Energiesysteme und wie sie funktionieren

Wir erklären dir, welche Energiesysteme unseren Körper antreiben und wie sie je nach Intensität der körperlichen Aktivität wirken

Energiearten

“Energie wird definiert als die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten”

Unser Körper ist eine perfekte Maschine, die sich an die extremsten Situationen anpassen kann und deshalb in der Lage ist, Energie je nach Bedarf und Art der Aktivität einzusetzen.

In diesem Zusammenhang können wir zwei Energiearten unterscheiden:

Potentielle Energie

Das ist die gespeicherte Energie, die aktuell nicht genutzt wird, aber verfügbar ist und jederzeit verwendet werden kann. Durch chemische Reaktionen, wie das Aufbrechen molekularer Bindungen, wird eine große Menge dieser Energie freigesetzt.

Kinetische Energie

Auch als freie Energie bezeichnet. Es handelt sich um die Energie, die aktiv oder in Gebrauch ist und ständig Arbeit verrichtet. Die Synthese ist ein Prozess (Arbeit) auf zellulärer Ebene, bei dem neue Moleküle entstehen.

Wenn es um Sport und Training geht, ist es wichtig zu wissen, aus welchem Energiesystem das ATP stammt, damit du effizient trainieren kannst

Was ist ATP?

ATP ist die Abkürzung für Adenosintriphosphat und bezeichnet ein Molekül, das aus einem Kern (Adenosin) und einer Gruppe von drei Phosphaten besteht

Alle lebenden Organismen nutzen dieses Substrat als primäre Energiequelle. Die ATP-Energiespeicher sind nicht sehr groß, weshalb ATP ständig erneuert und resynthetisiert wird.

Der Abbau von ATP zur Energiegewinnung wird Hydrolyse genannt, da Wasser benötigt wird, wobei ein neues Molekül entsteht, das ADP (Adenosindiphosphat) genannt wird.

ADP kann wieder zu ATP (Phosphorylierung) umgewandelt und somit erneut verwendet werden – das nennt man den ATP/ADP-Zyklus. Für diesen Prozess wird Energie benötigt

ATP wird vom Körper ständig recycelt, weshalb eine Energiezufuhr nötig ist, um diese kontinuierliche Reaktion aufrechtzuerhalten. Bei körperlicher Aktivität fordert der Körper je nach Intensität ein bestimmtes Tempo, um Verzögerungen bei der Energieversorgung zu vermeiden.

Je höher die Intensität, desto deutlicher wird dieser Bedarf, und wenn die körperliche Leistungsfähigkeit begrenzt ist, leidet die Leistung am meisten. Ist Sauerstoff vorhanden, sprechen wir vom aeroben Stoffwechsel, fehlt Sauerstoff, vom anaeroben Stoffwechsel.

Der ATP-ADP-Zyklus steht im Zusammenhang mit der Speicherung und Nutzung von Energie in lebenden Organismen

ATP und Energiesysteme

Der Körper braucht Energie, um Arbeit zu verrichten, sei es Sitzen, Gehen oder intensive Tätigkeiten

Diese Energie liegt in Form von ATP vor. Die Geschwindigkeit, mit der unser Körper ATP nutzen kann, wird von den drei kardiovaskulären Energiesystemen bestimmt: Um ATP zu produzieren, deckt der Körper den Bedarf je nach Dringlichkeit und Menge.

Energiesysteme und wie sie funktionieren

Unter den vielen körperlichen Herausforderungen, denen sich Hochleistungssportler stellen müssen, ist das Energiemanagement eine der wichtigsten

Während einer körperlichen Aktivität durchläuft unser Körper eine Phase vom Ruhezustand zur Aktivierung, in der eine Reihe physiologischer Prozesse – bekannt als Energiesysteme – in Gang gesetzt werden, die entscheidend sind, um die Intensität aufrechtzuerhalten und die geforderte Leistung zu erbringen.

Diese Energiesysteme sind die Stoffwechselwege, über die der Körper Energie für die Arbeit gewinnt.

Wie bereits erwähnt, ist bei jeder körperlichen Anstrengung immer das fundamentale Molekül ATP (Adenosintriphosphat) beteiligt. ATP wird durch die Synthese von Nahrungsmitteln über drei Energiesysteme erzeugt:

1. Phosphagensystem,
2. anaerobe Glykolyse, und
3. aerobes oder oxidatives System.

Reaktion bei der Nutzung der Energiesysteme

Anaerobes alaktazides System oder Phosphagensystem

In diesem System wird Energie durch Nutzung der ATP- und Phosphokreatin-(PCr)-Reserven im Muskel gewonnen

Deshalb ist es die schnellste Energiequelle und wird bei explosiven Bewegungen eingesetzt, bei denen keine Zeit bleibt, andere Brennstoffe in ATP umzuwandeln.

Das anaerobe alaktazide System hat zwei große Vorteile:

1. Es verursacht keine Ansammlung von Milchsäure in den Muskeln und
2. liefert eine große Energiemenge, die es ermöglicht, Übungen mit maximaler Intensität durchzuführen, aber nur für kurze Zeit (nicht länger als 8–10 Sekunden).

Ein typisches Beispiel für ein Training, das hauptsächlich auf dieses Substrat setzt, ist HIIT. Tatsächlich kann man die Leistung durch Supplementierung mit creatina verbessern, da so die ATP-Speicher hoch gehalten werden.

Maximale und kurzzeitige Belastungen nutzen dieses System

Anaerobes laktazides System oder anaerobe Glykolyse

Dieses System ist die Hauptenergiequelle bei hochintensiven sportlichen Bewegungen

Wenn die ATP- und PCr-Reserven erschöpft sind, resynthetisiert der Muskel ATP aus Glukose in einem chemischen Abbauprozess namens Glykolyse.

Das anaerobe System liefert genug Energie, um eine Übungsintensität von wenigen Sekunden bis zu 1 Minute aufrechtzuerhalten.

Seine größte Einschränkung ist, dass als Endprodukt lactato entsteht, eine Azidose, die die Leistungsfähigkeit einschränkt und Muskelermüdung verursacht.

Deshalb ist die Aktivierung dieses Mechanismus für Sportler sehr wichtig, da sie sich physiologisch anpassen und eine Toleranz gegenüber dieser Verbindung entwickeln können

Um diesen Effekt während der körperlichen Aktivität abzumildern, können Substanzen eingesetzt werden, die als Puffer wirken, indem sie das Laktat “abpuffern” und zudem die Ausscheidung anderer Stoffwechselrückstände aus dem anaeroben Prozess verbessern.

Aerobes oder oxidatives System

Wenn die Glykogenspeicher abnehmen, müssen wir unser oxidatives System nutzen, bei dem der Muskel als chemischen Brennstoff Sauerstoff, Kohlenhydrate und Fette verwendet.

Dieses System ist die langsamste Art, ATP zu gewinnen, kann aber über viele Stunden Energie liefern und ist deshalb bei langanhaltender körperlicher Belastung aktiv.

Fazit

Diese drei Energiequellen sind immer gleichzeitig aktiv. Allerdings dominiert je nach Art der Aktivität, deren Dauer und Muskelkontraktionsintensität immer ein System.

So benötigt jeder Körper eine spezifische Zufuhr von Energiesubstrat, abhängig von der aktuellen Aktivität.

Marathonläufer wissen, dass ihre Chance, die 42 km zu schaffen, mit richtigem Training und einer guten sportlichen Planung zusammenhängt.

So können sie die Energie effektiv verwalten und sind bereit, Triglyzeride als Hauptenergiesubstrat zu nutzen

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