Adenosintriphosphat (ATP) ist ein Molekül, das Energie liefert und in jeder lebenden Zelle vorkommt.
Adenosintriphosphat (ATP) Verwendung
Jede Arbeit und jede Bewegung Deines Körpers benötigt Energie.
Dazu nutzt der Körper ATP, unter Anderem für folgende Prozesse:
- Muskelkontraktion
- Herstellung von DNA
- Signalübertragung durch Nerven
Im Training ist vor allem die Muskelkontraktion wichtig, aber auch die Signalübertragung durch Nerven.
Das ATP Molekül besteht aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und drei Phosphoratomen, die sog. Phosphate bilden.
Die Energie ist in den chemischen Bindungen des Moleküls gespeichert und wird freigesetzt, wenn eine Bindung aufgebrochen wird und Adenosindiphosphat (ADP) entsteht.
Die Muskelzelle nutzt ATP, um Spannung zu erzeugen.
40 % der gespeicherten Energie werden in mechanische Energie (Muskelspannung, Kraft, Bewegung, phsysische Arbeit) umgesetzt, während 60 % der Energie in Form von Wärme verloren gehen.
Deshalb wird Dir auch warm, wenn Du Sport machst.
Interessanterweise besitzen unsere Muskeln damit einen höheren Wirkungsgrad als die meisten Ottomotoren.
Wenn Du einen Muskel kontrahierst, wird in allen beteiligten Muskelzellen ATP aufgespalten:
ATP = ADP + P + Energie für Muskelkontraktion (+ Wärme)
Adenosintriphosphat (ATP) Herstellung
ATP ist die einzige Energiequelle, die der Muskel verwenden kann, um Spannung aufzubauen.
Die Energie für das ATP-Molekül nimmst Du über Deine tägliche Nahrung auf, die Dein Körper entweder direkt verbrennt oder er speichert sie in den Fettdeopots und Glykogenspeichern für später.
Der Muskel kann allerdings weder Fette noch Kohlenhydrate direkt als Energielieferanten verwenden.
Fette und Kohlenhydrate müssen immer erst zerlegt werden, um ATP herzustellen.
Wenn ausreichend Sauerstoff vorhanden ist, kann …
- 1 Fett-Molekül in den Mitochondrien der Muskelzelle zu etwa 129 ATP Molekülen umgewandelt werden.
- 1 Glukose-Molekül (Kohlenhydrate) zu 38 ATP Molekülen umgewandelt werden.
Bereits verbrauchtes ATP, das nun in Form von ADP vorliegt, kann – wenn genügend Creatinphosphat (CP) vorhanden ist – schnell wieder zu ATP regeneriert werden:
ADP + CP → ATP + C
Creatinphosphat ist ein energiereiches Molekül, das in geringer Menge im Muskel gespeichert wird. Durch Creatin Einnahme können die Creatinspeicher im Muskel optimal gefüllt werden.
Bei gefüllten Creatinspeichern reicht der Energievorrat im Muskel für etwa 3-9 Sekunden maximale Muskelkontraktion.
Wenn Du den Muskel länger unter Spannung hältst, werden außerdem Fette und Kohlenhydrate zerlegt, um weitere ATP-Moleküle aufzubauen:
ADP + P + Energie → ATP
Wenn genügend Sauerstoff vorhanden ist (aerober Stoffwechsel), zerlegt die Muskelzelle dazu Fett- und Zuckermoleküle in den Mitochondrien.
Fehlt der Sauerstoff (anearober Stoffwechsel), kann der Muskel nur Zucker in ATP umwandeln. Dabei entsteht Laktat und pro Molekül Glukose entstehen nur 2 ATP Moleküle.
Adenosintriphosphat (ATP) Stoffwechsel Übersicht
Die folgende Tabelle verdeutlicht die wesentlichen Stoffwechselvorgänge zur ATP Bereitstellung.
| ATP Herstellung mit: | Vorteile | Nachteile |
|---|---|---|
| Kreatinphosphat |
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| Glykogen (anaerob) |
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| Glykogen und Fett (aerob) |
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Dabei laufen die aerobe und anerobe Energiebereitstellung stets GLEICHZEITIG ab, nur je nach Belastungsintesität in unterschiedlichen Verhältnissen.
Bei maximaler körperlicher Belastung stellt Dein Körper ATP in folgender Reihenfolge bereit:
- In den ersten 3-9 Sekunden werden die ATP- und CP-Speicher entleert. In diesem Zeitraum kannst Du am meisten Kraft entfalten.
- Parallel beginnt die Zelle, Zucker anaerob in ATP umzuwandeln. Dieser Prozess erreicht sein Maximum nach ca. 40-60 Sekunden.
- Die aerobe Energiegewinnung (aerober Glykogenabbau und Fettstoffwechsel) setzt erst nach etwa 1-2 Minuten Belastungsdauer (abhängig vom Grad der Belastung) ein. Langfristig kann so zwar die meiste Energie bereitgestellt werden, aber dieser Prozess läuft vergleichsweise langsam ab.
Dadurch wird auch klar, warum Du bei schweren Verbundübungen wie Kniebeugen oder Kreuzheben meherere Minuten Pause zwischen den Sätzen brauchst, um wieder zu Kräften zu kommen.
Dein Körper benötigt die Satzpausen, um die ATP-Depots wieder aufzufüllen.
Es gibt zwei Möglichkeiten, wie Du den Prozess der Energiebereitstellung im Muskel – neben dem Krafttraining – trainieren kannst:
- Cardiotraining im aeroben Bereich optimiert die Energiebereitstellung durch Fette und Glykogen.
- Creatin Monohydrat als Nahrungsergänzungsmittel sorgt dafür, dass Deine Muskeln stets ausreichend Creatinphosphat bereitstellen.
Dadurch lässt sich der Problem der Muskelübersäuerung etwas dämpfen:
Ab einem bestimmten Laktatwert stellen die Enzyme in der Zelle ihre Tätigkeit ein und es kann gar kein ATP mehr hergestellt werden.
Die Muskelzelle stellt ihre Arbeit dann vollständig ein. Wir fühlen das beim Training als „Brennen“ im Muskel.
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