Stoffwechsel: So wird Nahrung zu Energie

Jede Zelle in unserem Körper benötigt Energie, um zu funktionieren, sei es für Muskelkontraktionen bei Bewegungen jeder Art oder Sport, bei der Regulierung der Körpertemperatur, beim Schlaf, bei der Atmung oder bei allen anderen wichtigen Körperfunktionen. Mehr über die Grundlagen der menschlichen Energieprozesse zu wissen, kann hilfreich sein, um gesündere Trainings- und Ernährungsentscheidungen zu treffen. 

Schauen wir uns einmal genauer an, woher unser „Treibstoff” kommt und wie unser Körper ihn nutzt:

Die Energie, die der menschliche Körper jeden Tag verbraucht, stammt bekanntlich aus der Nahrung, die wir zu uns nehmen. Weniger bekannt ist jedoch, was nach dem Verzehr einer Mahlzeit geschieht, um die Nahrung in Stoffe umzuwandeln, die die unzähligen Zellen, aus denen unser Körper besteht, nutzen können.

Am einfachsten können wir uns das folgendermaßen vorstellen: Nach dem Verzehr einer Mahlzeit werden die festen und flüssigen Bestandteile der Lebensmittel verdaut und in Makronährstoffe, die Bausteine der Ernährung – Kohlenhydrate, Eiweiß und Fette – zerlegt.

Diese werden vom Körper zu einfachen Verbindungen weiterverarbeitet, die die zu verwertende Energie speichern. Im weitesten Sinne handelt es sich bei diesen Verbindungen um Glukose (aus Kohlenhydraten), Aminosäuren (aus Proteinen) und Fettsäuren (aus Fetten). Alle diese Stoffe werden nach der Verdauung in den Blutkreislauf aufgenommen und zu den verschiedenen Zellen im Körper transportiert (oder zur späteren Verwendung gespeichert).

An dieser Stelle wird es jetzt etwas komplizierter.

Die abgebauten Verbindungen, die dein Körper aus den verzehrten Lebensmitteln gewonnen hat, werden in deinen Zellen zu Adenosintriphosphat-Molekülen (kurz ATP) geformt.

Betrachte die ATP-Moleküle als deinen Treibstoff. In diesem Zustand sind sie sofort nutzbar und stellen die am leichtesten verfügbare Energiequelle des menschlichen Körpers dar.

Der Körper speichert zwar eine minimale Menge an ATP in den Muskeln, der Großteil wird jedoch aus der Nahrung gewonnen, weshalb eine gesunde, ausgewogene Ernährung so wichtig ist.

Bei körperlicher Aktivität wirken drei verschiedene Prozesse zusammen, um ATP-Moleküle aufzuspalten, die Energie freisetzen, die die Muskeln für die Kontraktion, die Krafterzeugung und letztlich für die sportliche Leistung verwenden.

Diese Prozesse oder Energiesysteme, wie sie auch genannt werden, dienen der Energiegewinnung, und die Intensität und Dauer der körperlichen Aktivität, die wir ausüben, bestimmt, welches dieser Systeme als Haupttreibstoffquelle dient.

Sobald du mit dem Training beginnst, wird die geringe Menge an ATP, die in deinem Körper gespeichert ist, verbraucht und muss wieder aufgefüllt werden, damit du mit dem Training fortfahren kannst. Hier kommen die drei verschiedenen Systeme des Körpers ins Spiel, die eine konstante Energieversorgung sicherstellen. (Weiter unten gehen wir auf jedes System im Einzelnen ein.)

Je nach sportlicher Aktivität besteht ein unterschiedlicher Energiebedarf. Bei manchen Workouts, wie z. B. HIIT, muss die Energiezufuhr sehr schnell erfolgen, während in anderen Fällen die Energiezufuhr nicht so schnell erfolgen muss, sondern gleichmäßig über einen längeren Zeitraum hinweg.

Alle drei Energiesysteme sind während des Trainings immer aktiv, aber die Methode, auf die du dich am meisten verlässt, um diese Energie zu erzeugen, hängt von der Aktivität ab, die du ausübst, oder genauer gesagt, von ihrer Intensität und Dauer. Wenn du diese Energiesysteme genau kennst und dieses Wissen auf dein Fitnesstraining anwendest, kann dich das beim Training voranbringen und dir bessere Resultate liefern.

Das dem Körper am unmittelbarsten zur Verfügung stehende Energiesystem ist das Phosphagensystem, auch bekannt als ATP-PC-System. Dieses Energiesystem ist das einzige, auf das der Körper zurückgreift, um sofortige Energie zu erzeugen, denn es kann mit hoher Geschwindigkeit bereitgestellt werden.

Die Energiequelle, Phosphokreatin (PC), wird im Körpergewebe gespeichert und benötigt keinen Sauerstoff, weshalb es sich um ein anaerobes System handelt, das schnell arbeitet. Da deine Zellen jedoch nicht viel Phosphokreatin speichern, ist die Gesamtenergie, die es produzieren kann, begrenzt und erreicht daher nach etwa 10 Sekunden Vollbelastung ihr Maximum.

Bei wiederholten, kurzen, maximalen und hochintensiven Belastungen (z. B. Gewichtheben, kurze Sprints oder Ballwerfen) bleibt es für die Dauer des Trainings das vorherrschende Energiesystem, allerdings nur, wenn du zwischen den Trainingseinheiten genügend Pausen einlegst, um die Speicher wieder aufzufüllen.

Das glykolytische System, besser bekannt als das anaerobe laktische Energiesystem, kann recht schnell ATP für Aktivitäten produzieren, die größere Energiespitzen von maximal 10-90 Sekunden erfordern.

Das glykolytische System nutzt Kohlenhydrate in Form von Blutglukose und gespeichertem Glykogen zur ATP-Produktion. Wie das Phosphagensystem, beginnt es mit der anaeroben Energiegewinnung. Wenn du dich jedoch der Zwei- bis Drei-Minuten-Marke näherst, wird Sauerstoff ein immer wichtigerer und schließlich notwendiger Teil des Prozesses, und dann kommt das nächste System ins Spiel.

Das dritte und letzte Energiesystem, das zum Tragen kommt, ist das oxidative System, das auch als aerobes Energiesystem bezeichnet wird. Dieser Prozess benötigt Sauerstoff zur Herstellung von ATP, da Kohlenhydrate und Fette nur in Gegenwart von Sauerstoff verbrannt werden können. Es ist zwar nicht die Hauptquelle für ATP zu Beginn des Trainings, kann aber eine große Menge davon produzieren, was dieses System zum bevorzugten System für lang andauernde Herz-Kreislauf-Aktivitäten mit relativ geringer Intensität macht.

Dieses aerobe Energiesystem muss mit Sauerstoff versorgt werden, damit es funktionieren kann, sonst verlangsamt sich der gesamte Prozess und kommt möglicherweise ganz zum Stillstand.

Obwohl du wahrscheinlich hauptsächlich Fett verbrennst, wird immer noch eine konstante Kohlenhydratzufuhr benötigt, um Fett in eine Energiequelle umzuwandeln. Das Verhältnis zwischen Fett- und Kohlenhydratverbrauch hängt von der Intensität und Dauer des Trainings sowie von deiner Erfahrung mit aerobem Training ab.

So werden beispielsweise bei kürzeren und intensiveren Trainingseinheiten mehr Kohlenhydrate verbrannt, während bei längeren, weniger intensiven Trainingseinheiten ein höherer Anteil an Fetten verbrannt wird. Je häufiger du aerob trainierst, desto mehr ist dein Körper in der Lage, bei einer gewissen Intensität Fette als Brennstoff zu nutzen.

Zum einen ist es wichtig, sich vor Augen zu halten, dass alle drei Systeme bei jeder körperlichen Aktivität einen Beitrag zum Energiebedarf des Körpers leisten. Sie arbeiten nicht unabhängig voneinander, sondern treten je nach Dauer und Intensität der Aktivität zu unterschiedlichen Zeiten in den Vordergrund.

Unabhängig von der Art des Trainings oder dem Ziel, das du verfolgst, bietet dir die Aktivierung aller drei Stoffwechselsysteme Vorteile. Wenn du z. B. normalerweise Kraft-/Widerstandstraining absolvierst, kannst du dein Trainingsvolumen erhöhen, indem du Ausdauertraining in deinen Trainingsplan mit integrierst.

Wenn du überwiegend Ausdauersport betreibst, kann ein- bis zweimal Krafttraining pro Woche helfen, deine Leistung zu steigern und das Verletzungsrisiko zu mindern. So oder so bist du nicht nur besser informiert, sondern auch aus Trainingssicht vielseitiger aufgestellt – eine Win-win-Situation also.