Physiologie lernen - den Organismus verstehen

Eine Reise durch die Physiologie


IV.       V. Energie- und Stoffwechsel       VI.

Intermediärstoffwechsel, Substratflüsse zwischen Organen

Insulinsystem

'Kontrainsulinäre' Hormonsysteme

Metabolischer Status

Energiestoffwechsel des Nervengewebes (Hirnstoffwechsel)

Fettgewebe, Körpergewicht und Körperzusammensetzung

Metabolische Kontrolle durch das hypothalamische System

Temperaturregulation und Wärmehaushalt

Untersuchung metabolischer Funktionen


Ein funktionierender Stoffwechsel bedingt intakte Regelprozesse. So setzen ß-Zellen im Pankreas vermehrt Insulin frei, wenn nach einer Mahlzeit (postprandial) der Blutzuckerspiegel steigt: Glukose dringt in die Zellen ein, ATP wird vermehrt gebildet und blockiert Kaliumkanäle, der Kaliumausstrom sinkt und die Zelle wird depolarisiert, das öffnet Kalziumkanäle und Ca++ führt zur Freisetzung gespeicherten Insulins.

Insulin  wirkt vor allem an Fett- und Muskelgewebe, wo es Zucker und Aminosäuren besser verfügbar macht: Glukosetransporter (GLUT) ermöglichen die Aufnahme von Glukose aus dem Extrazellulärraum, der Blutzuckerspiegel nimmt ab (negative Rückkopplung).

Andere Hormone (wie Glukagon, Adrenalin, Glukokortikoide) treten im postresorptiven Zustand ("Hungerphase") vermehrt auf, um Glukose aus körpereigenen Speichern verfügbar zu machen, z.B. für das Gehirn; Glykogen wird in der Leber abgebaut (Glykogenolyse) und Glukose für andere Gewebe bereitgestellt.

Ist dieser Vorrat verbraucht, schaltet die Leber auf Glukoneogenese aus Glyzerin, Laktat, Aminosäuren und anderen Kohlenhydraten. Im fortdauernden Hungerzustand - wenn die glukoneogenetischen Substrate versiegen - bildet die Leber schließlich aus Fettsäuren Ketonkörper, die dem Gehirn als "Notbrennstoff" dienen. Azetessigsäure und Hydroxybuttersäure erzeugen eine metabolische Azidose, die kompensiert werden muss.

Autoregulation stabilisiert die Durchblutung des Gehirns bei Blutdruckschwankungen. Die Gefäße reagieren andererseits auf veränderten CO2-Partialdruck: Hypokapnie reduziert die Perfusion (starke Hyperventilation kann zu Ohnmacht führen), Hyperkapnie hingegen weitet die Hirngefäße und steigert die Durchblutung.

Der Energieumsatz sagt etwas über den metabolische Status aus und kann direkt (Bestimmung der Wärmeproduktion) oder indirekt gemessen werden (Sauerstoffverbrauch: Je mehr Energie der Körper umsetzt, desto mehr O2 konsumiert er). Die Umrechnung wird als "kalorisches" oder Energieäquivalent bezeichnet: Pro Liter konsumiertem Sauerstoff fallen etwa 20 kJ Energie an (unter Ruhebedingungen verbraucht eine erwachsene Person ca. 0,3 l Sauerstoff pro Minute, entsprechend dem Umsatz von ~6 kJ Energie).

Die Körperzusammensetzung hat diagnostische und therapeutische Bedeutung. Kreatinin stammt spezifisch aus dem Muskelstoffwechsel, seine Produktion im Körper ist weitgehend konstant, und die Kreatininausscheidung verhält sich proportional zur Muskelmasse. Der Kreatininspiegel im Harn ist umgekehrt proportional zur Wasserausscheidung (Verdünnungseffekt) und daher eine wichtige Bezugsgröße für die Urin-Konzentration anderer Stoffe.

Das Gehirn (Hypothalamus mit Hunger- und Sattheitszentrum) steuert den Energiestoffwechsel des Körpers unter Bezugnahme auf Signale aus dem Darm, Hormone aus dem Fettgewebe und andere periphere Faktoren. Orexigene (hungerauslösende) und anorexigene (Sattheits-) Faktoren steuern die Nahrungsaufnahme.


© H. Hinghofer-Szalkay