Im heutigen Artikel beschäftigen wir uns mit der Energiebereitstellung unserer Muskulatur.

Unser Körper verfügt über verschiedene Energieträger zur Energiebereitstellung der Muskeln. In Abhängigkeit zur Zeitdauer und Intensität der Belastung wechselt der Körper seinen bevorzugten Energieträger.

Als Energieträger bezeichnet man Nährstoffe wie Kohlenhydrate und Fett, aber auch Kreatinphosphat und ATP.

Das Wissen um die Funktionsweise der Energiebereitstellung hilft uns in der Gestaltung eines effektiven Trainingsplans mit der Berücksichtigung einer Periodisierung.

Die Effizienz eines Energieträgers bzw. seiner Bereitstellung kann man trainieren und hängt von der eigenen Zielsetzung ab: Ein Ausdauerathlet besitzt andere Prioritäten wie ein Kraftathlet.

Energieträger

Adenosintriphosphat (ATP)

Als ATP bezeichnet man den universellen Energieträger des Muskels. Jeder andere Energieträger wird immer durch eine Reaktion im Körper in ATP umgewandelt. ATP ist sozusagen der Brennstoff für die Muskeln.

Der Muskel verfügt selbst nur über eine sehr kleinen Vorrat an ATP. Dieser reicht gerade mal für 2-3 Sekunden intensiver Muskelkontraktion aus.

Kreatinphosphat (PKr)

Der Körper ist also gezwungen schnell auf einen anderen Energieträger auszuweichen. Kreatinphosphat ist in drei- bis viermal höherer Konzentration im Muskel gespeichert wie ATP und dient daher als Energiequelle für eine intensive Belastung von 10-12 Sekunden, bei hochtrainierten Athleten auch etwas länger.

Der Kreatinphosphatspeicher kann schnell resynthetisiert werden und stellt damit einen enorm wichtigen Energieträger für die Muskulatur dar.

Glucose

Das Blut enthält einen bestimmten Glucoseanteil, welcher der Körper versucht in einem gewissen Bereich zu halten. Man bezeichnet ihn auch als Blutzucker.

Die Glucose dient zur Versorgung der Muskulatur bei intensiven, wie auch weniger intensiven Leistungen, aber auch zur Energiebereitstellung anderer Organe.

Glykogen

Als Glykogen bezeichnet man die gespeicherte Form von Glucose. Unsere Muskulatur verfügt über den sogenannten Muskelglykogenspeicher. Hier können wir ca. 10g Glykogen pro Kilogramm Muskulatur speichern. Auch in der Leber kann der Körper ca. 120g Glykogen speichern.

Das in der Leber gespeicherte Glykogen dient vorrangig der Aufrechterhaltung eines konstanten Blutzuckerspiegels. Ausserdem sorgt es für die Versorgung der Glucose-abhängigen Systeme wie dem Gehirn.

Fette

Körperfett ist im Unterhautfettgewebe und in der Muskulatur in Form von Triglyzeriden gespeichert. Die freien Fettsäuren (FFS) werden in den meisten Organen oxidiert und zur Energiebereitstellung herangezogen. Im Falle der Muskelzelle werden sie in Acetyl-CoA umgewandelt und in den Citratzyklus eingeschleust.

Als Citratzyklus beziechnet man ein Kreislauf biochemischer Reaktionen im Körper, welcher eine wichtige Rolle im Körper spielt. Hauptsächlich der oxidative Abbau organischer Stoffe, welche dem Zweck der Energiebereitstellung bzw. als Zwischenprodukt dazu dienen, fasst man als Citratzyklus zusammen.

Fette werden bei längeren Belastungen vermehrt als Energieträger herangezogen. Da die chemische Reaktion zur Bereitstellung sehr langsam vonstatten geht, können sie nur bei niedriger Intensität als Energieträger dienen.

Je höher die die Belastungsintensität und damit die Laktatkonzentration im Körper, desto niedriger der Anteil von Triglyzeriden an der Energiebereitstellung.

Gerade aber in Zeiten niedriger Intensität oder Ruhephasen, dient Fett als wichtiger Energieträger

Protein

Proteine werden im Körper zu Aminosäuren abgebaut. Sie kommen im Körper bzw. im Muskel nur dann vermehrt als Energieträger zum Einsatz, wenn die intramuskulären Glykogenspeicher reduziert sind, wie es beispielsweise in einer Diät oder nach längerer Belastung der Fall ist.

Der Körper ist in der Lage 5-15% der Energie des Gesamtstoffwechsels durch Aminosäuren zu decken. Zu diesem Zweck zieht er die verzweigtkettigen Aminosäuren (BCAA) Leucin, Isoleucin und Valin als Energieträger zur Hilfe.

Der Energiestoffwechsel

Im Körper gibt es unterschiedliche Arten Energie bereitzustellen. Der Körper hat die Möglichkeit kurzfristige Energie ohne Zuhilfenahme von Sauerstoff zu verwerten (anaerober Stoffwechsel) oder aber durch Zuhilfenahme von Sauerstoff längere und weniger intensive Energie bereitzustellen (aeorob).

Anaerob alaktazid

Bei der anaerob-alaktaziden Energiebereitstellung benötigt der Körper kein Sauerstoff und es entsteht keine Milchsäure (Laktat). Diese Form der Energiebereitstellung ermöglicht kurze und sehr intensive Muskelkontraktionen wie z.b. Sprints oder auch gewisse Formen des Krafttrainings. Ihre Energie wird direkt durch ATP und Kreatinphosphat, sowie deren unmittelbaren Resynthese zur Verfügung gestellt und steht ca. 10-30 Sekunden zur Verfügung.

Anaerob laktazid

Der anaerob-alaktazide Stoffwechsel findet ebenso ohne Sauerstoff statt und ermöglicht auch intensive Leistungen. Hier bildet sich aber Laktat. Je nach Höhe der Belastung kann damit eine Höchstleistung über einen Zeitraum von 20-40 Sekunden aufrechterhalten werden.

Danach spüren wir in der Muskulatur eine Übersäuerung durch Ansammeln von Laktat. Die anaerobe Kapazität kann bis zu einem gewissen Masse trainiert werden.

Aerob-alaktazid

Für längere Belastungen steht der Muskulatur die Energiebereitstellung über den aerob-alaktaziden Stoffwechsel zur Verfügung.

Hierbei wird Sauerstoff für die Bereitstellung der Energie benötigt. Man unterscheidet hier weiterhin zwischen der aerob-alaktaziden Energiebereitstellung über Glykokgen oder Fett.
Als aerob-glykolytisch bezecihnet man den aeroben Stoffwechsel unter Einsatz von Glucose. Als aerob-lipolytisch hingegen beim Einsatz von Fettsäuren.

Beide Energiebereitstellungen finden in den Mitochondrien direkt in der Zelle statt.

Je nach Intensität der Ausdauerleistung verschiebt sich der Anteil der aerob-glykolytischen Energiebereitstellung zugunsten der aerob-lipolytischen Energiebereitstellung. Erstere wird bei Leistungen mittlerer Intensität bevorzugt herangezogen, während die Bereitstellung von Fettsäuren durch ihre langsame ATP-Bildungsrate bei niedriger Belastung zum Einsatz kommt.
Der Energievorrat durch Fettsäuren ist aber sehr gross und ermöglicht dem Mensch daher auch extreme Leistungen wir Marathonläufe.

Fazit

Der Stoffwechsel ist ein sehr komplexer Vorgang im Körper. Es ist vorwiegend die Belastungsintensität und Belastungsdauer welche die Art der Energiebereitstellung vorgibt.