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Der Stoffwechsel des Pferdes: Ein tiefgehender Blick in die Verdauung, den Nährstoffwechsel und die Zellprozesse

Der Stoffwechsel des Pferdes ist ein äußerst komplexes und fein abgestimmtes System, das von der Verdauung über die Absorption von Nährstoffen bis hin zu den zellulären Energiegewinnungsprozessen reicht. Um den Stoffwechsel zu verstehen, müssen wir die einzelnen Schritte detailliert untersuchen, die an der Umwandlung von Nahrungsstoffen in Energie und Zellbausteine beteiligt sind. Dazu gehört nicht nur der Kohlenhydrat-, Fett- und Proteinstoffwechsel, sondern auch die Rolle von Mikronährstoffen, Enzymen und den regulierenden Signalwegen auf zellulärer Ebene.

(Concept: Armin Pinter, 2025) 

Verdauung und Absorption der Nährstoffe: Der erste Schritt zur Energiegewinnung...

Mund und Speiseröhre – Mechanische und enzymatische Verdauung

Die Verdauung beginnt im Mund, wo das Pferd die Nahrung mechanisch zerkleinert, um ihre Oberfläche zu vergrößern und so die enzymatische Verdauung zu erleichtern. Im Speichel des Pferdes ist das Enzym α-Amylase vorhanden, das beginnt, Stärke in kleinere Zucker, vor allem Maltose, zu zerlegen. Allerdings ist der Speichelfluss beim Pferd relativ gering, sodass die Stärkeverdauung im Dünndarm die eigentliche Hauptrolle übernimmt.

Nach dem Kauen gelangt die Nahrung über die Speiseröhre in den Magen, wo sie mit Magensaft gemischt wird. Dieser hat einen sehr niedrigen pH-Wert von 1,5 bis 2, was für die Aktivierung von Pepsinogen zu Pepsin erforderlich ist. Pepsin ist ein proteolytisches Enzym, das Proteine in kleinere Peptide zerlegt.

Magen – Proteolyse und Fettverdauung

Der Magen ist vor allem auf die Verdauung von Proteinen und den ersten Schritt der Fettverdauung spezialisiert. Das Pepsin baut Proteine in Peptide auf, während die Gallensäuren aus der Leber und die Pankreaslipase im Dünndarm dabei helfen, Fette in Monoglyceride und freie Fettsäuren zu zerlegen. Diese Produkte werden dann in Mizellen verpackt, um ihre Absorption zu erleichtern.

Dünndarm – Hauptort der Nährstoffverdauung und Absorption

Im Dünndarm wird die hauptsächliche Nährstoffverdauung und -absorption durchgeführt:

• Kohlenhydrate wie Stärke werden von Pankreasamylase und Disaccharidasen (Maltase, Isomaltase) in Glukose und Maltose zerlegt. Diese Zucker werden dann über SGLT1-Transporter (Sodium-Glucose-Transporter) in die Enterozyten (Darmzellen) aufgenommen.
• Proteine werden durch Trypsin, Chymotrypsin und Carboxypeptidase weiter in kleinere Peptide und Aminosäuren zerlegt. Diese Aminosäuren gelangen über spezialisierte Aminosäuren-Transporter (z. B. SLC7A5) in die Darmzellen und dann ins Blut.
• Fette werden durch Pankreaslipase in Monoglyceride und freie Fettsäuren zerlegt und durch die Gallensäuren der Leber emulgiert, was die Bildung von Mizellen fördert. Diese Mizellen erleichtern die Absorption von Fettsäuren und Monoglyceriden in die Zellen des Dünndarms, von wo sie in die Lymphbahnen aufgenommen werden.
  

Dickdarm – Fermentation von Ballaststoffen und Absorption von SCFAs

Der Dickdarm ist ein Ort intensiver Fermentation. Hier werden Ballaststoffe, wie Zellulose, durch eine Vielzahl von Mikroben (Bakterien und Pilze) zu kurzkettigen Fettsäuren (SCFAs) wie Acetat, Propionat und Butyrat abgebaut. Diese SCFAs sind eine wertvolle Energiequelle für das Pferd, besonders bei weniger intensiver Aktivität. Zudem werden kleine Mengen an Vitaminen (z. B. B-Vitamine) und Aminosäuren im Dickdarm synthetisiert und vom Pferd aufgenommen.

Proteinstoffwechsel: Aminosäuren als Bausteine des Lebens...

Proteindigestion und Absorption

Proteine sind für das Pferd essenziell, da sie als Bausteine für Kollagen, Hämoglobin, Enzyme und Hormone dienen. Die Verdauung von Proteinen beginnt mit Pepsin im Magen und wird im Dünndarm mit den Pankreasenzymen Trypsin, Chymotrypsin und Carboxypeptidase fortgesetzt. Diese Enzyme zerlegen Proteine in kleinere Peptide und freie Aminosäuren. Aminosäuren werden über spezialisierte Transporter in die Darmzellen aufgenommen und dann ins Blut transportiert.

Aminosäuren – Essentielle und nicht-essentielle...

Es gibt 20 Aminosäuren, von denen 10 für das Pferd essentiell sind, d. h., sie müssen mit der Nahrung aufgenommen werden. Diese umfassen Lysin, Methionin, Threonin, Tryptophan, Valin, Leucin, Isoleucin, Phenylalanin, Histidin und Arginin. Nicht-essentielle Aminosäuren wie Glutamin, Serin und Asparagin können im Körper selbst synthetisiert werden, wenn die notwendigen Vorstufen vorhanden sind.

Proteinsynthese und -abbau...

Aminosäuren werden für die Proteinsynthese verwendet. Der Körper nutzt diese Bausteine zur Herstellung von Enzymen, Hormonen, Immunglobulinen und anderen wichtigen Körperstrukturen. Der Proteinstoffwechsel ist ein kontinuierlicher Prozess: Proteine werden ständig aufgebaut und abgebaut, um die Anforderungen des Körpers zu erfüllen.

• Der Abbau von Proteinen erfolgt in den Lysosomen und Proteasomen, wobei überschüssige oder beschädigte Proteine in Aminosäuren zerlegt werden, die dann wieder für den Aufbau neuer Proteine genutzt werden können.
  

Kohlenhydratstoffwechsel: Vom Zucker zur Energie...

Glykolyse: Die erste Stufe der Glukoseverwertung

Die Glykolyse ist der erste Schritt bei der Verarbeitung von Glukose zu Energie. Sie findet im Zytoplasma der Zellen statt und umfasst eine Reihe von enzymatisch katalysierten Reaktionen, die Glukose (sechs Kohlenstoffatome) in zwei Pyruvatmoleküle (jeweils drei Kohlenstoffatome) umwandeln. Diese Umwandlung erfolgt unter der Produktion von ATP und NADH, was die Zelle mit Energie versorgt.

• Der geschwindigkeitsbestimmende Schritt der Glykolyse ist die Umwandlung von Fruktose-6-phosphat zu Fruktose-1,6-bisphosphat durch das Enzym Phosphofruktokinase (PFK). Dieses Enzym wird durch ATP gehemmt, was eine Feedback-Regulation darstellt.
• Bei anaerober (Sauerstoffmangel) Belastung wird das Pyruvat zu Lactat umgewandelt, um die NAD+-Regeneration zu ermöglichen, damit der Glykolyseprozess fortgesetzt werden kann.
  

Citratzyklus und Atmungskette: Maximale Energieausbeute

Wenn Sauerstoff ausreichend verfügbar ist, gelangt Pyruvat in die Mitochondrien und wird zu Acetyl-CoA umgewandelt. Acetyl-CoA tritt in den Citratzyklus ein, wo es in einer Reihe von Reaktionen weiter abgebaut wird. Dabei entstehen NADH und FADH2, die als Elektronenträger in die Atmungskette eingespeist werden.

In der Atmungskette werden die Elektronen von NADH und FADH2 auf eine Reihe von Cytrochromen übertragen, wodurch ein Protonengradient erzeugt wird. Die ATP-Synthase nutzt diesen Protonengradienten, um ATP zu synthetisieren, die Hauptenergiequelle der Zelle.

Fettstoffwechsel: Die langanhaltende Energiequelle...

Fette spielen eine Schlüsselrolle bei der Energieversorgung des Pferdes, besonders bei langanhaltenden Aktivitäten. Fette werden in Form von Triglyceriden im Körper gespeichert und in freie Fettsäuren und Glycerin zerlegt.

Beta-Oxidation der Fettsäuren

Die Beta-Oxidation ist der Prozess, durch den Fettsäuren in den Mitochondrien abgebaut werden. Jede Runde der Beta-Oxidation entfernt ein Acetyl-CoA-Molekül von der Fettsäure. Dieses Acetyl-CoA tritt in den Citratzyklus ein und trägt zur ATP-Produktion bei. Der Fettstoffwechsel ist eine effiziente Art der langfristigen Energiegewinnung.

Ein komplexes und fein abgestimmtes System...

Der Stoffwechsel des Pferdes ist ein hochentwickeltes System, das durch eine Vielzahl von biochemischen Prozessen miteinander verbunden ist. Von der Verdauung der Nahrung über die Absorption von Nährstoffen bis hin zur zellulären Energieproduktion spielt jeder einzelne Nährstoff eine wichtige Rolle, um das Pferd mit der notwendigen Energie und den Bausteinen für das tägliche Leben und sportliche Leistungen zu versorgen. Ein Ungleichgewicht oder Mangel in einem dieser Prozesse kann zu schwerwiegenden Stoffwechselstörungen führen, die sowohl die Leistung als auch die Gesundheit des Pferdes beeinträchtigen können.