Energiebereitstellung

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1 oder Wie kommt die Tinte auf den Füller? ATP Währung der Zelle Energie wird gewonnen durch: Baaam!! ATP Mechanische Arbeit (ca. 25 %; max 35%) ADP Thermoregulation (bei sportlicher Belastung 75%!!!) Energie P Aufrechterhaltung der Lebensfunktionen etc. ATP ist die sog. Währung der Zelle ATP = Adenosin-Tri-Phosphat ADP = Adenosin-Di-Phosphat 1

2 ATP Währung der Zelle Ziel: Wiederherstellung von ATP (ATP Resynthese) Ohne Sauerstoff (anaerob) Mit Sauerstoff (aerob) ATP Kreatinphosphat (KP) Kohlenhydrate Eiweiß Fette ATP Währung der Zelle 2

3 Anaerober Stoffwechsel ATP Wiederherstellung (anaerob ohne Sauerstoff) schnell wenig Energie Kreatinphosphat (Zelle) Kohlenhydrate (Blut + Muskel) Verlauf von KP und ATP bei maximaler Belastung CrPh mmol/kg ATP mmol/kg Zeit (s) 3

4 Anaerober Stoffwechsel ATP und KP Pause von 1,5-3 min: Auffüllung der KP-Speicher und ATP in der Muskelzelle Laktat Laktat = Salz der Milchsäure bei anaeorben Belastungen Bildet sich nach 8-10sec bei 100% Intensität Nach ca. 18 sec Max Belastung Übersäuerung (Azidose) Bewegungsabbruch Prozesse der Rückbildung brauchen sehr viel Sauerstoff Verstoffwechslung im Herzen und in der Leber Halbwertszeit: ca. 15 min (= 50%iger Abbau) Aerober Stoffwechsel ATP Wiederherstellung (aerob mit Sauerstoff) Kohlenhydrate (Blut + Muskel + Leber) langsam viel Energie KH + O 2 ATP + H CO 2 Fette (Blut + Muskel + Fettgewebe) Fette + O 2 ATP + H CO 2 4

5 Stoffwechselvorgänge 1 mol KP 1 mol Glucose 1 mol Glucose 1 mol FFS 1 mol ATP 2 mol ATP 36 (38) mol ATP 129 mol ATP Stoffwechselvorgänge 5

6 Energiegewinnung in der Muskelzelle 2 ATP 36 ATP Abfolge der Systeme 6

7 Energielieferung bei Ausdauerleistungen 100 Anteil der verfügbaren Energie (%) Muskelglykogen Glykogenolyse in der Leber FFS aus Lipolyse Glukoneogenese Stunden intensive Muskelarbeit Nach Kirsch K. (2000) Abfolge der Systeme 7

8 (stark vereinfacht) 0 Sekunden Beginn intensiver Muskelarbeit 2-3 Sekunden 3-10 Sekunden Sekunden ATP=Energieträger wird gespalten Muskel kann arbeiten Kein ATP mehr vorhanden. KP stellt ATP wieder her. Muskel arbeitet weiter. Durch Spaltung entsteht Milchsäure (Laktat) und wird eingeschränkt. Umstellung auf Glukose und Laktat. Ab 40 Sekunden Oxidation von Fetten und Kohlehydraten Energiestoffwechsel in Abhängigkeit der Anforderung 8

9 Energiestoffwechsel in Abhängigkeit der Anforderung Nach Neumann (1984) Weltrekorde unterschiedlicher Laufdisziplinen (04/2005) 9

10 Anteilsmäßige muskuläre Belastung Betaoxidation % Glykolyse aerob % Glykolyse anaerob % KP % 24-Std-Lauf Doppelmarathon Marathon m 5000 m 1500 m 800 m ca. 88 ca. 60 ca. 20 Muskelglykogen ca. 10 Leberglykogen (Blutglukose) ca. 2 Muskelglykogen ca. 35 Leberglykogen (Blutglukose) ca. 5 Muskelglykogen ca. 75 Leberglykogen (Blutglukose) ca. 5 ca ca ca. 75 ca. 50 ca. 3-5 ca ca. 25 ca m ca. 25 ca ca m ca. 10 ca. 65 ca m ca. 50 ca. 50 Durchschnittswerte, Individuelle Schwankungen Energieflussraten 10

11 Energielieferung der Nährstoffe Sauerstoff ist bei aeroben Belastungen ein limitierender Faktor Mehr Energie durch Kohlenhydrate pro Liter Sauerstoff Heterochronizität der Regeneration 11

12 Heterochronizität der Regeneration (nach Neumann) Zeit Regeneration 4-6 min Vollständige Auffüllung entleerter muskulärer Kreatinphosphytspeicher 20 min Rückkehr von Herzfrequenz und Blutdruck zum Ausgangswert 30 min 30 min 60 min 90 min 120 min 6-24 Stunden 1 Tag 2-7 Tage 3-4 Tage 3-5 Tage Normalisierung der Unterzuckerung (Hypoglykämie) Erreichen des Gleichgewichtzustand im Säuren-Basen-Haushalt, Laktatkonzentration ist unter 2-3mmol/L abgesunken Nachlassen der starken Hemmung der Proteinsynthese in beanspruchter Muskulatur Umschlag von der abbauenden (katabolen) in die überwiegend aufbauende (anabole) Stoffwechsellage. Verstärkter Proteinumsatz zur Einleitung der Regeneration Erste Wiederherstellung in ermüdeter Muskulatur Ausgleich im Flüssigkeitshaushalt. Normalisierung des Hämatokrti Wiederauffüllung des Leberglykogens Auffüllung des Muskelglykogens in stark beanspruchter oder zerstörter Muskulatur Wiederherstellung der verminderten Immunabwehr Auffüllung der muskulären Fettspeicher (Triglyzeride) 3-10 Tage Regeneration in belastungsgeschädigten Kontraktionsproteinen und Stützstrukturen in überbeanspruchten Muskelfasern 7-14 Tage Aufbau funktionsgestörter Mitochondrien. Normalisierung verminderter Ausdauer- und Kraftausdauerfähigkeit und damit auch der VO2 max 1-3 Wochen Psychische Erholung vom gesamtorganismischen Belastungsstress 4-6 Wochen Abschluss der Regeneration nach anstregenden LZA III und IV Belastungen (Marathon, Ultramarathon, Langdistanztriathlon) Erneute Startfähigkeit für Wettkämpfe Regenerationsprozesse 12

13 Regenerationsprozesse Trainingsbelastungen Regenerationsprozesse laufende Regeneration %-ige Regeneration aerobe bei %iger Intensität möglich nach 6-8 Std. (Intensität %) anaerobe-alaktazide und laktazider nach 6-10 Std. anaerobe- alaktazide und neuromuskuläre Beanspruchung bei Belastungen unter 6 sec. nach sec. Pausen möglich nach ca. 10 Std. vollständige Regeneration nach Std. (bei %iger Intensität) nach Std. nach Std. und Ju-Jutsu 1. KP 7-10 sec Kombi 2. Glykogen sec (anaerob) hohes Tempo 3. Glykogen min (aerob) TE / WK 4. Fettsäuren Stunden WK Begrenzung durch: 1. Subtraterschöpfung des KP 2. Enzymvergiftung (Übersäuerung), Laktatansammlung 3. Substraterschöpfung 4. unbegrenzt 13

14 Übersicht Energielieferant Kontraktionen Pool im Körper 75 kg (28 kg Muskel) Hält wie lange? Wiederherstellung ATP KP KH (Anaerob) KH (Aerob) µmol / g Muskel 25 µmol / g Muskel 100 µmol / g Muskel 300g - 500g (Muskel) 300g - 500g (Muskel) 80 g 120 g (Leber) 4 kj 15 kj 4600 kj 2-3 sec 8 10 sec 40 sec 90 min Sofort durch KP 1,5 bis 3 Min Laktatabbau!!! 6 h bis 2 Tage Fette Genug kj Läuft und läuft und läuft Wiederherstellung?!? Literatur Boutellier, U. (2002):Fatburner oder Fettverbrennung durch Sport Mythos und Wahrheit, erschinen in Forum 1/02 auf: Joch W. / Ückert S. (2003): Ausdauerleistung nach Kälteapplikation, Leistungssport 06/2003 Härtel, S. (2005):, Fortbildungsveranstaltung am IfSS der Universität Karlsruhe (TH), karlsruhe.de/~za343/osa/material/download/neigungsfach/trainingslehre%2005%20- %20.pdf, Sandscheper, C. (2002): Die Form holt man sich im Bett!,cms Gesundheitsförderung und Sportdiagnostik, Köln, Download: Moosburger, K. (1995): Die muskuläre im Sport, veröffetnlicht im Sportmagazin Jan. 1995, Kirsch, K. (2002): Leistungsphysiologie, erschienen in: Klinke / Silbernagel (hrsg.), Lehrbuch der Physiologie, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, S. 509 ff 14

15 Fertig! Danke für die Aufmerksamkeit! 15

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