Energiegewinnungswege

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Leistungsbegrenzung hierbei ist das Sauerstoffangebot in den Muskelzellen. Bei diesem Energiegewinnungsweg wird keine Milchsäure gebildet, Glucose (C6H1206) wird in Wasser und Kohlenstoffdioxid umgewandelt, die Produkte werden ausgeschieden. Zudem ist die Energieausbeute 19fach höher als beim anaerob-laktaziden Wege, Belastungen können recht lange andauern, ohne dass eine Ermüdung eintritt. Nach ca. 100 Minuten sind die Kohlenhydratspeicher jedoch erschöpft, der Körper muss auf Fettreserven zurückgreifen. Aerobe Energiegewinnung aus Fetten: Der Körper kann nur unter Sauerstoffverbrauch Energie aus Fetten gewinnen. Fette werden hierbei in Fettsäuren zerlegt und dem Stoffwechselweges der Glucose zugeführt. Die Muskelzelle verbraucht jedoch bei der Energiegewinnung aus Fetten ca. 16% mehr Sauerstoff als bei Kohlenhydraten als Energieträger, das Herz- Kreislauf-System wird für die gleiche ATP-Menge also stärker belastet. Zudem kann aus Fetten nur ca. die Hälfte der Energie pro Zeiteinheit bereitgestellt werden, als es über Kohlenhydrate möglich wäre, weshalb die Belastungsintensität deutlich reduziert werden muss. In einer Muskelzelle laufen die Energiegewinnungswege meistens parallel ab, bzw. überschneiden sich. Die aerobe Schwelle ist festgelegt auf 2mmol Laktat pro Liter Blut, bei Belastungsintensitäten, die diese Schwelle nicht überschreiten, wird ausschließlich aerob Energie gewonnen. Im aerob-anaeroben Übergangsbereich laufen sowohl anaerobe als auch aerobe Energiegewinnungswege ab, die Belastungsintensität liegt zwischen der aeroben und der anaeroben Schwelle. Der Anteil der anaerob- laktaziden Energiegewinnung nimmt mit zunehmender Belastungsintensität zu. Laktat wird gebildet, jedoch ebenso abgebaut, Bildung und Abbau halten sich die Wage (sog. sweet spot), weshalb der Laktatspiegel näherungsweise konstant ist. Die anaerobe Schwelle liegt bei 4mmol Laktat pro Liter Blut, Belastungen über diese Schwelle können nur mit der anaerob-laktaziden Energiegewinnung (aus Kohlenhydraten) geleistet werden. ENERGIEGEWINNUNGSWEGE Sport Oberstufe ANAEROB-ALAKTAZIDE ENERGIEGEWINNUNG ► Jede Muskelzelle des Körpers verfügt über einen kleinen Vorrat an energiereichen Phosphaten (vor allem Kreatinphosphat). Aus diesen Phosphaten kann ATP synthetisiert werden, der universelle Energieträger der Zellen. Die Spaltung von Phosphaten braucht weder Sauerstoff (anaerob), noch wird Laktat (Milchsäure) gebildet (alaktazid). Die ATP- Bereitstellung läuft unverzögert ab, wodurch die Zelle stets mehr Energie zur Verfügung hat, als sie verbrauchen könnte. Der Phosphatspeicher ist jedoch sehr klein, nach ca. 8-10 Sekunden Belastungsdauer ist er aufgebraucht. ANAEROB-LAKTAZIDE ENERGIEGEWINNUNG AUS KOHLENHYDRATEN ▸ Kohlenhydrate dienen im Körper als Energiespeicher und kommen im Wesentlichen in zwei Formen vor: Glucose (gelöst im Zell- und Blutplasma), sowie Glykogen (Muskel- und Leberzellen). ANAEROB-LAKTAZIDE ENERGIEGEWINNUNG AUS KOHLENHYDRATEN ▸ Die Muskelzelle gewinnt ihre Energie aus dem Glykogenspeicher, pro Zeiteinheit kann auf anaerobe Wege doppelt so viel Energie bereitgestellt werden, als auf dem aeroben Weg. Jedoch wird ohne Sauerstoff auch Milchsäure, das Laktat gebildet. Nebenbei kommt es zur Übersäuerung der Muskelzelle und des Blutes. Durch die Übersäuerung können Enzyme vermindert arbeiten (Abweichung vom pH-Optimum), wodurch die ATP- Bildung zum Erliegen kommt. Die Belastung (Muskelkontraktion) muss somit nach einer gewissen Zeit abgebrochen werden. Darüber hinaus ist diese Art der Energiegewinnung sehr unwirtschaftlich, da für dieselbe ATP-Menge (Energiemenge) 19-mal soviel Kohlenhydrate verbraucht werden, als beim aeroben Energiegewinnungsweg. AEROBE ENERGIEGEWINNUNG AUS KOHLENHYDRATEN ▸ Die aerobe Energiegewinnung kommt dann zum Einsatz, wenn geringe ATP-Mengen ausreichen, um den Energiebedarf zu decken. Die Leistungsbegrenzung hierbei ist das Sauerstoffangebot in den Muskelzellen. Bei diesem Energiegewinnungsweg wird keine Milchsäure gebildet, Glucose (C6H1206) wird in Wasser und Kohlenstoffdioxid umgewandelt, die Produkte werden ausgeschieden. Zudem ist die Energieausbeute 19fach höher als beim anaerob-laktaziden Wege, Belastungen können recht lange andauern, ohne dass eine Ermüdung eintritt. Nach ca. 100 Minuten sind die Kohlenhydratspeicher jedoch erschöpft, der Körper muss auf Fettreserven zurückgreifen. AEROBE ENERGIEGEWINNUNG AUS FETTEN ▸ Der Körper kann nur unter Sauerstoffverbrauch Energie aus Fetten gewinnen. Fette werden hierbei in Fettsäuren zerlegt und dem Stoffwechselweges der Glucose zugeführt. Die Muskelzelle verbraucht jedoch bei der Energiegewinnung aus Fetten ca. 16% mehr Sauerstoff als bei Kohlenhydraten als Energieträger, das Herz-Kreislauf-System wird für die gleiche ATP-Menge also stärker belastet. Zudem kann aus Fetten nur ca. die Hälfte der Energie pro Zeiteinheit bereitgestellt werden, als es über Kohlenhydrate möglich wäre, weshalb die Belastungsintensität deutlich reduziert werden muss. ENERGIEGEWINNUNG IN DER REALITÄT ► Unter reeller Belastung laufen i.d.R. zwei oder mehr Energiegewinnungswege gleichzeitig ab. Dennoch gibt es grobe Richtlinien, ab welcher Belastungsintensität welcher Energiegewinnungsweg vorwiegend genutzt wird. AEROBE UND ANAEROBE SCHWELLE ▸ Die aerobe Schwelle ist festgelegt auf 2mmol Laktat pro Liter Blut, bei Belastungsintensitäten, die diese Schwelle nicht überschreiten, wird ausschließlich aerob Energie gewonnen. Typische Belastungsarten sind langsames Joggen, Schwimmen oder Radfahren. AEROBE UND ANAEROBE SCHWELLE ▸ Im aerob-anaeroben Übergangsbereich laufen sowohl anaerobe als auch aerobe Energiegewinnungswege ab, die Belastungsintensität liegt zwischen der aeroben und der anaeroben Schwelle. Der Anteil der anaerob-laktaziden Energiegewinnung nimmt mit zunehmender Belastungsintensität zu. Laktat wird gebildet, jedoch ebenso abgebaut, Bildung und Abbau halten sich die Wage (sog. sweet spot), weshalb der Laktatspiegel näherungsweise konstant ist. ▸ Die anaerobe Schwelle liegt bei 4mmol Laktat pro Liter Blut, Belastungen über diese Schwelle können nur mit der anaerob-laktaziden Energiegewinnung (aus Kohlenhydraten) geleistet werden.