Energiestoffwechsel und Muskelarbeit

Muskeln brauchen Energie, um Körperteile zu bewegen und Kraft aufzubauen. Voraussetzung für jede Muskelkontraktion und damit körperliche Aktivität ist ein spezieller Energieträger, das Adenosintriphosphat, kurz: ATP. ATP ist der universelle verfügbare Energieträger in jeder Körperzelle.

In den Körperzellen selbst sind nur geringe ATP-Mengen vorhanden. Dieser Vorrat reicht nur für wenige Sekunden. Daher muss der Körper ständig ATP neu bilden. Dafür verwendet er vor allem die energieliefernden Nährstoffe Kohlenhydrate und Fette aus der Nahrung. Protein spielt in der Regel nur eine untergeordnete Rolle bei der Bereitstellung von Energie. Bei längerer körperlicher Anstrengung oder wenn der Körper zu wenig Nahrung bekommt, kann auch Protein zur Energiegewinnung genutzt werden. Je nachdem wie anstrengend eine Bewegung ist, produziert der Körper ATP mit Sauerstoff oder ohne Sauerstoff.

Beim aeroben Stoffwechsel gewinnt der Körper Energie mithilfe von Sauerstoff. Dafür nutzt er vor allem Fette und Kohlenhydrate aus der Nahrung. Aus diesen Nährstoffen stellt der Körper ATP her – die Energie, die die Muskeln für ihre Arbeit brauchen. In Ruhe und bei leichter bis mittlerer Belastung wird der Energiebedarf vorwiegend auf diese Weise abgedeckt.

Zu den Aktivitäten, die hauptsächlich den aeroben Stoffwechsel nutzen, zählen viele Alltagsaktivitäten wie Sitzen, Gehen, Stehen, leichte Hausarbeit oder Büroarbeit. Auch längere sportliche Aktivitäten mit mäßiger Anstrengung, zum Beispiel Wandern, Radfahren oder lockeres Joggen, erfolgen überwiegend aerob.

Je nach Anstrengung und Trainingszustand nutzt der Körper dabei unterschiedlich viel Fett und Kohlenhydrate zur Energiegewinnung.

Beim anaeroben Stoffwechsel gewinnt der Körper Energie ohne Sauerstoff. Das passiert bei sehr anstrengenden Belastungen, wenn die Muskeln schnell viel Energie brauchen. Dann reicht die Energiegewinnung mit Sauerstoff allein nicht mehr aus, und der Körper stellt zusätzlich Energie ohne Sauerstoff bereit.

Diese Form der Energieversorgung funktioniert jedoch nur für kurze Zeit – etwa bis zu drei Minuten. Danach werden die Muskeln schnell müde. Außerdem entsteht dabei Laktat, ein Stoff, der sich in den Muskeln ansammelt.

Typische Beispiele für anaerobe Belastungen sind das Heben oder Werfen schwerer Gegenstände sowie kurze, schnelle Läufe wie ein Sprint.

Kohlenhydrate, Fette und Proteine sind die wichtigsten Energielieferanten in unserer Nahrung. Der Körper nimmt diese Nährstoffe auf, speichert sie oder verarbeitet sie weiter.

Um nicht ständig Nahrung zuführen zu müssen, verfügt der Körper über Energiespeicher, auf die er zurückgreifen kann. Die Energiespeicher des Körpers sind:

• Kohlenhydratspeicher: Kohlenhydrate sind eine wichtige Energiequelle für den Körper. Besonders die Muskeln und das Gehirn benötigen viel Energie aus Kohlenhydraten, um gut arbeiten zu können. Wird die Energie nicht sofort gebraucht, speichert der Körper die Kohlenhydrate. Dafür wandelt er sie in Speicherzucker oder Fett um. So kann die Energie später bei Bedarf genutzt werden.
• Fettspeicher: Der größte Energiespeicher im Körper. Wenn der Körper mehr Kohlenhydrate aufnimmt, als er gerade benötigt, wandelt er den Überschuss in Fett um. Dieses Fett wird als Energiereserve gespeichert und kann später bei Bedarf genutzt werden.

Unser Körper braucht ständig Energie, um alle wichtigen Aufgaben zu erfüllen. Wie viel Energie ein Mensch benötigt, ist unterschiedlich und hängt von verschiedenen Faktoren wie Alter, Geschlecht, Körpergröße und körperlicher Aktivität ab.

Wie sich der gesamte Energiebedarf des Körpers aus Grundumsatz und Leistungsumsatz zusammensetzt, finden Sie unter Energiebedarf des Körpers.

Die nachfolgende Tabelle zeigt den Energieverbrauch für verschiedene Aktivitäten in Alltag, Beruf und Sport. Die Werte beziehen sich auf einen Mann mit 75 kg und eine Frau mit 65 kg Körpergewicht. Der Energieverbrauch ist in kcal/Stunde und MET angegeben.