Ernährung: Basis für Stoffwechsel und Wasserhaushalt

Ernährung: Basis für Stoffwechsel und Wasserhaushalt

 

Damit eine Zelle all ihre Funktionen erfüllen kann, benötigt sie vor allem Energie und Sauerstoff, aber auch Wasser. Die Energie wird den Zellen des Körpers durch die Nahrung, Sauerstoff durch die Atmung zugeführt. Einen Teil des täglichen Wasserbedarfs zieht der Körper ebenfalls aus der Nahrung, der Großteil wird jedoch über die Flüssigkeitsaufnahme gedeckt.

 

 Energiegewinnung und -speicherung der Zelle

 

Für die Energiegewinnung benötigen die Zellen vor allem das Kohlenhydrat Glucose (Traubenzucker), das unter Zufuhr von Sauerstoff verbrannt (oxidiert) wird. Bei dieser Oxidation entstehen als Endprodukte Kohlendioxid und Wasser sowie Energie. Der Prozess der Oxidation von Glucose wird auch als Zellatmung bezeichnet.

 

Wird dem Organismus mehr Glucose zugeführt, als er zu diesem Zeitpunkt zu verwerten imstande ist, wird ein Teil der Glucose in Glykogen umgewandelt, das vom Körper gespeichert und bei Bedarf verbraucht werden kann.

 

Von den Zellen wird die durch die Zellatmung gewonnene Energie in Form von Adenosintriphosphat (ATP) gespeichert. ATP besteht aus einem Ribosemolekül (Zuckermolekül), aus der stickstoffhaltigen Base Adenin, die auch Bestandteil der DNA ist, sowie aus drei Phosphatgruppen. Wird eine dieser Phosphatgruppen des ATP durch eine chemische Reaktion unter Mitwirkung von Wasser abgespalten, wird Energie freigesetzt, die von der Zelle für aufbauende (anabole) Reaktionen, z. B. für den Aufbau von Eiweißmolekülen, verwendet wird. Aus dem ATP entsteht dadurch Adenosindiphosphat (ADP), eine Verbindung aus Adenin, Ribose und zwei Phosphatgruppen. Das ADP wird anschließend durch den Prozess der Zellatmung wieder mit Energie »aufgeladen« - es erhält erneut eine Phosphatgruppe und wandelt sich wieder in energiereiches ATP um. Die chemischen Reaktionen, bei denen Bindungen zwischen Molekülen (in der Regel Bindungen zwischen Nährstoffmolekülen, z. B. Glucose) zerbrochen werden, um Energie freizusetzen, die die Zelle wieder verwerten kann, werden als katabole Reaktionen bezeichnet.

 

 Wassergehalt des menschlichen Körpers

 

Der menschliche Körper besteht zu etwa 60 % aus Wasser - beispielsweise enthalten alle Zellen Wasser (mit darin gelösten Substanzen), das die Bezeichnung intrazelluläre Flüssigkeit trägt. Allerdings unterscheidet sich der Wassergehalt der verschiedenen Gewebe stark voneinander. So enthalten die Muskeln bis zu 75 %, die Knochen jedoch nur bis zu 35 % Wasser. Mit fortgeschrittenem Alter verringert sich der Wassergehalt des Körpers. Wie viel Wasser insgesamt im Körper eines Menschen gespeichert ist, hängt von seinem Gewicht ab. Der Wassergehalt des Körpers einer Person mit einem Gewicht von etwa 70 kg liegt bei ca. 45 l. Drei Viertel des im Körper enthaltenen Wassers entfällt auf die intrazelluläre Flüssigkeit, ein Drittel auf die Flüssigkeit, die sich außerhalb der Zellen (extrazelluläre Flüssigkeit) befindet.

 

Zu den extrazellulären Flüssigkeiten zählt das Blutplasma, das den Großteil des Blutes ausmacht (bis zu 60 %). Die Blutgefäße, in denen sich das Blutplasma befindet, werden deshalb auch als Plasmaraum oder Intravasalraum bezeichnet. Hinzu kommt die Flüssigkeit, die sich außerhalb der Zellen im Interstitium befindet. Alle Zellen des Körpers werden von der interstitiellen Flüssigkeit umspült. Nährstoffe, die von den Zellen benötigt werden, müssen deshalb erst ins Interstitium gelangen, bevor sie von den Zellen aufgenommen werden können. Genauso müssen alle Abbauprodukte der Zellen zunächst ins Interstitium geleitet werden, bevor sie aus dem Körper transportiert werden können. Auch die in den Lymphgefäßen befindliche Flüssigkeit (Lymphe) ist Teil der interstitiellen Flüssigkeit.

 

Als Letztes gibt es im Körper noch die transzellulären Flüssigkeiten, zu denen u. a. die Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit (Liquor cerebrospinalis) sowie die im Gelenk befindliche »Schmierflüssigkeit« zählen. Sie haben jedoch mit knapp einem Liter nur einen geringen Anteil am gesamten Wassergehalt des Körpers.

 

Der tägliche Wasserbedarf liegt bei etwa zwei bis drei Litern, auch Kinder sollten möglichst viel Flüssigkeit zu sich nehmen - insbesondere wenn sie einen starken Bewegungsdrang haben. Bei hohen Außentemperaturen oder bei anstrengenden Tätigkeiten steigt der Flüssigkeitsbedarf nämlich noch weiter an, denn durch den Vorgang des Schwitzens geht dem Organismus Wasser verloren. Auch durch die Atmung gibt der menschliche Organismus eine gewisse Menge Wasser an seine Umwelt ab. Nach mehreren Tagen ohne Wasser kommt es zu Austrocknungserscheinungen des Körpers - unter anderem wirkt die Haut faltig und eingefallen. Die Zellen können ihre Funktionen nicht mehr erfüllen, sodass der Tod eintritt, falls dem Körper nicht bald wieder Wasser zugeführt wird.