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Erkenntnisse über Athleten der drei Extremsportarten Ultramarathon, Langstreckenradfahren und Ultratriathlon

Ergebnisse aus Athleten-Interviews

AutorMichael Mankel
VerlagGRIN Verlag
Erscheinungsjahr2009
Seitenanzahl194 Seiten
ISBN9783640408764
FormatPDF/ePUB
Kopierschutzkein Kopierschutz/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis31,99 EUR
Diplomarbeit aus dem Jahr 2004 im Fachbereich Gesundheit - Sport - Bewegungs- und Trainingslehre, Note: 2,0, Deutsche Sporthochschule Köln (Institut für Individualsportarten), Sprache: Deutsch, Abstract: Die Arbeit beschäftigt sich mit den drei Extremsportarten Ultramarathon, Ultra-Triathlon und Langstreckenradfahren. Durch fragebogengeführte, umfangreiche Interviews werden wissenschaftliche Erkenntnisse über diese Sportarten zusammengetragen. Die Diplomarbeit ist grob in zwei Teile aufgeteilt. Im ersten Teil werden aus der bestehenden Literatur Anforderungsprofile für die drei Extremsportarten erstellt. Der zweite Teil gibt Erkenntnisse der einzelnen Sportarten wider, die durch die fragebogengeführten Interviews gewonnen werden.

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Leseprobe

2 Energiebereitstellung


 

2.1 Aufgaben von ATP und KP


 

Kurz gesagt besitzt unser Körper nur einen universellen Energielieferanten und das ist das ATP (Adenosin-Tri-Phosphat). Durch die Verwertung seiner drei energiegeladenen Phosphate ist es möglich z.B. Muskeln kontrahieren zu lassen. Die primäre Energiebereitstellung für die Kontraktion von Muskelfasern wird durch den Abbau von ATP zu ADP (Adenosin-Di-Phosphat) und in geringen Mengen zu AMP (Adenosin-Mono-Phosphat) geleistet. Der menschliche Organismus enthält ca. 80 g ATP. Dieser Speicher darf bei körperlicher Belastung aber nicht komplett aufgebraucht werden, weil das ATP noch andere Aufgaben im Körper zu erledigen hat. Es wird z.B. benötigt bei der Produktion von Magensäure oder bei der Aufrechterhaltung der Körperwärme und der kompletten Zellstrukturen.

 

Die lokal vorrätige ATP-Menge ist bei Aktivität nach ca. 2 sek. aufgebraucht. Damit der ATP Gehalt nach einem raschen Anstieg des Energiebedarfs durch Bewegung nicht in kritische Regionen absinkt gibt es noch einen zweiten Energielieferanten der ebenfalls auf dem Prinzip der energiereichen Phosphate basiert. Die Rede ist vom Kreatinphosphat (KP), welches in der Muskulatur gespeichert ist. Wenn das ATP durch Muskelarbeit zu ADP verbraucht wurde dann gibt das KP sein energiereiches Phosphat ab und so wird aus ADP wieder ATP, welches dann wieder den gleichen Zyklus durchlaufen kann. Das Enzym Kreatinkinase löst das Phosphat vom Kreatin ab. Je nach Trainingszustand sind die Kreatinphosphatspeicher bei hochintensiven Belastungen nach 6-20 sek. erschöpft. Deshalb gibt es im Organismus noch andere Energiebereitstellungszyklen, die das Kreatinphosphat wieder auffüllen und so immer weiter das wichtige ATP gebildet werden kann (Tomasits/Haber, 2003, 3ff).

 

2.2 Die aerobe und anaerobe Energiebereitstellung


 

Es gibt verschiedene Wege ATP wieder zu gewinnen. Das ist möglich ohne Sauerstoff mit einer Anhäufung von Laktat und ohne Laktat sowie die Verstoffwechslung von Kohlenhydraten und Fetten unter Beteiligung von Sauerstoff.

 

Kreatinphosphat gibt sein Phosphatmolekül ab, so dass aus ADP, ATP werden kann. Diesen Vorgang nennt man „Lohmann Reaktion“. Sie hat den Vorteil, dass sie ohne Sauerstoff sehr schnell einsetzt. Der Nachteil besteht darin, dass sie nicht sehr ergiebig ist, was bedeutet dass aus 1 Mol Kreatinphosphat nur 1 ATP entsteht. Der komplette Vorgang läuft anaerob alaktazid ab.

 

Danach folgt die anaerobe Glykolyse, die aus Glukose, ATP und Brenztraubensäure (Pyruvat)  produziert. Insgesamt gibt es für das Pyruvat drei Verwertungsmöglichkeiten:

 

1. Pyruvat wird nach Abspaltung von CO2 zu aktivierter Essigsäure (Acetyl-CoA), die im weiteren Verlauf vollständig zu Kohlendioxid und Wasser abgebaut wird.

2. Pyruvat bildet mit aktiver Essigsäure Oxalessigsäure, die im Zitratzyklus eine Schlüsselrolle spielt.

3. Pyruvat wird bei zunehmender Konzentration in Milchsäure (Laktat) umgewandelt

 

Die anaerobe Glykolyse ist etwas langsamer als die Lohmann Reaktion, aber dafür entsteht aus 1 Mol Glukose 3 ATP. Diese Energiebereitstellungsform ist anaerob laktazid.

 

Die Energiebereitstellungszyklen bei denen Sauerstoff vorhanden ist, ist zwar in der Bereitstellungsgeschwindigkeit deutlich langsamer als die beiden oben genannten Prozesse, aber dafür kann viel mehr Energie produziert werden. Zum einen ist es die aerobe Oxidation, die aus Glukose und Sauerstoff ATP herstellt und zum anderen die aerobe Beta-Oxidation, die aus Triglyzeriden und Sauerstoff ATP produziert. Bei der aeroben Oxidation entsteht aus 1 Mol Glukose 39 ATP und bei der aeroben Beta-Oxidation entstehen aus 1 Mol Triglyzeriden 129 ATP, jedoch ist die Bereitstellungsgeschwindigkeit nochmals um die Hälfte langsamer als bei der aeroben Oxidation.

 

Die aerobe Energiebereitstellung findet in den Mitochondrien der Muskelzellen statt. Hier ist auch der Trainingszustand mit entscheidend, denn je ausdauertrainierter eine Person ist, desto mehr Mitochondrien hat er zur Verfügung, die dann aus Glukose, Fettsäuren und Aminosäuren ATP herstellen können.

 

Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass höhere Werte Pyruvat durch eine hohe Anzahl an Mitochondrien oxidativ abgebaut werden können ohne dass der Muskel „sauer“ wird. Das bedeutet, eine trainierte Person kann eine Belastung länger durchhalten als eine untrainierte Person, da der Organismus die Laktatkonzentration länger in einem optimalen Bereich halten kann. Bei Untrainierten steigt die Laktatkonzentration schneller an, da weniger Mitochondrien  aerobe Energie bereitstellen können, was zu einer vermehrten Anhäufung von Laktat führt, welches den Muskel schneller übersäuert und eine Leistungsminderung zur Folge hat.

 

Die verschiedenen Möglichkeiten der Energiebereitstellung gehen immer fließend ineinander über. Nie ist nur eine Form der Energiebereitstellung wie z.B. die aerobe Oxidation der Kohlenhydrate an der Energiegewinnung beteiligt, sondern immer auch ein prozentualer Anteil an Fettverbrennung oder anderer Formen.

 

Durch die vielen Enzyme werden die komplexen Stoffwechselprozesse der Energiebereitstellung kontrolliert. Ein Schlüsselenzym ist die Phosphorylase, die die Glykolyse steuert. Adrenalin und freies ADP stimulieren die Phosphorylase, während die Substanzen des Zitratzyklus das Enzym hemmen. Bei geringer und mäßiger Belastungsintensität reicht die oxidative Kapazität, Adrenalin und freies ADP sind wenig vorhanden und deshalb wird die Glykolyse gehemmt. Die Hemmung der Glykolyse durch den Zitratzyklus wird „Pasteur-Effekt“ genannt. Ab einer Intensität, bei der der gesamte Energieumsatz größer ist als oxidativ bereitgestellt werden kann, wird die Glykolysehemmung, durch die zunehmende Konzentration von freiem ADP und Adrenalin überwunden. Die anaerobe Glykolyse wird parallel hochgefahren zur laufenden aeroben Energiegewinnung (Tomasits/Haber, 2003, 4ff).

 

Grob gesagt entscheiden die Intensität und der Trainingszustand darüber, welche Form der Energiebereitstellung im Körper bevorzugt abläuft.

 

Am Anfang der Belastung wird ein Mehr an Sauerstoff benötigt. Der muss jedoch erst eingeatmet werden und mit dem Blut in die Muskulatur transportiert werden. In dieser Zeit bedient sich der Organismus von lokalen Sauerstoffspeichern in der Muskulatur (Myoglobin), lokal vorrätigem ATP (2 sek.) und danach anaerob vom Kreatinphosphat aus der Lohmann-Reaktion (10-20 sek.). Nach der Lohmann-Reaktion schaltet die anaerobe Glykolyse dazu. Sie erreicht ihren Höhepunkt nach etwa 45 sek. und dominiert die Energiebereitstellung bis etwa    2 min. Nach dieser Anfangsphase ist dann genügend Sauerstoff aus der Atmung vorhanden und die aeroben Prozesse übernehmen die Energieproduktion. Je ausdauertrainierter eine Person ist, desto mehr Myoglobin ist in den roten ST-Fasern gespeichert. Dies bedeutet, dass bei Arbeitsbeginn der noch mangelnde Sauerstofftransport über den Blutweg zum Teil kompensiert werden kann und somit der Anteil der anaeroben Energiegewinnung verringert wird.

 

Die Dauer der Energiebereitstellung über die Kohlenhydrate hängt davon ab wie groß die Glykogenspeicher im Körper sind. Glykogen ist die Speicherform von Glukose und befindet sich lokal in der Muskulatur (Muskelzellen) und außerhalb der Muskulatur in der Leber. Bei Untrainierten ca. 200-350 g in der Muskulatur und ca. 100 g in der Leber sowie ca. 80 g als Blutzucker in der Blutbahn. Bei trainierten Menschen können sich durch Training die Glykogenspeicher in der Muskulatur verdoppeln. Nach ungefähr 30-60 min. (nicht sporttreibende Person) bzw. 90-120 min. (Sportler/Leistungssportler) sind die Glykogenspeicher weitgehend aufgebraucht.

 

Bei anschließend reduzierter oder generell niedrig intensiver Belastung werden die Glykogenspeicher geschont und die Energiebereitstellung legt seinen Schwerpunkt auf die Verbrennung von Triglyzeriden, welche die körpereigene Speicherform von Fett ist. Die Triglyzeride werden in Glyzerin und freie Fettsäuren (FFS) gespalten. Die Energiegewinnung über die Fettdepots ist nahezu unbegrenzt und kann über Tage bis Wochen aufrecht gehalten werden. Die optimale Belastungsintensität für die Fettverbrennung liegt bei 50-65 % der maximalen Sauerstoffaufnahme, weil die Energieflussrate nochmals fast um die Hälfte niedriger ist als bei der Glukoseverbrennung ( 0,51-0,68 mmol/kg/sek bei Glukose im Gegensatz zu 0,24 mmol/kg/sek bei FFS).

 

Für den Ultra-Triathleten ist die aerobe Ausdauer der entscheidende Faktor. Seine Energiegewinnung läuft zu 99 % auf aerober Basis. Das 1 %, das noch übrig ist verbraucht man anaerob um sich z.B. beim Schwimmen eine gute Ausgangsposition zu verschaffen oder gegebenenfalls bei kleinen Zwischensprints. Bei allen Ultraausdauerbelastungen nimmt die Fettverbrennung eine herausragende Rolle ein. Solche langen Belastungen sind nur über die Oxidation von FFS zu realisieren und deshalb darf die Belastungsintensität nicht über         50-65 % der maximalen Sauerstoffaufnahmefähigkeit und über 55-75 % der Hfmax. liegen, da sonst die Glykogenspeicher zu stark...

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