Unser Körper benötigt jeden Tag Energie. Nicht nur für sportliche Aktivitäten, sondern für alle Arten von Bewegung aber auch wenn wir sitzen oder schlafen. Der einzige Energieträger, den der Körper direkt nutzen kann ist das ATP.
ATP steht für Adenosintriphosphat und ist ein sog. Nucleotid. Es besteht aus einem Basen-, Zucker- und Phosphoranteil.
Im Folgenden schauen wir uns den Aufbau mal einmal etwas genauer an:
Hierbei handelt es sich um die Phosphatgruppe. Da es eine Kette aus drei Molekülen ist, sprechen wir von einem Triphosphat. Im Bezug auf ATP werden sie auch als energiereiche Phosphate beschrieben, da es bei der Abspaltung eines Moleküls zur Freisetzung von Energie kommt.
Dies ist der Zuckeranteil und wird auch Ribose genannt. Ohne ihn wäre es logischerweise nicht möglich neues ATP zu bilden. Die Ribose ist ein Polysaccharid, genauer gesagt ein 5-fach Zucker. Somit ist es also den Kohlenhydraten zugeordnet und wir können es direkt über die Nahrung zu uns nehmen, bzw. der Körper kann diese aus anderen Zuckern oder mithilfe der Glukoneogenese (also aus Proteinen) herstellen.
Der dritte Teil des ATPs ist die Base Adenin. Sie ist eine der vier Basen, welche auch in unserer DNA (Desoxyribonukleinsäure) und RNA (Ribonukleinsäure) vorkommen. Das Konstrukt in Verbindung mit der Ribose nennt man dann Adenosin.
Das ist also der Aufbau des Adenosintriphosphats, aber wie genau gewinnt unser Körper daraus Energie?
Die Energiebereitstellung geschieht in unseren Zellen, um genau zu sein in den Mitochondrien. Diese werden daher auch als unsere „Kraftwerke“ bezeichnet. Dabei wird das ATP unter Zuhilfenahme von Enzymen gespalten. Die Bindung eines Phosphormoleküls wird gelöst und dabei wird Energie freigesetzt.
ATP = ADP + P + Energie (30,5 KJ/mol) + Wärme
Unser körpereigener ATP Speicher ist allerdings nach ca. 5 sek erschöpft und somit muss dieser Prozess im Körper dauerhaft und konstant stattfinden. Das heißt auch, dass wir ständig neues ATP benötigen. Es gibt mehrere Wege für den Körper ATP zu resynthetisieren. Die verschiedenen Prozesse laufen alle gleichzeitig im Körper ab und man bezeichnet das Ganze als Energiebereitstellungsprozesse. Das Verhältnis der verschiedenen Prozesse untereinander ist abhängig von Art und Länge der Belastung. Im Folgenden werden die Prozesse kurz erläutert.
Anaerobe-alaktazide Energiebereitstellung
Unter der Zuhilfenahme von Creatinphosphat lässt sich aus dem ADP wieder neues ATP synthetisieren (ADP + CP = ATP + C). Je nach Größe des Creatinspeichers im Körper variiert die Zeit dieser Energiebereitstellung zwischen 7 und 10 Sekunden. Trainierte Sportler haben meist einen größeren CP-Speicher, dies gilt auch wenn Creatin supplementiert wird, z.B. als Creatinmonohydrat. Dadurch lässt sich der körpereigene Speicher vergrößern und somit im Bereich der Maximal- und Schnellkraft die Leistuing nachweislich erhöhen. Creatin ist auch Teil unserer Nahrung und ist vermehrt in tierischen Produkten, vor allem in Fleisch zu finden.
Anaerob-laktazide Energiebereitstellung
Hierbei handelt es sich um eine Energiebereitstellung durch Glukose, allerdings wie der Name schon sagt anaerob (also ohne Sauerstoff). Man spricht dann von einem unvollständigen Glukoseabbau unter der Bildung von Laktat (Milchsäure). Das Laktat lagert sich dabei in der Muskulatur ab und trägt dazu bei, dass der ph-Wert gesenkt wird. Es findet eine Übersäuerung statt, die sog. metabolische Azidose. Die Muskulatur befinden sich so im sauren Millieu und es kommt bei Anhäufung zu Schmerzen bei der Kontraktion, bis irgendwann keine weitere Kontraktion mehr möglich ist. Aus einem Molekül Glukose können 2 Mol ATP hergestellt werden. Dieser Prozess wird zum Großteil bei kurzen Belastungen genutzt zwischen 10-90 Sekunden.
Aerobe Glykolyse
Bei der Glykolyse unter Zuhilfenahme von Sauerstoff kann sehr effizient Energie gewonnen werden. So können aus einem Glukosemolekül hierbei 32 Mol ATP hergestellt werden. Die Glukose wird mit Sauerstoff vollständig abgebaut, es wird also kein Laktat gebildet. Ab ca. 90 Sekunden Belastung steigt das Verhältnis dieses Bereitstellungsprozesses stark an und übernimmt im weiteren Verlauf den Großteil der Energiebereitstellung.
Lipolyse / Beta-Oxidation
Bei längeren Belastung oberhalb von 90 Minuten gewinnt die Lipolyse weiter an Priorität. Hierbei werden freie Fettsäuren unter Zuhilfenahme von Sauerstoff abgebaut. Dabei kann man aus einem Fettsäuremolekül, 107 Mol ATP gewinnen. Dies erklärt auch warum der Körper in der Lage ist mehrere Stunden Leistung zu verrichten. Durch Fettspeicher bzw. Depots im Körper sind im Regelfall genügend Baustoffe zur Synthetisierung von ATP verfügbar.