Wir alle wissen, dass der menschliche Körper Energie braucht, um zu funktionieren, aber woher kommt diese Energie? Letztlich kommt die Energie, die uns in Bewegung hält, aus der Nahrung, die wir essen. Allerdings können wir die Energie aus der Nahrung nicht direkt nutzen – sie muss erst in Adenosintriphosphat (ATP) umgewandelt werden, die unmittelbar nutzbare Form der chemischen Energie, die für alle Zellfunktionen verwendet wird. Der Körper speichert zwar eine minimale Menge ATP in den Muskeln, aber der Großteil wird aus der Nahrung synthetisiert.
Nahrung besteht aus Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen, und diese Nährstoffe werden während der Verdauung in ihre einfachsten Formen (Glukose, Fettsäuren und Aminosäuren) zerlegt. Sobald diese Nährstoffe aufgespalten sind, werden sie durch das Blut transportiert, um entweder in einem Stoffwechselweg verwendet oder für eine spätere Verwendung gespeichert zu werden.
Da wir keine nennenswerte Menge an ATP speichern und eine kontinuierliche Versorgung benötigen, muss es ständig neu synthetisiert werden. Dies geschieht auf verschiedene Weise, indem eines von drei Energiesystemen verwendet wird:
- Phosphagen (sofortige Quelle)
- Anaerob (etwas langsam, verwendet Kohlenhydrate)
- Aerob (langsam, verwendet entweder Kohlenhydrate oder Fett)
Phosphagen
Dieses System verwendet Kreatinphosphat (CP) und hat eine sehr schnelle Rate der ATP-Produktion. Das Kreatinphosphat wird zur Wiederherstellung von ATP verwendet, nachdem es abgebaut wurde, um seine Energie freizusetzen. Die Gesamtmenge an CP und ATP, die in den Muskeln gespeichert ist, ist gering, sodass nur begrenzt Energie für die Muskelkontraktion zur Verfügung steht. Sie ist jedoch sofort verfügbar und wird zu Beginn der Aktivität sowie bei kurzzeitigen, hochintensiven Aktivitäten von etwa 1 bis 30 Sekunden Dauer benötigt, wie z. B. beim Sprinten, Gewichtheben oder Ballwerfen.
Anaerobe Glykolyse
Die anaerobe Glykolyse benötigt keinen Sauerstoff und nutzt die in der Glukose enthaltene Energie zur Bildung von ATP. Dieser Weg findet im Zytoplasma statt und spaltet Glukose in eine einfachere Komponente, das Pyruvat, auf. Als Zwischenweg zwischen dem phosphagenen und dem aeroben System kann die anaerobe Glykolyse recht schnell ATP erzeugen, das bei Aktivitäten verwendet werden kann, die große Energieschübe über einen etwas längeren Zeitraum erfordern (30 Sekunden bis maximal drei Minuten oder bei Ausdaueraktivitäten, bevor ein Steady State erreicht wird).
Aerobische Glykolyse
Dieser Weg benötigt Sauerstoff, um ATP zu erzeugen, da Kohlenhydrate und Fette nur in Gegenwart von Sauerstoff verbrannt werden. Dieser Weg findet in den Mitochondrien der Zelle statt und wird für Aktivitäten verwendet, die eine anhaltende Energieproduktion erfordern. Die aerobe Glykolyse hat eine langsame ATP-Produktionsrate und wird vorwiegend bei länger andauernden Aktivitäten mit geringerer Intensität eingesetzt, nachdem das phosphagene und das anaerobe System ermüdet sind.
Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass alle drei dieser Systeme zum Energiebedarf des Körpers während körperlicher Aktivität beitragen. Diese Systeme arbeiten nicht unabhängig voneinander, sondern dominieren zu unterschiedlichen Zeiten, je nach Dauer und Intensität der Aktivität.