OTL Fitness-Podcast 023 | Wie funktioniert die Energiebereitstellung?

Sobald wir uns bewegen, brauchen wir Energie bzw. Unser Körper. Wie das funktioniert, erfährst du gleich nach dem Intro. Herzlich willkommen zum Online Trainer Lizenz Podcast im Gespräch über Fitness und Ernährung. Lerne von Experten, wie du erfolgreich trainierst, dich richtig ernährst und typische Sportverletzungen vermeidest.

Modul 3 Stoffwechsel und Energiebereitstellung. Bei allen Bewegungen, die der Mensch ausführt, benötigen wir Energie. Vor allem bei sportlicher Betätigung haben unsere Muskeln einen dauerhaften Bedarf an Energie, welche durch unseren Körper bereitgestellt werden muss. Dazu dient der Energiestoffwechsel, der die Muskeln stetig mit neu gewonnener Energie versorgt, da innerhalb der Muskeln nur Energie für geringe, sehr kurze Leistung zur Verfügung steht. Grundsätzlich wird die Energie für die sportlichen Leistungen aus der Nahrung gewonnen, den sogenannten Makronährstoffen, aus denen alle Lebensmittel bestehen. Diese liefern Energie, welche sich auch hinter dem Begriff Kalorien versteckt. Im nachfolgenden Modul soll nun die Energiebereitstellung in der Zelle näher erläutert und die verschiedenen Formen der Energiegewinnung für unseren Körper dargestellt werden. Nach bearbeitung von modul 3 solltest du grundlagen der Energiegewinnung in der Zelle kennen, die unterschiedlichen Formen der Energiebereitstellung kennen und verstehen. A Energiebereitstellung der Zelle. Bei sportlicher Belastung reichen die in den Muskelzellen gelagerten Mengen an Energie aus, um die ersten Kontraktionen der Muskel durchzuführen. Dabei handelt es sich aber lediglich um ein bis drei Kontraktionen, weshalb danach eine stetige Weiterversorgung des Muskels nötig ist, um kontinuierlich leistungsfähig zu bleiben. Unter Kontraktion versteht man eine Muskelverkürzung und oder Muskelspannung. Der Treibstoff, der hierfür verwendet wird, ist das sogenannte Adenosintrifosphat, kurz ATP. Dieses sogenannte energiereiche Phosphat ist in allen Körperzellen gespeichert und liefert durch Spaltung die nötige Energie, die unsere Zellen benötigen. Dabei entsteht Adenosindiphosphat, kurz ADP, da eine Phosphatbindung zur Energiegewinnung abgespalten wurde. Sind die ersten winzigen Energiereserven aus den Muskelzellen ca. Kcal verbraucht, greift unser Körper zunächst auf einen Energiezwischenspeicher zurück, dem sogenannten Kreatinphosphat, kurz KP. Mit dessen Hilfe regeneriert sich erneut Adenosintrifosphat ATP aus dem Vorläufermolekül Adenosindiphosphat, aber auch der Kreatinphosphat Vorrat geht bei voller sportlicher Leistung nach sechs bis acht Sekunden zur Neige, wobei zu erwähnen gilt, dass sportlich trainierte Menschen diesen KP-Speicher durchaus besser ausschöpfen. Können als völlig untrainierte. Nun stellt sich die Frage, wie wir Sport überhaupt ausführen können, wenn unsere Energie innerhalb der Zellen schon nach wenigen Sekunden aufgebraucht ist. Dazu muss man sich über die eigentlichen Energieträger Gedanken machen, Kohlenhydrate und der Fette, die wir aus unserer Ernährung gewinnen. Kohlenhydrate sind in den Muskelzellen und auch in der Leber als Glykogen gespeichert. Sportler können somit insgesamt einen Energiespeicher in Form von Glykogen von bis zu 2000 bis 2500 kcal im Körper. Ansammeln. Darüber hinaus gibt es den weitaus größten Energiespeicher, die Fette. Diese können sowohl unter der Haut als auch im Bauchraum und den Organen gespeichert werden. Wenn bereits 500 bis 600 g Muskelglykogen bis zu 2000 kcal Energie speichern konnten, ist das Ausmaß an Energiebereitstellung durch Fett fast unermesslich. Mehrere Kilogramm an Fett liefern somit Energie für tagelange sportliche Ausdauerleistung. Nachdem wir die Möglichkeiten der Energieversorgung für den Körper vorgestellt haben, gilt es, die Bereitstellungsmechanismen für die Zellen zu erläutern. Grundsätzlich gibt es zwei arten der aerobe Energiebereitstellung. ATP Gewinnung durch vollständige Verbrennung. Kohlenhydrate. Glucose, Sauerstoff ATP. Aeroboglykolyse. Fette, freie Fettsäuren. Sauerstoff ATP. Lipolyse. Beta Oxidation. Anaerobe EnergiebereitSTELLUNG ATP wird ohne Verbrauch von Sauerstoff gebildet durch. Kreatinphosphat. Spaltung der energiereichen Phosphate ATP und KP. Anaerob alactazide Energiebereitstellung. Glucose Lactat unvollständiger Abbau von Glucose unter Bildung von Milchsäure. Anaerobe laktazide EnergiebereITstellung. Insgesamt stehen uns also vier unterschiedliche Mechanismen der Energiebereitstellung zur Verfügung. Grundsätzlich liegt der Unterschied dieser zwei Möglichkeiten im Sauerstoffverbrauch. Für beide Arten der Energiebereitstellung, also mit Sauerstoff und auch ohne Sauerstoff, gibt es weitere zwei Möglichkeiten der Gewinnung von Der menschliche Körper entscheidet sich bei sportlicher Belastung aber nicht für einen der verschiedenen Energiestoffwechsel, sondern verwendet stets sowohl die aerobe als auch die anaerobe Energiebereitstellung gleichzeitig, jedoch mit unterschiedlichem Ausmaß. Je nach Intensität und Belastungsdauer werden die entsprechenden Mechanismen verschieden stark zur Energiebereitstellung herangezogen. Nachfolgend werden die einzelnen Vorgänge und deren Einsatz näher erläutert. Anaerob alactazide Energiebereitstellung. Diese Art der Energiebereitstellung wurde bereits in der Einleitung kurz vorgestellt. Hierbei handelt es sich um die Resynthese von Adenosintriphosphat mit Hilfe von Adenosindiphosphat und Kreatinphosphat. Durch die schnelle Umwandlung der energiereichen Phosphate ATP und KP ist ein sehr hoher Umsatz von chemischer Energie möglich und somit auch höchstmögliche Leistung, jedoch nur für sehr kurze Zeit. Bei manchen Sportlern und Bewegungen kann man von einer Belastungszeit bis zu maximal 15 Sekunden ausgehen, bis der körpereigene Speicher aufgebraucht ist. Daraus lassen sich auch die Vorteile dieser Energiebereitstellung schließen, denn vor allem bei maximal und Schnellkraft sowie Schnelligkeit werden diese kurzen intensiven Belastungszeiten benötigt. Für diesen Mechanismus werden weder Sauerstoff benötigt, noch entsteht die Milchsäure als Stoffwechselendprodukt. Außerdem werden in sehr kurzen Zeiträumen die verbrauchten energiereichen Phosphate erneut wiederhergestellt, wodurch eine wiederholte Belastung möglich ist. In vielen Kraft und Sprintsportarten ist deshalb die Supplementierung von Kreatin weit verbreitet, da hierdurch der Speicher erweitert wird und die Leistung dadurch im Endeffekt ebenfalls gesteigert wird. Zweitens. Anaerob lactazide Energiebereitstellung. Noch bevor die Vorräte an energiereichen Phosphaten verbraucht sind, ist die nächstschnellere Variante des Energiestoffwechsels aktiv geworden, die anaerob lactazid Energiebereitstellung. Durch den Abbau von Glucose bereits nach einigen Sekunden wird die anaerob lactazid Energiebereitstellung genutzt. Dieser Weg wird immer dann bestritten, wenn nicht genug Sauerstoff zur Energiegewinnung zur Verfügung steht. Die benötigte Energie steht dabei schnell zur Verfügung. Die Energieausbeute ist aber gering, da das Zuckermolekül nicht vollständig zerlegt wird. Es entsteht Milchsäure Lactat, welche sich in der beanspruchten Muskulatur anhäuft. Dadurch kommt es zu einer metabolischen Azidose Übersäuerung, die zum Teil schmerzhaft sein kann und letztendlich dafür sorgt, dass die Leistung herabgesetzt wird. Durch die Übersäuerung befindet sich der Muskel in saurem Milieu, wodurch wiederum die Muskelkontraktion gehemmt wird. Die Ausbeute von zwei Molekülen ATP aus. Einem Molekül Glucose ist gering. Auch wenn die Ausnutzung der Nahrungskohlenhydrate somit äußerst unökonomisch ist, dient diese Form der Energiebereitstellung dazu, maximal mögliche Leistungen zwischen 15 und 45 maximal 60 Sekunden zu liefern, wobei man von einem Maximum der ausbeute bei etwa 40 bis 50 Sekunden spricht. Es ist also der ideale Übergang zwischen der Anaerob Alactazid Energiegewinnung und dem Beginn der effektiven Nutzung von Energie, die mit Hilfe von Sauerstoffverbrauch erzeugt wurde. Eine Grafik stellt die verschiedenen Mechanismen zur Energiegewinnung dar. Hierbei lässt sich sehr gut erkennen, dass sowohl die anaerobe als auch die aerobe Energiegewinnung zwar gleichzeitig beginnen, mit der Zeit aber deutlich unterschiedlich ausgeprägt sind. Wohingegen die anaerobe Methode besonders in den ersten Sekunden aktiv wird, benötigt die aerobe Energiebereitstellung etwas Zeit, um anzulaufen. Jedoch wird durch den zusätzlichen Verbrauch von Sauerstoff wesentlich mehr Energie zur Verfügung gestellt. Dieser Prozess ist zusätzlich sehr ökonomisch, weshalb der Körper in der Lage ist, die Muskeln auch bei einem Marathonlauf mit Energie zu versorgen. Hierzu eine erklärende Grafik im Skript Aerobe Energiebereitstellung. Bei Belastungen, die länger als 90 Sekunden andauern, nimmt die aerobe Energiebereitstellung die Überhand. Wenn genügend Sauerstoff zur Verfügung steht, können hierbei sehr ökonomisch und kontinuierlich die Muskeln mit Energie versorgt werden. Dies ist besonders bei Ausdauersportarten nötig. Grundsätzlich gibt es für die aeroben Mechanismen der Energiegewinnung 2 Kohlenhydrate und Fette. Durch die Oxidation von Glucose und Fett kann also mit Hilfe von Sauerstoff dauerhaft Energie bereitgestellt werden. Auch wenn, wie bereits zuvor erwähnt, beide Makronährstoffe gleichzeitig zur Energiebereitstellung herangezogen werden, so werden zunächst vermehrt die Kohlenhydrate verwendet, um die nötigen Prozesse einzuleiten. Außerdem variiert die Nutzung zwischen den beiden Energielieferanten je nach Intensität und Dauer der Belastung ebenfalls. Bei sehr intensiven Ausdauerbelastungen wird vermehrt auf das Glykogen in Muskeln zurückgegriffen. Erst bei extensiven, langandauernden Muskelnbeanspruchungen nutzt der aerobe Energiestoffwechsel vermehrt freie Fettsäuren bei der Benutzung des Muskelglykogens. Innerhalb der aeroben Energiebereitstellung geht man von einer Belastungsdauer von bis zu 90 Minuten aus, bis die Speicher geleert sind. Trotzdem ist der Mensch in der Lage, über diese Zeit hinaus Sport zu treiben, da mit voranschreitender Dauer die Fettsäuren zur Hilfe herangezogen werden. Im Bereich der Effizienz lässt sich erwähnen, dass aus einem Zuckermolekül 38 Moleküle ATP hergestellt werden. Abschließend dient eine Grafik zur Energiebereitstellung als Zusammenfassung der Thematik. Hierbei lässt sich besonders gut erkennen, dass je nach Belastungsintensität und Dauer ein fließender Übergang zwischen den unterschiedlichen Arten der Energiebereitstellung herrscht. Es ist nicht exakt trennscharf, wann von der anaeroben in die aerobe Energiegewinnung gewechselt wird, sondern vielmehr findet alles gleichzeitig statt, wobei die unterschiedlichen Mechanismen für jede Art der Belastung Vorteile mit sich bringen, so sodass das Ausmaß der individuellen Energiebereitstellung variieren kann.

Das war die Podcast Folge rund um das Thema Stoffwechsel und Energiebereitstellung. Das war der Online Trainer Lizenz Podcast. Der Podcast für alle Fitnessfans.