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I. Welche Formen der Energiebereitstellung besitzt unser Körper?
grob läßt sich zwischen der anaeroben und aeroben Energiebereitstellung unterscheiden .
anaerob - alaktazid (unter ATP, KrP) anaerob - laktazid (unter Glykogen)
allgemein Man spricht von anaerob-alaktazider Energiebereitstellung, da weder Sauerstoff verwendet wird (anaerob), noch Milchsäure gebildet wird (alaktazid => Salz der Milchsäure = Laktat). Unter Bildung von Milchsäure (daher: anaerob - laktazid). Über 90 Sek. hinaus kann keine anaerobe Energiebereitstellung unter Glykogen mehr stattfinden, da die Laktatbildung auf Dauer die Funktion des hierfür zuständigen Enzyms (PFK) hemmt.
Zeitbereich 7 - 10 s 40 - 90 s
Max. Flußrate 1,6 - 3,0 (Micromol /g/s) 1,0 (Micromol /g/s)
Durchsatz 100% der maximalen Verfügbarkeit 30% der maximalen Verfügbarkeit
aerob (unter Glykogen) aerob (unter Fettsäuren)
allgemein Die aerobe Energiebereitstellung findet unter Verwendung von Sauerstoff statt. Ihr Vorteil ist, daß keine Reststoffe zurückbleiben und dem Körper viel Glucose und beinahe unbegrenzt die entsprechenden Fettsäuren zur Verfügung stehen. Dadurch ist gewährleistet, daß der Körper über Stunden belastet werden kann.
Zeitbereich 60 -90 min Stunden
Max. Flußrate 0,5 (Micromol /g/s) 0,25 (Micromol /g/s)
Durchsatz 15% der maximalen Verfügbarkeit 7,5% der maximalen Verfügbarkeit
II. Wo befinden sich das Glykogen und welche chemischen Reaktionen finden statt?
Glykogen bildet der Körper sowohl direkt im Muskel, wie auch in der Leber. Das Leberglykogen wird zur Energiebereitstellung jedoch nur benötigt, wenn das Muskelglykogen zu neige geht.
Bevor das Glykogen zur Energiebereitstellung genutzt werden kann, muß es erst chemisch umgewandelt werden. Bis zur Bildung von Pyruvat (Brenztraubensäure) unterscheidet sich dieser Vorgang bei der aeroben und anaeroben Energiebereitstellung nur dadurch, daß er bei der aeroben Energiebereitstellung in den Mitochondrien stattfindet, so daß ein zusätzlicher Transport der Stoffwechselprodukte notwendig ist.
Vereinfacht entsteht aus Glykogen Glucose, daraus Triose und schließlich Pyruvat.
Bei der Umwandlung von Glucose nach Triose entstehen 2 mol ATP. Diese werden bei der anaeroben Energiebereitstellung genutzt. Übrig bleibt jedoch das Pyruvat, welches bei der anaeroben Energiebereitstellung nicht mehr zur Bildung von ATP verwendet wird.
Bei der aeroben Energiebereitstellung werden hieraus im Zitronensäure-Zyklus nochmals 36 mol ATP gebildet.
III. Vor und Nachteile der aeroben und anaeroben Energiebereitstellung
Eine Gegenüberstellung der Vor- und Nachteile der aeroben und anaeroben Energiebereitstellung zeigt, daß sich die beiden Formen optimal ergänzen.
aerobe Oxidation anaerobe Glykolyse
- Energiebereitstellung erfolgt relativ langsam
- Die pro Zeiteinheit freigesetzte Energiemenge ist relativ klein
+ Die bereitgestellte Gesamtenergiemenge ist relativ groß:
36 mol ATP/ mol Glucose
130 mol ATP/ mol Fettsäure
+ keine Laktatbildung (Milchsäurebildung)
- Verzögerung durch den Transport der Stoffwechselprodukte
(Mitochondrien s.o.) + Energiebereitstellung erfolgt relativ schnell
+ Die pro Zeiteinheit freigesetzte Energiemenge ist relativ groß
- Die Gesamtenergiemenge ist relativ klein:
2 mol ATP/ mol Glucose
- Laktatbildung
+ Kein Transport von Stoffwechselprodukten
IV. Trainingsaspekte
Untrainierte Menschen haben weniger Phosphat- und Glykogenreserven. Dadurch erreichen sie schneller ihre maximale Belastbarkeit.
Zudem besitzen sie von den Enzyme, welche bei der Energiegewinnung eine Rolle spielen, deutlich weniger.
Insbesondere die Menge der Schlüsselenzyme bestimmt jedoch, wie schnell der Körper auf mögliche Energieengpässe reagieren
kann.
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