Energiestoffwechsel und Muskelarbeit

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 Zellen selbst sind nur geringe ATP-Mengen vorhanden, die nach nur wenigen Sekunden verbraucht sind. Daher muss ATP ständig neu gebildet  werden, was über die energieliefernden Nährstoffe Kohlenhydrate und Fett erfolgt. Protein spielt in der Regel nur eine untergeordnete Rolle bei der Bereitstellung von Energie, kann jedoch im Hungerstoffwechsel oder bei längerer körperlicher Belastung stärker herangezogen werden. Abhängig von der Intensität der körperlichen Belastung erfolgt die Herstellung von ATP im Körper mit oder ohne Sauerstoffverbrauch.

Beim aeroben Stoffwechsel findet die Energiegewinnung mit Sauerstoff statt. Dabei wird ATP überwiegend über die Verbrennung von Fettsäuren und Glukose gewonnen. In Ruhe und bei mäßig intensiven Belastungen wird der Energiebedarf vorwiegend auf diese Weise abgedeckt.

Zu den Aktivitäten mit hauptsächlich aerobem Stoffwechsel zählen die meisten Alltagsaktivitäten wie Sitzen, Gehen, Stehen, leichte Hausarbeit oder Büroarbeit. Auch längere sportliche Aktivitäten im niedrig-mittleren Intensitätsbereich findet hauptsächlich im aerobem Stoffwechsel statt.

Je nach Intensität der aeroben Aktivität und Trainingszustand schwankt der Anteil der Kohlenhydrat- und Fettspeicher an der Energiebereitstellung.

Beim anaeroben Stoffwechsel findet die Energiegewinnung ohne Sauerstoff statt. Das passiert im Körper bei hoher Belastungsintensität, dabei muss zusätzlich zum aeroben Stoffwechsel Energie ohne Sauerstoff gewonnen werden. Das ist dann der Fall, wenn mehr Energie benötigt wird, als die aerobe Verbrennung der Nährstoffe bereitstellt.

Die anaerobe Energiebereitstellung kann derartige Situationen allerdings nur sehr kurze Zeit überbrücken, das sind zirka drei Minuten. Denn die Muskeln ermüden beim anaeroben Stoffwechsel sehr schnell. Zudem sammelt sich Laktat in den Muskeln an, ein Stoffwechselprodukt der Energiebereitstellung ohne Sauerstoff.

Typische Aktivitäten sind zum Beispiel das Heben oder Werfen schwerer Gegenstände, kurze schnelle Läufe (Sprints) etc.

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

• Fettspeicher: Der größte Energiespeicher im Körper. Normalgewichtige Menschen speichern 80.000 bis 100.000 kcal als Fett.
• Kohlenhydratspeicher: Glukose wird als Glykogen in den Muskeln mit ca. 400 g und in der Leber mit nur ca. 80 g gespeichert. Insgesamt können 1.500 bis 2.000 kcalals Kohlenhydrate gespeichert werden.
• Keine Proteinspeicher: Der Körper hat keine speziellen Proteinspeicher als Energiedepots. Bei unzureichender Proteinzufuhr wird daher Muskelprotein abgebaut, was zu Muskelabbau führt.

Wie sich der gesamte Energiebedarf des Körpers aus Grundumsatz und Leistungsumsatz zusammensetzt und wie viel Kalorien ein Mensch pro Tag benötigt, finden Sie unter Energiebedarf des Körpers.