Zur Gewinnung von Energie kann unser Körper auf zwei Wege zurückgreifen, die beide eng miteinander verknüpft sind, aber dennoch auf unterschiedliche Art arbeiten. Unterschieden werden können diese Wege in aerobe und anaerobe Energiegewinnung, also mit oder ohne die Beteiligung von Sauerstoff.
Anaerobe Energiebereitstellung
Die Energiebereitstellung im Körper ohne die Anwesenheit von Sauerstoff über den anaeroben Weg kann weiter ausdifferenziert werden: Dabei kann zwischen anaerob-alaktazid und anaerob-laktazid unterschieden werden, demnach ohne oder mit Produktion von Laktat.
Anaerobe-alaktazide Energiebereitstellung
Bei sportlicher Belastung folgen verschiedene Phasen der Energiebereitstellung aufeinander. In der ersten Phase, der anaerob-azaktaziden Phase, wird weder Sauerstoff benötigt, noch Laktat produziert.
Damit der Muskel nun auf Energie zurückgreifen kann, hat dieser eine gewisse Menge an ATP (Adenosintriphosphat) gespeichert, mit der 2 bis 3 Muskelkontraktionen mühelos überbrückt werden können. Dabei läuft die Reaktion wie folgt ab: ATP → ADP + Phosphat + Energie. Anschließend wird aber weiteres ATP benötigt, sodass auf einen weiteren Energieträger zurückgegriffen wird: das Kreatinphosphat. Dabei verläuft die Reaktion wie folgt: KP + ADP → Kreatin + ATP.
Die Energie, die in beiden Prozessen gewonnen wird, steht nahezu sofort für Kontraktionen zur Verfügung und kann für 8 bis 20 Sekunden genutzt werden. Abhängig vom jeweiligen Trainingszustand können diese Prozesse kürzer oder länger aufrecht erhalten werden.
Anaerobe-laktazide Energiebereitstellung
Neben dem phosphatbasierten Energiegewinnungsprozess, kann Energie ohne Sauerstoff gewonnen werden, in dem Glucose abgebaut und Laktat aufgebaut wird. Ein Molekül Glucose liefert bei diesen Ablauf neben 2 Molekülen ATP auch 2 Moleküle Laktat. Die Reaktionsgleichung lässt sich dabei folgendermaßen ablesen: 1 Glucose + 2 P + 2 ADP → 2 Laktat + 2 ATP.
Es ist stets zu bedenken, dass Laktat in dieser Reaktion den sogenannten limitierenden Faktor darstellt, da mit zunehmender Intensität mehr und mehr Laktat anfällt. Ab einem bestimmten alkalischen Blutmilieu (zu hoher Laktatspielgel im Blut), muss dann die Belastung aufgrund von Übersäuerung abgebrochen werden. Dieser Zeitpunkt tritt etwa nach 40 bis 45 Sekunden ein, denn dann liegt das Maximum der glykolytischen Energiegewinnung vor.
Wird das Laktat aber gleichermaßen abgebaut, wie es aufgebaut wird, liegt das Laktat-Steady-State vor, da der Laktatspiegel stagniert.
Aerobe Energiebereitstellung
Der Körper braucht Sauerstoff, wenn er überlebenswichtige Funktionen langfristig aufrechterhalten möchte. Kurzzeitig, etwa 60 bis 120 Sekunden, kann zwar Energie über alternative Prozesse gewonnen werden, langfristig gesehen, ist die Anwesenheit von Sauerstoff unumgänglich. Daher ist der Körper bei der aeroben Energiegewinnung auf O2 angewiesen.
Aerob-glykolytische Gewinnung
Der aufwendige Prozess der Energiegewinnung unter Anwesenheit von Sauerstoff läuft in den Kraftwerken der Zelle, den Mitochondrien, ab. Nach einigen Minuten der Belastung tritt dann der Sauersoff-Steady-State ein, wenn die Sauerstoffaufnahme und Leistungsabgabe ausgeglichen sind. Wenn mehr Sauerstoff verbracht wird, als aufgenommen wird, kommt es zu einer Sauerstoffschuld, welche langfristig zur Minderung der Intensität oder zum Abbruch der Belastung führt.
Die aerob-glykolytische Energiegewinnung verläuft dabei wie folgt: 1 Glucose + 38 P + 38 ADP + 6 O2 → 44 H2O + 6 CO2 + 38 ATP.