Synthese

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 28. Februar 2017
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Bei der Synthese stellt der menschliche Organismus selbst lebenswichtige Stoffe her. Wichtige Synthesen sind zum Beispiel die Proteinsynthese und die Cholesterinsynthese. Gestörte Synthesewege haben weitreichende Konsequenzen und können im Rahmen verschiedener Mangelerscheinungen, Organschäden und Erkrankungen auftreten.

Inhaltsverzeichnis

Was ist die Synthese?

Als chemische Synthese wird der reaktionsbedingte Zusammenbau von Atomen und Molekülen zu größeren Verbindungen bezeichnet. In der Medizin bezieht sich der Begriff der Synthese zum Beispiel auf biochemische Vorgänge in den Zellen des Körpers. Bekannte Synthesen im menschlichen Organismus sind zum Beispiel Vorgänge wie die Proteinsynthese, die Fettsäuresynthese, die ATP-Synthase und die Hormonsynthesen.

Jeder dieser Vorgänge entspricht einer chemischen Reaktion, bei der sich aus relativ einfachen und leicht verfügbaren Ausgangsstoffen ein vergleichsweise komplexes, oft schlechter verfügbares Endprodukte ergibt. Der Ausdruck der Biosynthese bezeichnet noch konkreter Stoffwechselreaktionen, die chemische Verbindungen aufbauen. Diese Prozesse werden auch unter dem Ausdruck des Anabolismus zusammengefasst. Fremdstoffe aus der alltäglichen Nahrung werden dabei abgebaut und in körpereigene Substanzen überführt. So entstehen zum Beispiel Körperbausteine wie Aminosäuren, Proteine, Kohlenhydrate, Fette und Hormone oder Nukleinsäuren.

Von diesen Definitionen der Synthese zu unterscheiden ist die Osteosynthese, bei der aus Knochenfragmenten ein Knochen zusammengesetzt wird.

Funktion & Aufgabe

Fünf lebenswichtige Stoffgruppen kennt der Körper: die Proteine, die Kohlenhydrate, die Vitamine, die Mineralstoffe und die Fette. Einige von diesen Stoffen synthetisiert der Organismus selbst aus mehr oder weniger einfachen Ausgangsstoffen. Synthesen sind also anabole Stoffwechselprozesse und stellen Substanzen her, die vom Körper zum Aufbau von Zellen, zur Stimulierung von Körperorganen, für Stoffwechselprozesse oder zur Energieversorgung benötigt werden.

Die Proteinsynthese ist einer der wichtigsten Syntheseprozesse im menschlichen Organismus. 50.000 bis 100.000 Proteine gibt es im Körper eines Menschen. Sie erfüllen lebenswichtige Funktionen, bauen Zellen auf und reparieren Defekte. Proteine entstehen aus einer Verbindungen unterschiedlicher Aminosäuren in den sogenannten Ribosomen. Bei der Proteinsynthese reiht der Organismus diese Aminosäuren auf Schnüren auf und verbindet sie miteinander, als wären sie Kettenglieder. Die so entstehenden Ketten heißen Polypeptide. Auch das rote Pigment der Blutzellen, die Neurotransmitter zur Übertragung von Nervenimpulsen oder die Bausteine der RNA und DNA werden aus Aminosäuren synthetisiert.

In der Medizin bezieht sich der Begriff der Synthese auf biochemische Vorgänge in den Zellen des Körpers.

Damit sind Aminosäuren zum Beispiel an der Synthese des Schilddrüsenhormons Thyroxin beteiligt. Dieses Hormon inklusive seiner Derivate entsteht aus der Aminosäure Tyrosin. Auch Enzyme werden aus Polypeptidketten und teilweise mehreren Proteinketten synthetisiert. Sie sind im Organismus als Katalysatoren tätig und beschleunigen so zum Beispiel biochemische Reaktionen.

Für manche Synthesen sind neben Enzymen Ausgangsverbindungen wie Vitamine notwendig. Diese Vitamine zählen zu den essenziellen Stoffen. Der Organismus des Menschen kann sie selbst nicht synthetisieren. Daher müssen Vitamine über die Nahrung eingenommen werden. Manche Nahrungsvitamine entsprechen allerdings lediglich Vorstufen der tatsächlich verwertbaren Vitamine und werden im Körper vor der Weiterverwertung in mehr oder weniger aufwendigen Prozessen umgewandelt.

Auch Mineralstoffe lassen sich nicht synthetisieren. Die anorganischen Stoffe liegen im Körper entweder als Mengen- oder Spurenelemente vor und werden wie die Vitamine mit der Nahrung aufgenommen. Die ebenso lebenswichtigen Fettsäuren kann der Körper dagegen wieder aus der Nahrung synthetisieren. Kohlenhydrate sind dabei der Ausgangsstoff.

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Krankheiten & Beschwerden

Unzählbar viele Erkrankungen können eine gestörte Synthese verschiedener Reaktionswege zur Folge haben. Störungen können beispielsweise die Hämoglobinsynthese betreffen. Die Konzentration des roten Blutfarbstoffes ist als Folge einer Synthesestörung verringert, was als hypochrome Anämie zu verstehen ist. Eine Ursache für diese Form der Blutarmut kann eine anormale Eisenverteilung sein, da zur Synthese zweiwertige Eisenmoleküle benötigt werden.

Auch bei der Erythrozyten-Synthese können Störungen auftreten, so zum Beispiel durch eine zu geringe Zufuhr von Vitamin B12. In beiden Fällen ist Mangelernährung also für die Synthesestörung verantwortlich.

Da enorm viele Synthesen des menschlichen Organismus speziell in den Leberzellen stattfinden, sind auch Lebererkrankungen oder Schädigungen ein möglicher Auslöser für gestörte Syntheseprozesse. Die Leber greift in die meisten lebenswichtigen Stoffwechselwege ein und ist somit auch an den meisten Synthesen beteiligt. Neben der Glykogensynthese findet hier die Synthese von Plasmaproteinen, Gerinnungsfaktoren und Apolipoproteinen statt. Auch die Biosynthese von nicht-essenziellen Aminosäuren ereignet sich hauptsächlich in den Zellen der Leber.

Dasselbe gilt für die Synthese des Harnstoffes und der Stoffe Kreatin sowie Glutathion. Zusätzlich ist die Leber an der Synthese von Fettsäuren, Fetten und Lipoproteinen beteiligt und synthetisiert zudem Phospholipide und Cholesterol. Letztlich findet auch die Synthese der Komplementfaktoren, der Akute-Phase-Proteine und der Insulinwachstumsfaktoren in diesem Organ statt. Außerdem werden die Erythropoietine, Thrombopoietine und Angiotensinogene in der Leber hergestellt. Wenn also eine dieser Synthesen einer Störung unterliegt oder wenn gar alle der genannten Synthesewege gestört sind, kann das auf eine starke Leberschädigung zurückgehen.

Solche Leberschädigungen können sich im Rahmen von Alkoholmissbrauch, von Drogen- oder Medikamentenmissbrauch sowie durch anderweitige Vergiftungen und verschiedene Erkrankungen einstellen.

Selbstverständlich sind auch andere Organe an Synthesen beteiligt. So kann sich eine Nierenschädigung zum Beispiel durch Störungen bei der Calcitriol-Synthese bemerkbar machen. Ebenso gut kann eine gestörte Calcitriol-Synthese aber auch einen Vitaminmangel andeuten. Die Ursachen und Auswirkungen von gestörten Synthesewegen sind dementsprechend vielfältig.

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