
Die meisten Stoffwechselwege sind amphibol, das heißt, sie laufen in verschiedenen Schritten katabol und anabol ab. Auch wenn viele Einzelschritte [[Reversible Reaktion|reversibel]] sind, ist der ganze Stoffwechselweg immer [[Irreversible Reaktion|irreversibel]], da mindestens ein Reaktionsschritt nur in anabole oder katabole Richtung verläuft.<br />
<br />
== Stoffwechselrate ==<br />
Die Geschwindigkeit der Energiebereitstellung durch den [[Energiestoffwechsel]] wird Stoffwechselrate oder [[Metabolismusrate]] genannt. Sie ist als Energieumsatz des Organismus pro Zeitspanne definiert. Die basale Stoffwechselrate ist der Energieverbrauch bei völliger Ruhe; insbesondere beim Menschen spricht man vom [[Grundumsatz]].<br />
<br />
== Reaktionstypen ==<br />
<br />
=== Enzymatisch katalysierte Reaktionen ===<br />
{{Hauptartikel|Enzym#Klassifikation|titel1=„Klassifikation“ im Artikel Enzym}}<br />
Nach dem [[IUPAC]]/[[IUBMB]] Enzym-Klassifikationssystem gibt es sechs Hauptgruppen von Enzymreaktionen.<ref>[https://www.qmul.ac.uk/sbcs/iubmb/enzyme/ ''Recommendations of the Nomenclature Committee of the International Union of Biochemistry and Molecular Biology on the Nomenclature and Classification of Enzymes by the Reactions they Catalyse.''] IUPAC Enzymnomenklaturempfehlung, Stand: 24. Mai 2013; abgerufen am 26. Mai 2013.</ref> Dadurch kann auch der Stoffwechsel, in dem Reaktionen durch [[Enzym]]e [[Katalyse|katalysiert]] werden, ebenfalls in sechs Gruppen von Reaktionen unterteilt werden, nämlich in [[Redoxreaktion]]en, [[Gruppenübertragung]]s<nowiki />reaktionen, [[Hydrolyse]]<nowiki />reaktionen, Lyase-Reaktionen ([[Additionsreaktion|Addition]], [[Hydratisierung]]), [[Isomerisierung]]s<nowiki />reaktionen und Ligationsreaktionen.<br />
<br />
=== Elektrische Ladung und Kationenstrom ===<br />
{{Anker|Abb.Kationenstrom}}<br />
[[Datei:2stroeme.svg|mini|400px|''[[Kationen]]strom an Membranen.''<br /> ''Grün:'' Membranständige [[Oxidoreduktase]] (links) und [[ATP-Synthase]] (rechts). Zurückströmende Kationen versetzen den unteren Teil der ATP-Synthase in Rotation. Aus dort aufgenommenem [[Phosphat]] und [[Adenosindiphosphat|ADP]] wird Wasser „herausgequetscht“. Am Stator, der in der Membran verankert ist, wird das fertige [[Adenosintriphosphat|ATP]] freigesetzt.<br /> ''Rot:'' Ionentransport durch Membran-Enzyme. Eine Oxidoreduktase (links) [[Protonenpumpe|pumpt]] [[Proton (Chemie)|H<sup>+</sup>-Ionen]] von innen durch die Membran nach außen und verstärkt die [[elektrische Ladung]] der Membran und den [[Protonengradient]]en.<br /> ''Blau:'' [[Elektronentransfer|Elektronen&shy;transfer]]. Die Energie für die Oxidoreduktasen stammt aus einem Elektronenfluss von e<sup>−</sup>-Donoren (wie z.&nbsp;B. Zuckern) zu einem e<sup>−</sup>-Akzeptor (vermittelt über [[Cofaktor (Biochemie)|Coenzyme]] wie [[Nicotinamidadenindinukleotid|NADH]]), die als e<sup>−</sup>-Überträger fungieren.]]<br />
{{Hauptartikel|Chemiosmotische Kopplung}}<br />
<span style="white-space:nowrap">[[Zellmembran|Zell-]] und [[Biomembran]]en sind keineswegs nur</span><!-- Mindestbreite der Textspalte wegen breitem Layout-Element --> „Beutel“, in denen sich Enzyme und ihre Reaktionspartner frei bewegen können. Vielmehr bilden sie für geladene Moleküle ([[Ion]]en) eine undurchdringliche Barriere. In den Membranen finden sich allerdings [[Membranprotein]]e, die selektiv Ionen durch die Membran durchlassen oder sogar aktiv transportieren. Letztere sorgen durch den Export von [[Kation]]en dafür, dass die Membranen außen positiv und innen negativ elektrisch geladen sind ([[Membranpotential]]). In dieser Ladung steckt Energie. Sie wird für eine Reihe von Transport- und Bewegungsprozessen frei, wenn die Kationen zurück fließen.<br />
<br />
So fließt durch die Membranen praktisch aller lebenden Zellen ständig ein Strom von positiv geladenen Teilchen.<br />
<br />
Angetrieben wird dieser Strom durch [[Exergone und endergone Reaktion|exergone]] chemische Reaktionen. So verbrauchen [[Nervenzelle]]n kontinuierlich [[Adenosintriphosphat|ATP]], um ihr Membranpotential aufrechtzuerhalten. Das geschieht dort durch [[ATPasen]], die als [[Natrium-Kalium-Pumpe]]n fungieren.<br />
<br />
Die Regenerierung des verbrauchten ATP basiert bei nahezu allen Lebewesen fast ausschließlich auf der Nutzung des Membranpotentials durch das Enzym [[ATP-Synthase]] ([[#Abb.Kationenstrom|Abb.]]). In dafür spezialisierten Organellen (den [[Mitochondrien]]) der [[Tiere]] und [[Pflanzen]] sowie in nahezu allen [[Archaeen]] und [[Bakterien]] fungieren [[Oxidoreduktasen]] als Kationen-Pumpen, die das Membranpotential aufrechterhalten. Beim Menschen sind das die Enzyme der [[Atmungskette]]. Pflanzen verwenden dafür auch ihren [[Photosynthese]]-Apparat in den [[Chloroplasten]].<br />
<br />
=== Transport ===<br />
{{Hauptartikel|Transport (Biologie)}}<br />
Der Transport von Stoffen durch [[Transportprotein]]e kann innerhalb von [[Zellkompartiment]]en, außerhalb von Zellen, oder über Kompartimentgrenzen ([[Biomembran]]e) hinweg geschehen. Es kann sich um reine [[Diffusion]]s<nowiki />prozesse, [[erleichterte Diffusion]] oder aktiven, [[Adenosintriphosphat|ATP]] verbrauchenden [[Membrantransport#Aktiver Transport|Membrantransport]] handeln.<br />
<br />
Mit der [[Transporter Classification Database]] (TCDB) steht eine von der IUBMB sanktionierte Klassifikation der Transportproteine zur Verfügung, die sich zusätzlich zur Funktion an der Abstammung der Proteine orientiert. Bei dieser Definition von Transport werden allerdings alle Proteine, die Stoffe zeitweilig nur binden und in dieser Zeit selbst transportiert werden (beispielsweise mit dem [[Blutkreislauf]]), nicht erfasst. Die Hauptgruppen in der TCDB sind [[Porine]] und [[Ionenkanäle]], potenzialgetriebene Transporter, primär aktive Transporter, [[Phosphotransferase]]n, Transmembran-Elektronencarrier, Hilfstransporter und andere.<br />
<br />
== Stoffwechseltypen bei verschiedenen Gruppen von Lebewesen ==<br />
[[Pflanzen]], [[Alge]]n, einige [[Bakterie]]n und [[Archaea]] betreiben [[Photosynthese]]. Sie verwenden die Energie des [[Licht]]s, um [[Kohlenstoffdioxid]] (bei Landpflanzen aus der [[Luft]] stammend), Wasser und andere Ausgangsstoffe in körpereigenes Material umzuwandeln. Dieses dient entweder sofort dem weiteren Aufbau und [[Wachstum (Biologie)|Wachstum]] des Organismus, oder es dient als Speicherstoff, wie zum Beispiel [[Kohlenhydrate]] (siehe auch [[Calvin-Zyklus]]). Die [[Reservestoffe]] können später im Baustoffwechsel oder im Energiestoffwechsel verarbeitet werden. [[Sekundäre Pflanzenstoffe]] sind chemische Verbindungen, die von Pflanzen produziert werden, aber weder im Baustoffwechsel noch im Energiestoffwechsel benötigt werden.<br />
<br />
[[Tiere]] verstoffwechseln (metabolisieren) bei ihrer [[Verdauung]] andere Organismen oder deren Speicherstoffe (etwa Kohlenhydrate, [[Protein]]e oder [[Fette]]), siehe auch [[Chemotrophie]].<br />
<br />
Bei [[Mikroorganismus|Mikroorganismen]] finden sich weitere Typen des Stoffwechsels.<br />
<br />
{{Hauptartikel|Stoff- und Energiewechsel}}<br />
<br />
Darüber hinaus ist in der Ratgeberliteratur zu Ernährung und [[Diät]]en gelegentlich von verschiedenen „Stoffwechseltypen“ beim Menschen die Rede, siehe [[Metabolic Typing]]. Mit der oben genannten Einteilung der Lebewesen haben ''individuelle'' Besonderheiten innerhalb einzelner [[Art (Biologie)|Arten]] nichts zu tun. Menschen unterscheiden sich in Merkmalen ihres Stoffwechsels ebenso wie in anderen Merkmalen. Die Lehre von bestimmten „Typen“ gilt jedoch als spekulativ und unwissenschaftlich.<br />
<br />
Über Stoffwechseluntersuchungen am [[Säugling]] berichtete 1896 [[Wilhelm Camerer|Johann Friedrich Wilhelm Camerer]]. [[Otto Heubner]] und [[Max Rubner]] verglichen in ihren Studien um 1898/1899 den Säuglingsstoffwechsel von gesunden und atrophischen Kindern.<ref>[[Paul Diepgen]], [[Heinz Goerke]]: ''[[Ludwig Aschoff|Aschoff]]/Diepgen/Goerke: Kurze Übersichtstabelle zur Geschichte der Medizin.'' 7., neubearbeitete Auflage. Springer, Berlin/Göttingen/Heidelberg 1960, S. 50.</ref><br />
<br />
== Siehe auch ==<br />
* [[Aminosäuren-Stoffwechsel]], [[Glucose-Stoffwechsel]], [[Eisenstoffwechsel]]<br />
* [[Fritz Albert Lipmann]]<br />
* [[Hungerstoffwechsel]]<br />
* [[Metabolom]], [[Tumor-Metabolom]]<br />
* [[Pasteur-Effekt]] (anaerobe Verstoffwechslung von <small>D</small>-Glucose)<br />
* [[Spurenelement]]<br />
* [[Endokrinologie]]<br />
* [[Cometabolismus]]<br />
<br />
== Literatur ==<br />
* ''Pschyrembel Klinisches Wörterbuch.'' Begründet von Willibald Pschyrembel. Bearbeitet von der Wörterbuchredaktion des Verlags. 255. Auflage. De Gruyter, Berlin 1986, S. 1601 f.<br />
<br />
== Weblinks ==<br />
{{Commonscat|Metabolism}}<br />
{{Wikibooks|Biochemie und Pathobiochemie}}<br />
{{Wiktionary}}<br />
* [https://web.archive.org/web/20120114075823/https://www.rpi.edu/dept/bcbp/molbiochem/MBWeb/mb1/MB1index.html Biochemistry of Metabolism] – umfassende Informationen zu den [[Biochemie|biochemischen]] Aspekten des Themas Stoffwechsel (englisch)<br />
* [https://insilico-cyp.charite.de/SuperCYPsPred/ SuperCYP: Datenbank für Cytochrom-Metabolismus] (englisch)<br />
* [https://www.expasy.org/resources/enzyme Roche’s ''Biochemical Pathways'' als „Landkarte“ zum Navigieren]<br />
<br />
== Einzelnachweise ==<br />
<references /><br />
<br />
{{Normdaten|TYP=s|GND=4057699-1}}<br />
<br />
[[Kategorie:Stoffwechsel| ]]<br />
[[Kategorie:Zellbiologie]]</div>imported>ZappelKai