Der Stoffwechsel (Metabolismus) steht für die Aufnahme, den Transport und die chemische Umwandlung von Stoffen in einem Organismus, sowie die Abgabe von Stoffwechselendprodukten an die Umgebung. Handelt es sich im ersten Fall um Fremdstoffe, so spricht man auch von Fremdstoffmetabolismus. Diese biochemischen Vorgänge (zum Beispiel innere und äußere Atmung, Transportvorgänge, Ernährung) dienen dem Aufbau und der Erhaltung der Körpersubstanz (Baustoffwechsel) sowie der Energiegewinnung (Energiestoffwechsel) und damit der Aufrechterhaltung der Körperfunktionen. Wesentlich für den Stoffwechsel sind Enzyme, die chemische Reaktionen katalysieren. Die Erforschung des Stoffwechsels erfolgt vor allem mit Methoden der Physiologie und Biochemie. Gemeint ist die chemische Veränderung von Stoffen.
Einteilung nach der Funktion der Stoffwechselreaktion im Organismus
- Baustoffwechsel – Aufbau von Stoffen, aus denen der Organismus besteht
- Hungerstoffwechsel – Anpassung des Organismus an geringes Nahrungsangebot
- Energiestoffwechsel – exergone chemische Umsetzungen zum Zweck der Energiegewinnung
- Eisenstoffwechsel
- Glukose-Stoffwechsel
- Aminosäure-Stoffwechsel
- Assimilation – Umbau organismenfremder Stoffe in organismeneigene Stoffe
- Dissimilation – Abbau organismeneigener Stoffe, meistens zum Zweck der Energiegewinnung
- Biotransformation – Abbau und Entfernung schädlicher organismeneigener und -fremder Stoffe
Einteilung nach der Komplexitätsänderung von Molekülen
- Stoffaufbau (Anabolismus)
- Stoffabbau (Katabolismus)
- Stoffumbau (Metabolismus)
Beispiele für Stoffwechselvorgänge
In der Photosynthese wandeln spezifische Stoffwechselvorgänge unter Verwendung der Energie des Lichts, Kohlenstoffdioxid (bei Landpflanzen aus der Luft stammend), Wasser und andere Ausgangsstoffe in Stoffe um, die entweder sofort dem weiterem Aufbau und Wachstum des Organismus dienen oder gespeichert werden, wie zum Beispiel Kohlenhydrate. Diese Reservestoffe können später im Baustoffwechsel oder im Energiestoffwechsel verarbeitet werden.
Stoffwechselstörung
Unter Stoffwechselstörung versteht man medizinisch die pathologischen Abweichungen der Stoffwechselvorgänge. Diese werden häufig durch genetisch bedingten Enzymmangel verursacht, können aber auch erworben sein.
Pathogenetisch werden die Krankheiten gekennzeichnet durch:
- Defekte des Transports von Substanzen
- Produktion von ungewöhnlichen Metaboliten (z. B. Fettsäurenoxidationsstörungen)
- Speicherung von Stoffwechselprodukten
Es können Störungen im Fettstoffwechsel (z. B. Hyperlipoproteinämien, also eine Erhöhung der Blutfette), im Aminosäuren- bzw. Eiweißstoffwechsel (z. B. Porphyrie, eine Störung der Bildung des Hämoglobin), im Kohlenhydratstoffwechsel (z. B. bestimmte Formen der Zuckerkrankheit), und im Mineralstoffwechsel (z. B. Phosphatmangel), auftreten.