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Der Stoffwechsel umfasst alle chemischen Reaktionen, die im menschlichen Körper ablaufen. Man unterscheidet grundsätzlich zwei Richtungen: den katabolen Stoffwechsel, bei dem große Moleküle in kleinere Einheiten zerlegt werden, und den anabolen Stoffwechsel, bei dem aus einfachen Bausteinen komplexere Moleküle aufgebaut werden.
Der menschliche Körper benötigt Nährstoffe von außen, um zu wachsen und die eigenen Funktionen aufrechtzuerhalten. Ein Teil dieser Nährstoffe wird abgebaut, um Energie für Bewegung, Zellwachstum und chemische Prozesse bereitzustellen. Die übrigen Bausteine dienen dem Aufbau neuer Strukturen – der Körper bildet buchstäblich neues Material aus den Verdauungsprodukten.
Der anabole Stoffwechsel hat die Aufgabe, strukturelle und funktionale Moleküle zu bilden. Körperzellen bestehen zu einem großen Teil aus Protein. Um neue Proteine zu erzeugen, benötigen Zellen Aminosäuren, die sie aus dem Blutkreislauf aufnehmen. Diese Aminosäuren entstehen, wenn der Verdauungstrakt Nahrungsproteine in ihre Einzelteile zerlegt hat.
Anabolismus beschränkt sich nicht nur auf den Zellaufbau. Der Körper speichert Nährstoffmoleküle für Zeiten des Fastens oder bei knapper Nahrungsverfügbarkeit. Diese Speicher bestehen entweder aus Fett oder Zucker. Insbesondere die Glykogenbildung ist ein anaboler Prozess: Leber und Muskeln bauen aus aufgenommener Glukose lange Ketten von Glukosemolekülen zusammen. Auch dieser Vorgang erfordert Energie, die durch den Abbau von Nährstoffen bereitgestellt werden muss.
Katabolische Reaktionen können anabolische Prozesse auslösen und unterstützen. Sie liefern nicht nur die für den Aufbau benötigte Energie, sondern auch Elektronen. In der Chemie wirken Elektronen wie ein „Klebstoff“, der Atome durch chemische Bindungen zusammenhält. Beim Aufbau großer Moleküle aus kleinen Bausteinen benötigen Zellen daher eine Elektronenquelle, die der katabole Stoffwechsel bereitstellt.
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