Die muskuläre Energiebereitstellung im Sport
Sieht man einmal von Schach, Dart und ähnlichen “Sportarten“ ab, bedeutet sportliche Betätigung in der Regel körperliche Arbeit, sprich Muskelarbeit. Dazu bedarf es natürlich eines “Treibstoffes“. Dieser heißt ATP (Adenosintriphosphat) und ist ein sog. “energiereiches Phosphat“, welches durch seine Spaltung die Muskelkontraktion (Muskelverkürzung und/oder Muskelspannung) ermöglicht.
Da in der Muskelzelle nur eine sehr geringe Menge an ATP gespeichert ist, muss diese chemische Energie ständig im Muskelstoffwechsel erzeugt werden, damit sie in mechanische Energie umgewandelt werden kann.
Neben der mechanischen Energie, die z.B. der Fortbewegung dient, wird bei Muskelarbeit auch noch Energie in Form von Wärme erzeugt: Bei körperlicher Aktivität wird uns warm. Interessant dabei, dass nur ein Viertel bis maximal ein Drittel der umgesetzten Energie als mechanische Energie für die Muskelarbeit zur Verfügung gestellt wird und der Großteil des Energieumsatzes in Form von Wärme “verloren“ geht. Betrachtet man den Muskel als Maschine, so ist sein Wirkungsgrad somit relativ gering.
- Bei Muskelarbeit wird chemische Energie (ATP) in mechanische Energie und Wärme umgewandelt.
Welche Energiequellen stehen zur ATP-Bildung zur Verfügung ?
Wie schon erwähnt, ist in der Muskulatur nur eine sehr kleine Menge ATP gespeichert (ca. 2 kcal). Daneben gibt es noch ein zweites "energiereiches Phosphat", das Kreatinphosphat, welches durch Spaltung sofort ATP aus ADP regenerieren kann, aber auch nur in einem kleinen Ausmaß vorhanden ist (ca. 4 kcal). Die energiereichen Phosphate als direkt verfügbare chemische Energie ermöglichen durch eine maximal mögliche Energieflussrate (ATP-Bildung pro Zeit) zwar eine sofortige körperliche Höchstleistung, jedoch nur für einige Sekunden.
Daraus folgt, dass es Energiequellen mit größerer Kapazität zur ATP-Gewinnung geben muss.
Kohlenhydrate sind als Glykogen (Speicherform von Glukose=Traubenzucker) in der Muskulatur und zu einem kleinen Teil auch in der Leber (max. 100 Gramm) gespeichert. In Abhängigkeit von Trainingszustand und Ernährung können bis zu 500 Gramm Glykogen in die Muskelzellen eingelagert werden (entsprechend ca. 2000 kcal). Diese Energiequelle ermöglicht intensive Ausdauerbelastungen bis zu etwa eineinhalb Stunden.
Den weitaus größten Energiespeicher stellen die Fette dar, die nicht nur unter der Haut gespeichert sind (Unterhautfettgewebe), sondern auch im Bauchraum um die inneren Organe (viszerales oder abdominelles Fettgewebe). Bei schlanken Menschen beträgt die in den Fettdepots enthaltene Energie - sogar in der Muskulatur selbst ist etwas Fett gespeichert - das 30 - bis 50-fache der in Form von Glykogen gespeicherten Energie (bei dicken Personen entsprechend mehr). Damit sind stundenlange, ja sogar tagelange Ausdauerleistungen (mit allerdings geringerer Intensität) möglich. Auch in Ruhe verbrennen wir in unseren Muskeln so gut wie ausschließlich Fett bzw. Fettsäuren ("Schlank im Schlaf")
In welchem Ausmaß die Energiequellen "angezapft" werden, hängt davon ab, wie schnell, wie viel und wie lange im Muskel Energie bereitgestellt werden soll bzw. kann - mit anderen Worten, wie intensiv und wie lange die körperliche Belastung erfolgt.
Je höher die Energieflussrate (ATP-Gewinnung pro Zeit), also je schneller dem Muskel Energie (ATP) geliefert werden kann, desto höher ist die Leistung (Leistung ist Arbeit pro Zeit). |
