Energiegewinnung

Im Körper wandelt die Zelle chemische Energie aus Nährstoffen in biologische Energie um. Die beiden wichtigsten Phosphatverbindungen die hierbei entstehen, sind Adenosintriphosphat (ATP) und Kreatinphosphat (KP).

Sämtliche Makronährstoffe (Eiweiß, Kohlenhydrate, Fette & Alkohol) werden zur Bildung von ATP gebraucht. Dazu wird die Energie aus den Lebensmitteln nach der Verdauung entweder in das Blut oder die Lymphe transportiert und anschließend direkt als ATP verwertet oder in Form von Körperprotein, Glykogen oder Fett gespeichert.

ATP und KP sind nur in geringer Menge im Muskel gespeichert. Aus diesem Grund muss die chemische Energie ständig neu synthetisiert werden.
Bei der sogenannten „aeroben Oxidation“ wird aus Kohlenhydraten, Fetten und Aminosäuren die Essigsäure „Acetyl-Coenzym A“ gebildet. Durch Verbindungen mit Sauerstoff entsteht durch verschiedene Prozesse Wasser.
In der Zelle befinden sich nun unter anderem ATP, KP und Wasser.
Eine chemische Reaktion bewirkt durch Wassereinlagerung, dass aus einem ATP-Molekül ein Phosphatatom abgespalten wird. Dabei wird in der Zelle Energie freigesetzt. Wird nun die letzte Phosphatverbindung durch wiederholte Wassereinlagerung, des nun entstandenes ADP, abgespalten, entsteht wieder Energie.
Diese entstandene Energie wird dann für alle nötigen Stoffwechselprozesse der Zelle genutzt.

Da das ATP, wie oben geschildert, in der Zelle sehr begrenzt vorkommt, muss während einer Belastung das ATP kontinuierlich resynthetisiert werden. Dazu wird durch eine Reaktion aus Kreatinphosphat und ADP neues ATP gebildet.
Für diese Form der Energiebereitstellung ist kein Sauerstoff erforderlich. Ebenso fällt keine Milchsäure als Stoffwechselendprodukt an.

Die Tabelle zeigt den Anteil der Energie liefernden Substanzen bei körperlicher Belastung mit unterschiedlicher Dauer.

Nach spätestens 30 Sekunden der Belastung steht nicht mehr genug Sauerstoff zur Verfügung. Ab dem Zeitpunkt wird daher durch die anaerobe Glykolyse neues ATP gebildet. Die Effizienz, im Gegensatz zur aeroben Oxidation, beläuft sich auf ca. 5%. Der einzige Vorteil, den diese Reaktion daher bringt, ist die schnellere Energiebereitstellung.

Bspw. beim Muskelhypertrophietraining hat der Körper also für die Bereitstellung des ATP, je nach Belastungsdauer, das Kreatinphosphat und Glukose zur Verfügung.

Wenn ein Athlet z.B. Bankdrücken trainiert, kann er die Bewegung zu Beginn meist recht flüssig ausführen – je nachdem, wie schwer das Gewicht gewählt wurde. Nach mehreren Wiederholungen sind die Reserven der geforderten Muskeln an Kreatinphosphat jedoch bereits aufgebraucht und aufgrund der extremen Muskelanspannung gelangt nicht genug sauerstoffreiches Blut an den Ort des Geschehens. Möchte der Athlet trotzdem noch einige weitere Wiederholungen anschließen, setzt von diesem Punkt an zunehmend die
sauerstofflose Zuckerverbrennung ein.