De stofwisseling

door | 22 januari 2021

Wat is stofwisseling?

Zonder stofwisseling kunnen we niet leven. We voeden ons met voeding, water en zuurstof. Het lichaam maakt energie vrij uit voedingsstoffen en bouwt met behulp van complexe chemische reacties weer nieuwe stoffen op die het lichaam nodig heeft. Dit wordt de stofwisseling genoemd. Een ander woord hiervoor is metabolisme. Er wordt bij de stofwisseling een onderscheid gemaakt tussen katabole en anabole reacties.

Katabole reacties

Bij de afbraak van glucose, vetzuren en aminozuren komt energie vrij. Als er energie vrij komt wordt dit een katabole reactie genoemd. Een voedingsstof en zuurstof worden hierbij omgezet in energie, koolzuurgas en water. De hoeveelheid energie die vrij komt verschilt per voedingsstof.

De energie die de verschillende stoffen leveren:

  • 1 gram koolhydraten 4 kcal
  • 1 gram eiwitten 4 kcal
  • 1 gram vetten 9 kcal
  • 1 gram alcohol 7 kcal

Anabole reacties

Het lichaam breekt niet alleen stoffen af maar maakt ook nieuwe stoffen: lichaamseiwit uit aminozuren, vet uit vetzuren en glycerol en glycogeen uit glucose. Deze processen kosten energie. Als een proces energie kost wordt dit een anabole reactie genoemd.

De verbranding van voedingsstoffen

De voedingsstoffen worden verbrand in de lichaamscellen. In de cellen zitten mitochondriën waar energie wordt vrijgemaakt.

Bij de afbraak van glucose, vetzuren en aminozuren zijn twee chemische stoffen van belang: pyrodruivenzuur en acetyl-Co-A (acetylcoenzym A). Deze stoffen vormen de schakels tussen glucose, vetzuren en aminozuren. De citroenzuurcyclus met de ademhalingsketen is de belangrijkste route waarlangs glucose, vetzuren en aminozuren worden afgebroken om energie te vormen. Wellicht herinner je je deze nog van de biologieles op school. In deze cyclus worden de stoffen via allerlei tussenstappen onder de opname van zuurstof en afgifte van energie uiteindelijk omgezet in kooldioxide en water.

De stofwisseling van de koolhydraten

De koolhydraatvertering start in de mond onder invloed van het enzym amylase. Uiteindelijk worden koolhydraten via de darmwand in de bloedbaan opgenomen. Glucose is direct voor de cel beschikbaar. Galactose en fructose worden via de poortader naar de lever getransporteerd waar ze worden omgezet in glucose.

De lever heeft een belangrijke functie bij de koolhydraatstofwisseling:

  • Hij zet galactose en fructose om in glucose, zodat het verbruikt kan worden in de cellen
  • Hij zet een overschot aan glucose om in glycogeen, zodat het opgeslagen kan worden in lever of spieren
  • Hij zet bij tekort aan glucose glycogeen weer om in glucose, zodat het verbruikt kan worden
  • Hij zet bij overschot glucose en voldoende glycogeen te veel aan glucose om in vet

In het bloed zit alleen glucose. Een te veel aan glucose wordt opgeslagen als glycogeen in de spieren en de lever. Er kan maximaal ongeveer 150 – 300 gram glycogeen in de spieren en 100 – 150 gram in de lever worden opgeslagen . Als er dan nog glucose over is wordt dit opgeslagen als vet in het vetweefsel. Hersenen en het zenuwstelsel kunnen alleen glucose gebruiken als brandstof en zijn daarom afhankelijk van de hoeveelheid glucose.

Een gezonde bloedsuikerwaarde ligt tussen de 4,0 en 8,0 mmol/l. Deze waarde wordt bepaald door de hoeveelheid glucose die in het bloed zit en is dus afhankelijk van het evenwicht tussen glucose en glycogeen. Hierbij is uiteraard belangrijk hoeveel glucose/suikers je binnenkrijgt én hoeveel je er verbruikt. Je bloedsuikerspiegel wordt gereguleerd door een systeem waarin verschillende hormonen een rol spelen:

  • insuline: gemaakt door alvleesklier als bloedglucose te hoog is
  • glucagon: gemaakt door alvleesklier als bloedglucose te laag is
  • adrenaline: gemaakt door bijniermerg als je ineens veel energie nodig hebt

Deze hormonen werken nauw met elkaar samen. Bij een goed hormonaal evenwicht komen te hoge bloedglucosewaarden niet voor. Bij suikerziekte (diabetes mellitus) kan de alvleesklier niet voldoende insuline produceren waardoor het bloedglucose te hoog blijft. Het gevolg is dat onvoldoende glucose in de cel wordt opgenomen.

Als het glucosegehalte te hoog is, gaan de nieren glucose uitscheiden. Een te hoog glucosegehalte in het bloed kan weefsels aantasten. Denk bijvoorbeeld aan een diabetesvoet of een loslatend netvlies in het oog.

Extra informatie voor de liefhebbers, over glucose en spierinspanning:

Bij de gebruikelijke manier van de verbranding van glucose is zuurstof nodig. Dit heet een aerobe afbraak en hierbij is sprake van een volledige verbranding. Er is bij grote inspanning echter niet altijd voldoende zuurstof in de cellen beschikbaar. Bij zuurstofgebrek kan een anaerobe afbraak plaats vinden. De verbranding is dan onvolledig. Dan komt er dus minder energie vrij. Er ontstaat dan melkzuur. Dit melkzuur veroorzaakt spiervermoeidheid. In rust vindt als nog de aerobe afbraak plaats.

Stofwisseling van vetten

De stofwisseling van vetten vindt voornamelijk plaats in de darmen. De vetzuurcellen en het glycerol worden door de darmwandcellen opgenomen. Aan de andere kant van de darmwand worden de vetzuurcellen weer aan glycerol gebonden. Deze triglyceriden kunnen niet door het bloed worden vervoerd, omdat vet niet in water oplost. De triglyceriden waarom daarom omgeven door een eiwitmantel.

Vetten die niet direct als energiebron worden gebruikt, worden opgeslagen als lichaamsvet. Vetcellen kunnen ook glucose omzetten in vet.

Als je veel vet en weinig kolhydraten eet, kunnen de vetzuren niet volledig verbranden en ontstaan aceton en ketonen. Er staat keto-acidose. Er is dan sprake van een onvolledige verbranding. Diëten met weinig koolhydraten maken gebruik van dit principe.

Eiwitstofwisseling

De lever maakt van aminozuren nieuwe, bruikbare eiwitten. De bruikbare eiwitten geeft de lever af aan het bloed, dat de eiwitten door het lichaam verspreidt.

Eiwitten zijn bijvoorbeeld belangrijk bij de opbouw van spierweefsel. Daarnaast worden in de lever een aantal belangrijke bloedeiwitten gevormd; onder andere globuline, dat een belangrijke rol speelt bij de afweer tegen ziekteverwekkers. En protrombine, dat een rol speelt bij de bloedstolling.

Als aminozuren niet bruikbaar zijn als bouwstof splitsen enzymen de eiwitmoleculen in aminozuren en koppelen de stikstofgroep af. Zo kan de stikstof in de vorm van ureum naar het bloed. Later wordt dit verwijderd door de nieren en uitgescheiden met de urine. De rest van het aminozuur kan worden opgeslagen in de vorm van glucose of vetten. Omdat de stikstofgroep niet bewaard is in het lichaam, kan er van glucose of vet niet opnieuw een eiwit gemaakt worden. Er is geen reservevoorraad eiwitten in het lichaam aanwezig. Daarom moet je ze elke dag binnenkrijgen via je voeding.

De energievoorraad in het lichaam

Het lichaam verbruikt voortdurend energie. Toch hoeven we niet de hele dag te eten om in deze energiebehoefte te voorzien. Het lichaam is in staat energieleverende stoffen op te slaan en weer vrij te maken. Vetzuren worden opgeslagen in de vorm van vet, koolhydraten in de vorm van glycogeen. Aminozuren kunnen niet worden opgeslagen maar worden omgezet in vetzuren of koolhydraten.

De glycogeenvoorraad bevindt zich in de spieren en de lever. Er kan maximaal ongeveer 150 – 300 gram glycogeen in de spieren en 100 – 150 gram in de lever worden opgeslagen . Als er dan nog glucose over is wordt dit opgeslagen als vet in het vetweefsel.

Als je 400 gram glycogeen hebt opgeslagen in je spieren en lever, kun je uit rekenen hoe snel je die verbruikt. 1 gram glycogeen bevat 4 kcal. 400 gram glycogeen bevat 400 x 4 kcal (=1.600). Per dag hebben gemiddeld vrouwen 2000 kcal en mannen 2400 kcal nodig.

Vet kan onbeperkt worden opgeslagen in het vetweefsel. Je kunt ook voor het vet in je vetweefsel uitrekenen hoe lang je (in theorie) hiermee kunt leven. Stel je weegt 80 kg en je vetgehalte is 35%. Dat betekent dat je 0,35 x80 kg (= 28 kg) vetweefsel hebt. 1 gram vet bevat9 kcal. Dus 28 kg: 28000 x 9 (= 252.000). Als je dagelijks 2000 kcal nodig hebt, betekent dit dat je een vetvoorraad hebt van 252.000 / 2000 (= 126) dagen. Als je ruim vier maanden niets meer zou eten ben je je vetreserve kwijt.

Categorie: