Aerobe und anaerobe Energiebereitstellung
Aerobe Energiebereitstellung
Die aerobe Energiegewinnung stellt die Energie für längerdauernde Belastungen bereit (spielt bereits ab 90 min eine entscheidende Rolle), indem die Nährstoffe unter Sauerstoffverbrauch „verbrannt“ werden. Diese aerobe Oxidation erfolgt in 5 enzymgesteuerten Stufen, die aus mehreren Reaktionsschritten bestehen. Hierüber wird der größte Teil des Energiebedarfs bei körperlicher Arbeit, besonders bei längerer Arbeitsdauer, bereitgestellt.
- Glykogenolyse (Glykogenabbau)
- Glykolyse (Abbau der Glukose)
- Bildung von aktivierter Essigsäure (Azetyl-CoA)
- Zitronensäurezyklus (Abbau der Essigsäure)
- Atmungskette (Übertragung des Wasserstoff auf Sauerstoff- der Wasserstoff wird dabei oxidiert und der Sauerstoff reduziert, dadurch entsteht Wasser und NAD+) (vgl. De Marees 2003)
Anaerobe Energiebereitstellung
Die anaerobe Oxidation setzt dann ein, wenn der momentane Energiebedarf nicht durch die aerobe Oxidation gedeckt werden kann. Zu Beginn des Trainings, vor allem bei ungenügender Aufwärmarbeit, ist die Sauerstoffzufuhr durch die geringe Muskeldurchblutung herabgesetzt und begrenzt somit die aerobe Oxidation. Durch statische Muskelarbeit ist die Durchblutung ebenso herabgesetzt. Durch diesen Stopp der Sauerstoffzufuhr zur Muskelzelle muss die Energie ohne Sauerstoff, also anaerob bereitgestellt werden. Auch bei schwerster körperlicher Arbeit kann der Energiebedarf nicht ausreichend durch die aerobe Oxidation gedeckt werden. Der Energiegewinn bei der anaeroben Oxidation erfolgt durch den Abbau von Glukose. Man unterscheidet zwei Formen der anaeroben Oxidation, die alaktazide und laktazide (Bildung von Laktat („Milchsäure“) als Nebenprodukt, was wiederum als Brennstoff eingesetzt werden kann) anaerobe Oxidation.
Beide Formen der Energiebereitstellung laufen gleichzeitig ab, dabei aber in unterschiedlicher Qualität und Quantität. (vgl. De Marees 2003)
Eine Steigerung der Laktatkonzentration während körperlicher Aktivität führt zu einer „Übersäuerung“ in der Muskelzelle und subjektiv nehmen wir dies als „Brennen“ der Muskulatur wahr. Diese Abnahme des pH-Wertes führt dann zu einer schnellen peripheren Ermüdung und schließlich zum Abbruch der Belastung. (vgl. De Marees 2003)
Die folgende Tabelle zeigt die Charakteristika der beiden Energiebereitstellungswege:
| Aerobic Oxidation | Anaerobe Oxidation |
| Energiebereitstellung erfolgt relativ langsam | Energiebereitstellung erfolgt relativ schnell |
| Die pro Zeiteinheit freigesetzte Energiemenge ist relativ klein | Die pro Zeiteinheit freigesetzte Energiemenge ist relativ groß |
| Die bereitgestellte Gesamtenergiemenge ist relativ groß | Die Gesamtenergiemenge ist relativ klein |
| z.B. 1000-m-Lauf relativ geringe Laufgeschwindig- seit kann relativ lange durchgehalten werden | z.B. 400-m-Lauf relativ hohe Laufgeschwindigkeit kann nur kurzzeitig erbracht werden |
Tab: Charakteristika aerober und anaerober Oxidation (nach De Marees, 2003)
Die maximale Sauerstoffaufnahmefähigkeit (wie viel Milliliter Sauerstoff der Körper pro Minute verwerten kann) ist das zentrale Kriterium für die Ausdauerleistungsfähigkeit und spielt bei den aeroben Ausdauerleistungen eine wichtige Rolle. Diese kann durch ein Ausdauertraining trainiert und verbessert werden, wodurch wiederum andere Bereiche des Organismus profitieren bzw. optimiert werden können (z.B. die Herzarbeit). Somit ist ein Ausdauertraining für die Erhaltung und den Wiederaufbau der Gesundheit äußerst wichtig und empfehlenswert. Auf die gesundheitlich positiven Wirkungen wird in einem anderen Kapitel näher eingegangen. (vgl. De Marees 2003)