Prozesse zur Energiebereitstellung

Um körperliche Aktivität zu ermöglichen, benötigen die Muskeln einen speziellen Energieträger: Das Adenosintriphosphat, kurz ATP. Diese besonders energiereiche Phosphatverbindung muss den Zellen der Muskulatur in ausreichender Menge zur Verfügung stehen, um die Arbeitsleistung zu ermöglichen. Je nach Dauer und Intensität der Beanspruchung werden dabei verschiedene Phasen der Energiebereitstellung durchlaufen.

Zwei wesentliche Faktoren unterscheiden diese Phasen: Einerseits wird differenziert, ob die Energiegewinnung unter Sauerstoffaufnahme – aerob – oder ohne – anaerob – erfolgt. Der zweite Faktor ist das Entstehen von Milchsäure, dem sogenannten Lactat. In der folgenden Abbildung sind die Arten der Energiegewinnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.

In den ersten Sekunden der Belastung greift der Körper auf das ATP zurück, welches in den Mitochondrien gelagert ist. Es zerfällt dabei in Adenosindiphosphat (ADP) und einem Phosphatrest. Die Muskelzelle ist in der Lage, einen Teil des ATPs zu re-synthetisieren, indem ADP und Kreatinphosphat (KP) zusammen eine kleine Menge ATP erzeugen. Dies nennt man die anaerob alaktazide Phase der Energiebereitstellung, da kein Sauerstoff benötigt wird und keine Milchsäure als Endprodukt entsteht.

In der zweiten Phase, die für die ersten wenigen Minuten am stärksten zur Energieerzeugung beiträgt, wird Milchsäure als Endprodukt erzeugt. Daher nennt sich diese die anaerob laktazide Energiegewinnung. Glukose wird abgebaut, es entsteht jedoch nur ein kleiner Anteil ATP. Dafür steht diese Energie sehr schnell zur Verfügung. Man nennt dies auch anaerobe Glykolyse.

In der dritten Phase wird erstmals Sauerstoff verbraucht, wodurch die Glukose vollständig und effizient abgebaut werden kann. Anstatt nur zwei Moleküle ATP pro Molekül Glukose zu gewinnen, können 38 Moleküle ATP genutzt werden. Diese aerobe Energiebereitstellung wird auch als oxidativer Glykogenabbau beschrieben.

Bei besonders langandauernden Belastungen können auf aeroben Weg neben Glukose auch Fettsäuren abgebaut und verbrannt werden. Man nennt diesen Vorgang oxidativen Fettabbau oder auch kurz Lipolyse.

Die Arten der Energiegewinnung

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