Energiestoffwechsel - Schwellenkonzepte im Überblick


Hausarbeit, 2010
17 Seiten, Note: 1,3

Leseprobe

INHALTSVERZEICHNIS

1 Einleitung

2 Grundlagen der Energiebereitstellung
2.1 Anaerob-alaktazide ATP-Resynthese (Kreatinphosphat)
2.2 ATP-Resynthese über die Glykolyse
2.2.1 Anaerob-laktazide ATP-Resynthese (Anaerobe Glykolyse)
2.2.2 Aerob-alaktazide ATP-Resynthese (Aerobe Glykolyse)
2.3 Aerob-alaktazide ATP-Resynthese (Lipolyse)
2.4 Vergleich der Energiebereitstellungswege

3 Schwellenkonzepte
3.1 Allgemeine Definition der Schwelle
3.2 Schwellenkonzepte auf der Basis der Laktatmessung
3.2.1 Aerob-anaerobe Schwelle nach Mader (1976)
3.2.2 Schwellenkonzept nach Keul (1979)
3.2.3 Schwellenkonzept nach Stegmann (1981)

4 Aspekte und Auswirkungen der Schwellenkonzepte auf die Trainingssteuerung

Literaturverzeichnis

1 Einleitung

Vor einer Auseinandersetzung mit der Thematik „Energiestoffwechsel – Aspekte unterschiedlicher Schwellenkonzepte“ soll der Aufbau dieser Hausarbeit im Rahmen des Seminars „Entwicklungsgemäßes Training“ dargelegt werden. Die Ausführungen beginnen in Kapitel 2 mit den Grundlagen des Energiestoffwechsels und den unterschiedlichen Energiebereitstellungs- bzw. Resynthesewegen, da diese grundlegend für jede sportliche Aktivität sind. Somit beinhaltet der Punkt 2.1 die anaerob-alaktazide ATP-Resynthese über das Kreatinphosphat. Im Anschluss folgen unter Abschnitt 2.2 der anaerobe und der aerobe Weg der Glykolyse. Die Ausführungen zu der aerob-alaktaziden Lipolyse unter Punkt 2.3 schließen die Grundlagen des Energiestoffwechsels.

Im Übergang zu der Thematik der Schwellenkonzepte wird unter Kapitel 3.1 zunächst die Allgemeine Definition der Schwelle dargelegt, um im Folgenden drei Schwellenkonzepte auf der Basis der Laktatmessung darzustellen (Kapitel 3.2). Die chronologische Reihenfolge beibehaltend widmet sich der Unterpunkt 3.2.1 der aerob-anaeroben Schwelle nach Mader (1976), Abschnitt 3.2.2 dem Schwellenkonzept nach Keul (1979) und Punkt 3.2.3 dem Schwellenkonzept nach Stegmann (1981).

Unter Kapitel 4 schließen zusammenfassende Aspekte sowie Auswirkungen der Schwellenkonzepte auf die Trainingssteuerung die Ausführungen.

2 Grundlagen der Energiebereitstellung

Jegliche Form körperlicher Bewegung setzt die Bereitstellung von Energie voraus. Der Körper greift zur Energiegewinnung auf unterschiedliche Abläufe zurück, die ineinander verwoben sind und somit parallel ablaufen können.

Der Mensch nimmt über seine Nahrung Energie in Form von Kohlenhydraten, Fetten und Eiweißen auf; für die Erbringung sportlicher Leistungen ist jedoch das vom Muskel direkt verwertbare Adenosintriphosphat (im Weiteren ATP genannt) erforderlich. Der Vorrat einer Muskelzelle reicht jedoch nur für drei bis vier maximale Muskelkontraktionen aus. Der Körper muss demnach stetig ATP resynthetisieren.[1]

Der menschliche Organismus ist auf eine kontinuierliche Energiezufuhr angewiesen. So benötigt er u. a. Energie zur Aufrechterhaltung der Körpertemperatur und für Muskelkontraktionen. Sie wird überwiegend in Form von chemischer Energie über die Nahrung aufgenommen und im Anschluss im Körper in energiearme Bausteine zerlegt. Ein Teil der bei diesem Prozess freiwerdenden Energie kann sodann als energiereiche chemische Verbindung gespeichert werden, dessen wichtigste Verbindung das Adenosin- Triphosphat darstellt (im weiteren Verlauf ATP genannt). ATP ist der Energielieferant für die Muskelkontraktion und setzt sich aus Adenin, Ribose und drei Phosphorsäuremolekülen zusammen. Um die Kontraktion von Muskeln zu ermöglichen, muss die letzte Phosphatgruppe abgespalten und kinetische Energie freigesetzt werden. Die Abspaltung und damit die Spaltung des ATP wird durch die Starterfunktion des Enzyms ATP-ase ermöglicht. Aus dem ATP entsteht unter Einwirkung des Enzyms bei der chemischen Reaktion neben der freigesetzten Energie Adenosin- Diphosphat (im weiteren Verlauf ADP genannt) und anorganisches Phosphat. Dabei ist zu beachten, dass die gewonnene Energie zwar für die Muskelkontraktion genutzt werden kann; ATP steht jedoch im menschlichen Organismus nicht unbegrenzt zur Verfügung. So betont Heck (1990, S. 22):

„Der Energievorrat an ATP im Muskel liegt bei ca. 0,005 mol/kg Muskulatur. Damit lassen sich nur etwa 3 – 4 maximale Kontraktionen durchführen. ATP muss demzufolge fortlaufend resynthetisiert werden“.

Um nicht in einen kritischen Bereich der ATP- Konzentration im Muskel zu gelangen, der letztendlich zu einer Kontraktionsunfähigkeit als Schutzmechanismus führen kann, muss der Organismus über effektive Resynthesewege des ATP aus ADP verfügen (Heck, 1990; Markworth, 2002).

Diese Umwandlung von chemischer in mechanische Energie als Grundvoraussetzung von körperlichen Bewegungen wird je nach Belastungsintensität durch verschiedene Stoffwechselprozesse geleistet. Diesbezüglich lassen sich zunächst anaerobe – ohne die Anwesenheit von Sauerstoff – und aerobe – unter Sauerstoffverbrauch ablaufende – Resynthesewege voneinander unterscheiden. Je nach Beanspruchung können dabei unterschiedliche Phasen durchlaufen werden (Hollmann & Hettinger, 2000).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Sowohl der anaerob alaktazide als auch der anaerob laktazide Resyntheseweg läuft mit einer unzureichenden Sauerstoffaufnahme ab. Der Unterschied der beiden energieliefernden Prozesse liegt im Endprodukt. Bei der Glykolyse entsteht Laktat, während der Weg über das Kreatinphosphat sowohl ohne Sauerstoff, als auch ohne die Bildung von Milchsäure erfolgt (Heck, 1990).

In der Hinleitung auf die Laktatschwellen bzw. die unterschiedlichen Schwellen-konzepte dient eine überblickhafte Bearbeitung der einzelnen Resynthesewege einer Grundlagenklärung.

2.1 Anaerob-alaktazide ATP-Resynthese (Kreatinphosphat)

Wie bereits oben erwähnt enthält die Muskelzelle lediglich einen ATP-Vorrat für ca. drei bis vier maximale Muskelkontraktionen. Das ATP besteht aus Adenin, Ribose, sowie drei Phosphorsäuremolekülen. Diese energiereiche Substanz zerfällt durch die Kontraktion in Adenosindiphosphat (ADP) und einen Phosphatrest.

Mithilfe der so genannten Lohmann-Reaktion kann das zerfallene ATP resynthetisiert werden. Bei der anaerob- alaktaziden Energiebereitstellung handelt es sich um einen Resyntheseweg des ATP, der unter Abwesenheit von Sauerstoff stattfindet. Hierbei spielt das Kreatinphosphat eine wichtige Rolle: es setzt sich aus Kreatin und einem Phosphatrest zu einer chemischen, energiereichen Verbindung zusammen, die über eine dem ATP ähnliche Energie verfügt. Durch die Abspaltung des Phosphatrests und seine „Übertragung“ auf das ADP kann das ATP wiederhergestellt werden. Der Katalysator dieses Prozesses ist das Enzym Kreatinkinase. Die ablaufende Reaktion lässt sich wie folgt zusammenfassen: aus ADP und Kreatinphosphat wird unter Einwirkung des Enzyms Kreatinkinase ATP resynthetisiert. Die Endprodukte der Reaktion sind somit ATP und Kreatin (ADP + Kreatinphosphat à ATP + Kreatin) (Heck, 1990; Knechtle, 2002). Dem Kreatinphosphat kann eine Starter- und Überbrückungsfunktion zugeschrieben werden, das zur Sicherstellung der Energieversorgung beiträgt, während die anderen Bereitstellungssysteme anlaufen. Das Kreatinphosphat fungiert demnach als Sofortreserve für die Resynthese des ATP.

[...]


[1] Nach Heck (1990) liegt der Energievorrat im Muskel bei ca. 0,005 mol/kg Muskulatur.

Ende der Leseprobe aus 17 Seiten

Details

Titel
Energiestoffwechsel - Schwellenkonzepte im Überblick
Hochschule
Carl von Ossietzky Universität Oldenburg  (Sportwissenschaft)
Veranstaltung
Entwicklungsgemäßes Training
Note
1,3
Autor
Jahr
2010
Seiten
17
Katalognummer
V174233
ISBN (eBook)
9783640945900
ISBN (Buch)
9783640946181
Dateigröße
922 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
ATP, Energiebereitstellung, Resynthese, Schwellenkonzepte, Mader, Keul, Stegmann, Trainingssteuerung
Arbeit zitieren
Stefan Hasse (Autor), 2010, Energiestoffwechsel - Schwellenkonzepte im Überblick, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/174233

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