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Energiebereitstellung im Sport

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Energiebereitstellung
Für den Energienachschub sind die
Blutgefäße zuständig. Der Treibstoff besteht
aus Kohlenhydraten, Fetten und Eiweißen
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Energiebereitstellung Für den Energienachschub sind die Blutgefäße zuständig. Der Treibstoff besteht aus Kohlenhydraten, Fetten und Eiweißen. Die Eiweiße werden jedoch nur im Notfall, das heißt bei Hunger oder extremer körperlicher Belastung, herangezogen, weil der Körper sich in diesem Falle selbst verzehrt. Die vom Blut gelieferten Nährstoffe müssen in den Kraftwerken der Muskelzelle, den Mitochondrien, verbrannt werden. Die gewonnene Energie wird im Adenosintriphosphat (ATP) gespeichert. Das ATP wandert dann von den Zellkraftwerken zu den Myofibrillen, den kleinsten Einheiten des Muskels. Wenn ATP gespalten wird, wird Energie für Muskelarbeit frei. 1.anaerob-alaktatzid: → ohne Sauerstoff und ohne Laktat → aus dem Vorrat an ATP und Kreatinphosphat (KP) in der Muskelzelle → reicht für 3-4 max. Kontraktionen = für 1-2 sec. → ATP-Resynthese mit Hilfe von KP: sehr schnell für max. ca. 6 sec. → Golf, Kugelstoßen, Hochsprung 2. anaerob-laktazid: → ohne Sauerstoff und mit Laktat; Verbrennung von Kohlehydraten → Schnelle Bereitstellung, aber wenig Ausbeute aus Kohlenhydraten → max. für 2 Minuten →Hammerwerfen, 400-Meter-Sprint 100- 80. 60- 40- 20- 0- 0 % - ATP Zerfall 10 KP- Zerfall 20 anaerobe 30 anaerob (ohne Sauerstoff) 40 ATP/KP 100 kJ A ATP (8) Energiegewinnung Speichergrößen bei 70 kg Körpergewicht (untrainiert) Kohlenhydrate 5 000 kJ B ATP (4) Laktat ATP (2) C ATP (2) Laktat CO2 + H2O Blut Abb. 10: Energiegewinnung in der Muskelzelle. ATP aerobe Kontraktion aerob (mit Sauerstoff) Energiegewinnung ADP + P 50 60 70 80 90 100 Belastungsdauer (sek) Fette 210 000 kJ D ATP (1) 3. aerob: → durch Verbrennung/Abbau von Glucose mit Sauerstoff → bei geringerer Intensität höhere Energieausbeute → bei geringerer Laufgeschwindigkeit max. 60 - 90 min. → Schwimmen, Laufen, Radeln (1-8): Relative ATP-Bildungsrate 4. aerob: → Verbrennung von Fett(säure) mit Sauerstoff → fast unerschöpfliche Reserven → höherer Sauerstoffbedarf; geringere Laufgeschwindigkeit → Marathon, Triathlon, Radrenne Muskel, maximaler Energieverbrauch CO2 + H2O KF...

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Belastungsintensität und Zusammenwirken der Energiegewinnungswege Aerobe Schwelle: ● Herzfrequenz Anaerobe Schwelle: ● S/min 200 160 120 100 501 Aerob-anaerober Übergangsbereich: Laktat mmol 13 11 7 5 3 ot Herzfrequenz O O C O Ō O O O O O O O O ● + O 0 14 Mittelstreckenläuferin Klasse 11 O O OO: Tennisspielerin Klasse 12: Abb. 11: Veränderung von Laksatspiegel und Herzfrequenz bei ansteigender Belastung auf dem Laufband. anaerobe Schwelle 16 aerobe Schwelle Laufgeschwindigkeit km/h 2 mmol Laktat pro Liter Blut bei allen Belastungsintensitäten, bei denen der Laktatwert unterhalb dieses Wertes liegt, erfolgt die Energiegewinnung fast ausschließlich aerob Laktatspiegel bleibt in der Nähe des Ruhewertes 18 Laktatbildung und Laktatabbau stehen im Gleichgewicht → Laktatspeigel bleibt bei gleichbleibender Belastungsintenstität konstant 4 mmol Laktat pro Liter im Blut gerade noch maximales Laktatgleichgewicht → maximales Laktat-Steady-State die Sauerstoffmenge, die aufgenommen werden kann, reicht gerade aus, um den Gesamtenergiebeadrf zu decken Übergänge zwischen den Belastungssituationen sind fließend Höhere Belastungsintensitäten erfordern eine verstärkte anaerob-laktazide Energiegewinnung. Der Laktatspiegel steigt auch bei konstanter Belastungsintensität stetig an. Es kommt zur schnellen Ermüdung durch Laktatanhäufung und Übersäuerung und zum Abbruch der Belastung. Anpassungen der Muskelzelle Die Enzymwirkung zum aeroben Abbau der Kohlenhydrate wird durch eine Zunahme und Vergrößerung der Mitochondrien verstärkt. Die Enzyme zum Abbau der Fette in Fettsäuren werden vermehrt gebildet. Anpassungen des Herzkreislaufsystems Die absolute Zahl der Kapillaren (Gefäßtyp) pro Muskelfaser und der Querschnitt der Kapillaren wird vergrößert und dadurch die Muskeldurchblutung verbessert → Kapillarisierung Herzvergrößerung Schlagvolumen kann sich fast verdoppeln Blutvolumen nimmt zu → höherer Sauerstofftransport, Hinauszögerung der Übersäuerung durch Laktat höhere Kapazität der aeroben Energiegewinnung geringere Herzfrequenz Ökonomische Herzarbeit: Das größere Schlagvolumen ermöglicht eine geringere Herzfrequenz in Ruhe (Ruhepuls) und bei submaximalen Belastungen. Die Pausen zwischen den einzelnen Kontraktionen werden dadurch länger und der Herzmuskel kann besser durchblutet und mit Sauerstoff versorgt werden. Abbau von Milchsäure, Erholungsfähigkeit: größeres Herz kann den Anstieg des Laktatspiegels verzögern und durch den raschen Abbau der Milchsäure nach der Belastung die Erholung beschleunigen Wirkungsspektrum eines allgemeinen aeroben Ausdauertrainings Herzfrequenz S/min Trainierte vs. untrainierte Personen 160 140 120 100 80 O O O Allgemeines Ausdauer- training Q Ruhepuls 85 S/min O O 0 Abb. 12: Wirkungsspektrum eines allgemeinen Ausdauertrainings. "Ruhepuls 64 S/min O Skelett Energiestoffwechsel Herz-Kreislauf-System Muskulatur O U O Blut Atmung Immunsystem Hormonsystem - Nervensystem (Gehirn) - Vegetatives Nervensystem Psyche Herzfrequenz S/min 3:00 min KF 160 140 120 100 80 60 Beweglich- keitstraining Krafttraining Schnellig- keitstraining Spezielles Ausdauer- training 60 0 0:20 0:40 1:00 1:20 1:40 2:00 2:20 2:40 Abb. 13: Erholungspuls in Abhängigkeit vom Ruhepuls. Trainierte: weniger Kontraktionen, geringerer Ruhepuls, schnellere Erholung KF untrainierte Person trainierte Person $ Stehen u. Gehen Treppen steigen Liegen Abb. 14: Herzfrequenz in Alltagssituationen bei unterschiedlichem Trainingszustand. Sitzen KF Grundlagenausdauer Die Grundlagenausdauer ist die sportunabhängige Ermüdungswiderstandsfähigkeit bei Langzeitbelastungen unter dem Einsatz großer Muskelgruppen (mehr als 1/7 der Skelettmuskulatur). Die Belastungsintensität reicht bis zur aeroben Schwelle, die Energiegewinnung ist ausschließlich aerob. Die Belastungsintensität liegt über der anaeroben Schwelle. Die Energiegewinnung ist vorwiegend anaerob-alaktazid und anaerob-laktazid. Es entsteht ein erhebliches Sauerstoffdefizit.