Metabolischer Stress

Metabolischer Stress ist eine Belastung des menschlichen Stoffwechsels durch Verletzung und Krankheit.

Als Antwort auf Belastung werden Zellen der körpereigenen Abwehr (Monozyten, Makrophagen, neutrophile Granulozyten), Hormone, Zytokine und Mediatoren (Botenstoffe) vermehrt gebildet.

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1 Metabolische Faktoren

Unter anderen

Körpergewicht

Body-Mass-Index (BMI)

Blutzuckerwert

HbA(1c)

Insulinwert

Blut-Fett-Wert

Biomarker des oxidativen Stresses

Entzündungswerte

2 Stoffwechsel

Der Stoffwechsel gliedert sich in

Protein (Eiweiß) -,
Kohlenhydrat (Zucker) -,
Fett -

Stoffwechsel.

2.1 Proteinstoffwechsel

Die Proteine (Eiweiße) bestehen aus Aminosäuren. Diese bestehen zum Teil aus Stickstoff.

Im Stressstoffwechsel ist der Gesamtproteinumsatz erhöht, jedoch ist die Synthese- (Neubildungs) Rate in geringerem Ausmaß als die Abbaurate gesteigert. Bevorzugt wird Muskelmasse abgebaut.

Erhöhte Cortisol- und Katecholaminspiegel bewirken einen vermehrten Proteinabbau.

Dem Insulin kommt bei der Regulation des Proteinstoffwechsels unter Stressbedingungen eine besondere Rolle zu. Man kann grob das Insulin als „anaboles Hormon“ (Aufbau von Fett, Glykogen, Eiweiß wird gefördert, Stickstoffbilanz wird positiv) den „katabolen Hormonen“ (Stresshormone = „antiinsulinäre Faktoren“) gegenüberstellen.

Die wichtigsten Stresshormone sind Katecholamine, Glukagon und Cortisol.

2.2 Kohlenhydratstoffwechsel

Kohlenhydrate stellen das bedeutendste Substrat für die Energiegewinnung dar. Der Mensch verfügt jedoch nur über begrenzte Kohlenhydratvorräte in Form von Glykogen, die wenige Stunden überbrücken können.

Kennzeichnend für den Stressstoffwechsel ist, dass Glukose bevorzugt anaerob bis zum Laktat und Pyruvat abgebaut wird.

Im Stressstoffwechsel entsteht unter dem relativen Insulinmangel und dem Phänomen der Insulinresistenz eine metabolische Situation, die der des Diabetes mellitus Typ 2 ähnelt. Durch Einstellung einer Normoglykämie kann eine Verbesserung der Regulation metabolischer Prozesse erreicht werden.

2.3 Fettstoffwechsel

Im menschlichen Organismus werden Fettsäuren überwiegend als Triglyzeride gespeichert. Der Umsatz von Triglyzeriden und Fettsäuren ist im Stressstoffwechsel gesteigert. Nahezu alle Gewebe können ihren Energiebedarf durch die Verbrennung von Fettsäuren decken.

3 Systemische Antwort

Verletzungen gehen mit einer „systemischen“ metabolischen posttraumatischen Stressreaktion einher.

Ein Trauma induziert eine hyperinflammatorische (überentzündliche) Reaktion des Organismus, es kommt zu einer generalisierten Immunsuppression (Abwehrschwäche).

Zusätzlich führen die Hormone Kortisol, Katecholamine (Adrenalin), Prostaglandin sowie Interleukine zu einer Schwächung der zell-vermittelten Immunantwort. Infektionsrisiko und Blutgerinnungsstörungen steigen.

Die systemischen entzündlichen Prozesse sind prinzipiell bei der Überwindung des Traumas sinnvoll.

Unmittelbar nach einem Trauma werden alle Stoffwechselvorgänge so umgestellt, dass schnell verfügbare Energieträger bereitgestellt werden. Diese Energieträger sind vor allem Glukose und Freie Fettsäuren (FFS).

Die Synthese der Speicher–Energieträger Muskeleiweiß, Fett, und Glykogen ist nach dem Stress-Ereignis gesteigert: Proteinsynthese, Lipogenese, Glykogensynthese.

Die Stickstoff (N) – Bilanz wird positiv, das heißt, es werden wieder Proteine aus Aminosäuren aufgebaut.

Dieser Hypermetabolismus ist fernerhin verbunden mit einer Steigerung des Muskelabbaus und der Harnstoffbildung in der Leber.

Hypermetabolismus und verletzungsbedingte Katabolie kennzeichnen die metabolischen Veränderungen infolge einer Stressreaktion.

4 Lokale Antwort

Die „lokale“ Antwort nach einem Trauma erfolgt rasch und führt zur Störung der zellulären Vitalität in der Verletzungszone.

Diese frühe Reaktion des Gewebes wird überwiegend durch vaskuläre Veränderungen hervorgerufen, die durch eine erhöhte Gefäßpermeabilität gekennzeichnet sind.

Durch Stress und Medikamente sind ferner die Funktionen von Magen und Darm erheblich eingeschränkt.

Mögliche Ursachen der Mangelernährung im Alltagsleben und unter spezifischen medizinischen Bedingungen:

Wachstumsphase
Sport
Bestimmte Lebenssituationen oder Phasen (Schwangerschaft, Stress)
Diverse akute oder chronische Erkrankungen, die mit einem erhöhten Umsatz von Nährstoffen einhergehen

5 Prophylaxe und Therapie

Sport
Carboloading (ein hypokalorischer Zustand verstärkt den Interleukin-Anstieg. Dieser wird durch hochkalorische Kost vor Belastung abgeschwächt ^[1]).
Immunonutrition
Hemmstoffe der Sauerstoffradikale (und damit Antioxidantien) sind die Vitamine C und E.
In Verbindung mit Enzymen sind die Spurenelemente Selen, Kupfer und Zink beim Abbau der Sauerstoffradikale von Bedeutung.
Bei Schwerkranken: Methylprednisolon (wirksame Therapie von Entzündungsprozessen).
Therapien mit Aminosäuren mit L-Arginin, L- Glutamin und L-Methionin^[2]

6 Literatur

Br J Nutr. 2009 May;101(10):1423-6 Glycaemic status in relation to oxidative stress and inflammation in well-controlled type 2 diabetes subjects. Rytter E et al. PMID 19459227
Intensivmedizin Hugo Van Aken Georg Thieme Verlag, 2007 ISBN 3131148721, 9783131148728
Ernährungsmedizin Hans-Konrad Biesalski, Olaf Adam Georg Thieme Verlag, 2004 ISBN 313100293X, 9783131002938
Rudolf Deiml Ausgewählte Themen zur Operativen Intensivmedizin Fünfte Auflage 2007 ISBN 978-3-00-020074-8
Ermittlung des Ernährungsstatus (J.M. Hackl)
Kitz & Tusch, 2017, metabolischer Stress in der Neuzeit, Random House Verlag

7 Einzelnachweise

↑ Vortrag: Inflammation. Gemeinsame Endstrecke von Extremsport und Intensivmedizin? Univ.-Prof. Dr. W. Schobersberger
↑ Fragen zu Wirkungsweise und Zusammensetzung von Präparaten auf Aminosäurebasis auf https://www.viapur.de/fragen