Physiologie des Menschen
ENERGIEQUELLEN DER MUSKELKONTRAKTION
Die Muskelkontraktion ist eine sehr energieaufwendige Angelegenheit. Wichtigste „Währung“ im Zusammenhang mit dem Energiehaushalt ist das Adenosintriphosphat (ATP), welches von den Zellen beim Abbau von Nährstoffen aufgebaut ist. In der Muskelzelle geschieht der Abbau zu ADP anaerob. Bereits im Ruhezustand benötigt die Muskelzelle einen ATP zur Aufrechterhaltung des Ruhetonus. Bei Anstrenung steigert sich der Abbau von ATP drastisch. Der Körper ist in der Lage verbrauchtes ATP wieder zu regenerieren. Dies kann geschehen durch:
- Anaerobe Glykolyse: Dabei wird im Muskel gespeichertes Glykogen über Glukose-6-Phosphat zu Milchsäure abgebaut. Diese Art der Energiegewinnung ist allerdings durch die Anhäufung von Milchsäure, dessen Salz als Laktat bezeichnet wird, begrenzt. Die Ansammlung von Milchsäure führt zu einem brennen in der Muskulatur und zu einer Belastung des Säure Basen Haushaltes. Das entstandene Laktat wird durch den Kohlensäure/Bikarbonat Puffer des Blutes abgefangen, wobei jedoch vermehrt Kohlendioxid entsteht welches abgeatmet werden muss. Bei plötzlicher, muskulärer Belastung, wenn die Sauerstoffversorgung des Muskels nicht mehr ausreichend ist, kommt es zu einer Anhäufung von Laktat, was von Sportlern oft als „Übersäuerung“ der Muskulatur bezeichnet wird. Die Sauerstoffausnutzung des Muskelgewebes kann bis zu einem gewissen Maß trainiert werden, wobei auch zu bedenken ist, dass durch eine genetische Verteilung von bestimmten Muskelzellen in der quergestreiften Muskulatur es erhebliche Unterschiede in der Ausdauerfähigkeit bei unterschiedlichen Menschen kommt.
- Für die aerobe Dauerleistung wird Glucose abgebaut, es entsteht Kohlendioxid, welches abgeatmet werden kann. Voraussetzung für diesen Vorgang ist das Vorhandensein von genügend Sauerstoff. Ist dies der Fall, wird die Muskelzelle die erhöhte Belastung durch einen Abbau von Glukose, bei dem ATP entsteht, kompensieren. Glucose ist dabei die bevorzugte Energiequelle. Muskelzellen haben zu diesem Zweck auch immer ein Reservoir von Glykogen, aus dem sie Glukose rekrutieren kann. Wahlweise kann auch Fett herangezogen werden, was aber mehr Sauerstoff benötigt.
- Eine dritte Möglichkeit ist die Spaltung von Kreatinphosphat CrP: CrP ist die schnell verfügbare Energiereserve des Muskels, welches seine Phosphatbindung auf ADP überträgt und so ADP zu ATP regenierrt.
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