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ATP - Essentiell für Muskeln im Sport


Unser Körper benötigt für alle Vorgänge Energie – besonders beim Sport, körperlicher und geistiger Aktivität, aber auch während der Regeneration. In unserem Körper wird Energie in allen Zellen in Form von Adenosintriphosphat (ATP) zur Verfügung gestellt.


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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-lactacid oder anaerob-alactacid) 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 Lactat produziert, spricht man von einer lactaciden (mit Lactat) Energiebereitstellung, ansonsten von alactacidem (ohne Lactat) Stoffwechsel.

Was ist ATP und wie funktioniert es im Sport?

In 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 1-2 Sekunden bzw. 1-3 Muskelkontraktionen. Im ruhenden Muskel findet sich ein ATP-Vorrat von ca. 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 essentiell 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?


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Zur Erklärung soll die Beschreibung des Energiestoffwechsels bei einem 800-Meter-Lauf dienen:

Die anaerob-alaktacide Phase

Bei der Muskelkontraktion zerfällt das 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, immer dann, wenn zu wenig Sauerstoff vorhanden ist, ab. Da das Zuckermolekül nicht komplett aufgespalten werden kann, ist die Energieausbeute jedoch gering. Wenn Milchsäue (Lactat) vermehrt gebildet wird, führt dies schnell zur Ermüdung. Zudem ist die Ausbeute von 2 Molekülen Adensonintriphosphat aus einem Molekül Glukose gering. 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 Glucose 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 sind essentiell für jeden Sportler. Um ausreichend Adensonintriphosphat zu bilden, benötigt der Organismus wiederum den seltenen 5-fach-Zucker 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 Fructose in gewöhnlichem Haushaltszucker (50% Glucose/Fructose) ein 5-fach Zucker, der verschiedener nicht sein könnte. Fructose 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.

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 z.B. 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.

Nüchtern bewegen

Durch nüchternes Bewegen wird Energie in Form von Zucker verbraucht. Die Menge an Zucker in der Blutbahn wird verringert und der Energiestoffwechsel vom Körper automatisch optimiert. Denn wenn die benötigte Energie nicht aus der Nahrung bezogen werden kann, greift der Körper auf die eigenen Reserven – also die Fettzellen – zurück.

Unsere Empfehlung:

Gehe es langsam an, wenn Du beginnst, nüchtern zu trainieren. Starte am besten mit leichten, kurzen Einheiten und gehe dann zu längeren, moderaten Ausdauereinheiten (z.B. Laufen oder Radfahren) über.