Unter Energiebereitstellung versteht man die Resynthese von Adenosintriphosphat (ATP), dem unmittelbar nutzbaren Energieträger der Zelle. ATP wird ständig verbraucht und neu gebildet. Die Energiesysteme arbeiten dabei immer gleichzeitig; je nach Intensität und Dauer verschieben sich lediglich ihre Anteile.
Energieträger und Energiesysteme
- ATP- und Kreatinphosphatsystem: sehr hohe Leistung, geringe Kapazität; dominiert bei kurzen maximalen Belastungen.
- Anaerobe Glykolyse: schnelle ATP-Bildung aus Glukose oder Glykogen; Laktat entsteht als verwertbares Stoffwechselprodukt.
- Oxidative Kohlenhydratverbrennung: hohe ATP-Ausbeute in den Mitochondrien.
- Fettsäureoxidation: große Kapazität, aber langsamere ATP-Bereitstellung; bei niedriger und mittlerer Intensität besonders bedeutsam.
- Proteine: tragen im Normalfall nur wenig zur Energiebereitstellung bei, ihr Anteil kann bei sehr langen Belastungen oder Energiemangel steigen.
Anaerob bedeutet nicht automatisch Sauerstoffmangel
Die Bezeichnungen aerob und anaerob beschreiben Stoffwechselwege, nicht einen abrupten Wechsel zwischen zwei Zuständen. Auch bei ausreichender Sauerstoffversorgung läuft Glykolyse ab. Mit steigender Intensität nimmt ihr Anteil zu, weil ATP schneller bereitgestellt werden muss, als es allein durch oxidative Prozesse möglich wäre.
ATP-Ausbeute
Die Nettoausbeute der Glykolyse beträgt 2 ATP pro Glukose beziehungsweise 3 ATP pro aus Muskelglykogen stammender Glukoseeinheit. Bei vollständiger oxidativer Verwertung entstehen je nach Shuttle- und Zellbedingungen typischerweise etwa 30–32 ATP pro Glukose. Exakte Werte für Fettsäuren hängen von deren Kettenlänge ab; Palmitat liefert beispielsweise ungefähr 106 ATP.
Belastungsintensität und Substratnutzung
Bei niedriger Intensität ist der relative Anteil der Fettverbrennung höher. Mit zunehmender Intensität steigt die Nutzung von Kohlenhydraten. Die Übergänge sind fließend; Trainingszustand, Ernährung, Glykogenspeicher und Belastungsdauer beeinflussen die Substratwahl.
Energiespeicher
- Der direkt verfügbare ATP-Vorrat reicht nur für wenige Sekunden.
- Kreatinphosphat ermöglicht die sehr schnelle ATP-Resynthese bei kurzen, hochintensiven Belastungen.
- Glykogen wird vor allem in Muskulatur und Leber gespeichert. Muskelglykogen dient der jeweiligen Muskelzelle, Leberglykogen stabilisiert den Blutzucker.
- Triglyzeride im Fettgewebe stellen den größten Energiespeicher dar.
Merksatz
Leistung und Dauer entscheiden über den Anteil der Energiesysteme – kein System arbeitet isoliert.
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