„Im Training und im Wettkampf muss ich Höchstleistungen bringen. Dafür benötige ich ausreichend Energie für konstante Power.“
Andreas Dreitz, Profi-Triathlet und Challenge-Roth-Sieger 2019
Arten der Energiebereitstellung in unserem Körper
Unter „Energiebereitstellung“ wird der Transport und Abbau energiereicher Substanzen unter ATP-Gewinnung (Resynthese) in den Muskelzellen bezeichnet, die für die Ausführung der Muskelarbeit verantwortlich ist. Man spricht hierbei auch von Energiestoffwechsel oder Metabolismus. Je nach Energieträger (Fette, Eiweiße, Kohlenhydrate oder Kreatinphosphat) und Stoffwechselweg (aerob, anaerob, anaerob-laktacid oder anaerob-alaktacid) werden dabei verschiedene Arten differenziert. Aerob werden die in Verbindung mit Sauerstoff ablaufenden Stoffwechselprozesse in den Mitochondrien genannt. Der anaerobe Stoffwechsel läuft außerhalb der Mitochondrien im Zytoplasma ab. Wird dabei vermehrt Laktat produziert, spricht man von einer laktaciden (mit Laktat) Energiebereitstellung, ansonsten von alaktacidem (ohne Laktat) Stoffwechsel.
Was ist ATP und wie funktioniert es im Sport?
Im Hinblick auf sportliche Leistungen kann Energie nicht direkt aus der Nahrung gewonnen werden. Die notwendige Energie wird durch das in allen Körperzellen gespeicherte Adenosintriphosphat bereitgestellt. Abhängig von der Sportart (Ausdauer, Kraft, Fettverbrennung) – ob mit ausreichender (aerob) oder unzureichender Sauerstoffaufnahme (anaerob) und ob dabei Laktat (Milchsäure) entsteht oder nicht – werden unterschiedliche Phasen der Energiebereitstellung durchlaufen.
Unter starken muskulären Beanspruchungen reicht der direkt verfügbare Speicher zur Energiebereitstellung für ungefähr eine bis zwei Sekunden beziehungsweise eine bis drei Muskelkontraktionen. Im ruhenden Muskel findet sich ein ATP-Vorrat von circa 6 µMol/g = 6 mMol/kg. Bemessen am eigenen Körpergewicht verbraucht der Mensch täglich genau die Menge an ATP, die benötigt wird. Dies bedeutet: Obwohl ATP essenziell für die Muskelkontraktion ist und die einzige unmittelbare Energiequelle darstellt, ist es gerade bei zusätzlicher körperlicher Belastung nur sehr beschränkt in der Muskelzelle vorhanden.
Wozu wird ATP gebraucht?
Die anaerob-alaktacide Phase
Bei der Muskelkontraktion zerfällt das in den Mitochondrien vorhandene ATP in Adenosindiphoshat (ADP) und einen Phosphatrest (P). Der Körper sorgt dafür, dass neues ATP hergestellt wird. Die Energie durch das Kreatinphoshat (KP), eines weiteren Phospats in den Muskelzellen, fördert kurzfristig die Umwandlung aus ADP und P zu ATP.
Die anaerob-laktacide Phase
Gleichzeitig, noch bevor energiereiche Phosphate aufgebraucht sind, kommt es zu einer Aktivierung der anaerob-laktaciden Energiebereitstellung durch den Abbau von Glukose. Dies läuft bereits nach wenigen Sekunden ab, immer dann, wenn zu wenig Sauerstoff vorhanden ist. Da das Zuckermolekül nicht komplett aufgespalten werden kann, ist die Energieausbeute von zwei Molekülen Adensonintriphosphat aus einem Molekül Glukose jedoch gering. Wenn Milchsäue (Laktat) vermehrt gebildet wird, führt dies schnell zur Ermüdung. Ein hilfreicher Indikator ist die Messung des Laktatwerts, denn bei der Energiebeschaffung im anaeroben Bereich kann der Laktatspiegel stark ansteigen.
Der aerob-alaktacide Abbau von Glucose und Fett
Steht ausreichend Sauerstoff zur Verfügung, kann Glukose vollständig abgebaut werden. Dies dauert verhältnismäßig länger – die Energiegewinnung ist jedoch deutlich höher (38 ATP-Moleküle aus einem Zuckermolekül). Über den aeroben Stoffwechselweg können zudem Fettsäuren abgebaut werden.
Wie kann ich die Produktion von ATP steigern?
Ausreichend Energie im Training und natürlich auch im Wettkampf ist essenziell für jeden Sportler. Um ausreichend Adensonintriphosphat zu bilden, benötigt der Organismus wiederum den seltenen Fünffachzucker Ribose. Dieser wird in geringen Mengen vom menschlichen Körper selbst hergestellt, bei erhöhter Anstrengung oder Belastung ist es aber durchaus sinnvoll, zusätzlich Ribose zuzuführen. Denn mehr Ribose bedeutet mehr Energie und folglich mehr Ausdauer.
Ribose ist anders als die Fruktose in gewöhnlichem Haushaltszucker (50 Prozent Glukose/Fruktose) ein Fünffachzucker, der verschiedener nicht sein könnte. Fruktose muss erst in der Leber umgewandelt werden und hat in höheren Mengen sehr schädigende Auswirkungen auf den Organismus. Ribose kann als Hauptbestandteil unserer universellen Energiequelle Adenosintriphosphat direkt vom Körper verwendet werden. Benötigen Zellen Energie, wird ein Teil Phosphat von ATP abgespalten, wodurch diese frei wird. Ribose als Teil des ATP-Moleküls erhöht die Gesamtmenge an verfügbarem ATP deutlich.
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Lifehacks für mehr Energie
Betrachtet man den evolutionären Hintergrund, so muss sich der Mensch zunächst bewegen, bevor er etwas zu essen bekommt. Und auch, wenn wir unsere Nahrung morgens nicht erst jagen und erlegen müssen, tut das nüchterne Bewegen unserem Körper gut. Um morgens fit zu sein, gibt es ein verantwortliches System: den Biorhythmus. Hierbei handelt es sich um einen genetisch gesteuerten 24-Stunden-Rhythmus, der als „Taktgeber“ für alle Organe und Zellen dient und im Gehirn die Stresshormonachse aktiviert. Es wird vermehrt Cortisol ausgeschüttet, was uns zum Beispiel aufwachen lässt. Cortisol steuert dabei auch die Neubildung von Energie in Form von Glukose in der Leber, die Erhöhung der Gehirndurchblutung, die Energiebereitstellung in Gehirn und Muskulatur und die Regulation des Immunsystems.
Hol dir die nötige Energie für noch mehr Power
Damit Du auch in belastungsintensiven Phasen deine volle Leistungsfähigkeit abrufen kannst, braucht es Energie. N’ERGY ist die optimale Energiequelle: Kombiniert mit den essenziellen „Bausteinen“ für die Bildung von ATP, unserem universellen Energielieferanten, sorgt es für mehr Energie und folglich mehr Ausdauer und Leistungsfähigkeit.
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Dieser Artikel enthält in folgenden Punkten grob falsche Aussagen zur Stoffwechselphysiologie:
„Man spricht hierbei auch von Energiestoffwechsel oder Metabolismus“
Besser: Metabolismus ist der Oberbegriff und meinet den gesamten Stoffwechsel. Der Energiestoffwechsel ist der Katabolismus (Ggt. ‚Anabolismus‘)
„Bemessen am eigenen Körpergewicht verbraucht der Mensch täglich genau die Menge an ATP, die benötigt wird“
Besser: pro kg Körpergewicht werden täglich in Ruhe etwa etwa 1 g ATP umgesetzt. Die absolute ATP-Menge beträgt etwa 35 g, so dass jedes ATP-Molekül tägglich ca. 2000mal zu ADP umgewandelt und wieder mit P ‚aufgeladen‘ wird
„bei erhöhter Anstrengung oder Belastung ist es aber durchaus sinnvoll, zusätzlich Ribose zuzuführen. Denn mehr Ribose bedeutet mehr Energie und folglich mehr Ausdauer.“
Ribose ist nicht gleich ATP! Woher sollen zusätzliche Bausteine Adenin und Phpspah kommen? Als Co-Enzym ist die Menge an ATP limitiert, da hilft auch keine Zufuhr von Ribose. Und der Vergleich mit Fruktose oder Glukose ist irrelevant, da die Rollen im Stoffwechsel komplett verschienden sind. Daher ist der komplette Abschnitt „Wie kann ich die Produktion von ATP steigern?“ wissenschaftlicher Unsinn!!
„Neubildung von Energie in Form von Glukose“
Energie wir d niemals neu gebildet, nur umgewandelt. Dager besser: Aktiviert die Umwandlung von Glykogen in Glukose zur Energiebereitsstellung.
herzliche Grüße,
Christian Werber
Lieber Chris, vielen Dank für Dein ausführliches Feedback. Schön, dass Du Dich für dieses Thema interessierst. Im Rahmen dieses Artikels liegt der Fokus auf der Bedeutung von ATP im Sport. Neben der Optimierung des Biorhythmus oder Lifehacks wie etwa „nüchtern bewegen“, kann auch Ribose die Energiebereitstellung unterstützen. Im Körper wird Ribose durch unterschiedliche Stoffwechselvorgänge produziert, an deren Anfang Glucoseabbau mit Hilfe von Sauerstoff steht. Ohne Ribose wäre der Aufbau von ATP-Speichern in den Zellen unmöglich. Eine ausführlichere Beleuchtung dieses Themas nehmen wir in einem weiteren Artikel auf. Gerne kannst Du auch in einen intensiveren Austausch mit unseren Experten gehen. Dazu schreibe einfach eine Mail an professionals@artgerecht.com.