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Energiebereitstellung

Jede Bewegung basiert auf Muskelkontraktionen. Und für jede von ihnen ist Energie nötig, damit es zur Querbrückenbindung zwischen den Myofilamenten Aktin und Myosin kommt. Je nach Energieträger (z.B. Adenosintriphosphat (=ATP), Kreatinphosphat (=PCr), Kohlenhydrate/Glucose, Fettsäuren/Lipide) und Stoffwechselweg (z.B. Verfügbarkeit von Sauerstoff, Laktatbildung, usw.) unterscheidet man im Muskel von Säugetieren drei Formen der Energiebereitstellung:

  1. aerob (glykolytisch/lipolytisch) (Bildung von ATP mit Sauerstoff und Kohlenhydraten bzw. Fettsäuren)
  2. anaerob laktazid (Bildung von ATP ohne Sauerstoff und mit Laktatbildung)
  3. anaerob alaktazid (Bildung von ATP ohne Sauerstoff und ohne Laktatbildung)

Da eine genaue Betrachtung des Metabolismus (Synonym für Energiebereitstellung) inklusive detaillierter Beschreibung der einzelnen Stoffwechselwege den Rahmen dieses Beitrags sprengen würde, beschränke ich mich der Verständlichkeit halber auf praxisrelevante Fakten. Es ist wichtig zu wissen, dass nie eine der drei Formen isoliert auftritt, sondern dass die für eine bestimmte Belastung nötige Energie stets durch eine Mischform an Energieträgern und Stoffwechselwegen bereitgestellt wird. Diese hängt entscheidend von der Dauer und der damit verbundenen Intensität der körperlichen Aktivität ab (s. Grafik).

Exemplarische Darstellung der prozentualen Verteilung der unterschiedlichen Energiebereitstellungswege bei erschöpfender Belastung je nach zeitlicher Dauer modifiziert nach de Marées (Sportphysiologie, 2003, S. 370).

Mit zunehmender Dauer nimmt die Energieflussdichte, d.h. die Energie, die pro Zeiteinheit bereitgestellt werden kann, ab (ATP > PCr > Kohlenhydrate > Fettsäuren), wohingegen die verfügbare Energiemenge des jeweiligen Energieträgers (Fettsäuren > Kohlenhydrate > PCr > ATP) zunimmt. Dies bedeutet, dass bei hochintensiven Belastungen wie z.B. einem Versuch beim Kugelstoß oder Diskuswurf, die weniger als 3 Sekunden dauern, die nötige Energie fast ausschließlich anaerob-alaktazid (~80%) erzeugt wird. Bei Belastungsdauern von 5 bis 10 Sekunden, die beim Weitsprung, Speerwurf oder 100-m-Sprint vorliegen, nimmt die alaktazide Verstoffwechselung der Phosphate ATP und PCr zugunsten des anaerob-laktaziden Stoffwechselwegs ab. Beim 400-m-Sprint erreicht die anaerobe Glykolyse mit der Anhäufung bzw. Akkumulation von Laktat ihren Höhepunkt (~40%). Bei länger andauernder muskulärer Aktivität steigt die Bedeutung der aeroben Energiebereitstellung kontinuierlich an, während der Anteil der anaeroben Komponenten stetig geringer wird, aber nie ganz zum Erliegen kommt. Aufgrund der eingeschränkten Energiedepots überwiegt zunächst die aerobe Verstoffwechselung von Glykogen (Kohlenhydratspeicher in Muskeln und Leber), ehe ab einer ca. einstündigen körperlichen Beanspruchung die Fettverbrennung die dominierende Rolle übernimmt.

Je höher die Belastungsdauer, desto länger braucht der Körper die Stoffwechselprodukte (z.B. Wasserstoffionen, Phosphatreste) in der Folge zu verstoffwechseln und die verbrauchten Energiereserven aufzufüllen. Diese Regeneration kann mit Blick auf die Kohlenhydrate und Fettsäuren durch entsprechende Ernährung gezielt gefördert werden. Die Menge der vorhandenen Energiereserven (Quantität) hängt vor allem von der Körperzusammensetzung ab, d.h. von der Muskel- und Fettmasse, während die „Qualität“ des Stoffwechsels primär vom Leistungsniveau des Athleten beeinflusst wird. Diese beiden Faktoren können je nach Bedarf durch entsprechendes regelmäßiges Training gezielt verbessert werden.

Tobias Alt

 
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