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Aerobes System

| · 6 Min. Lesezeit

Dies ist der dritte und letzte Teil der Artikelserie, die die Energiesysteme des Körpers beschreibt. Das letzte System ist das Aerobic-System. Dies ist das komplexeste und umfangreichste Energiesystem des Körpers.

Inhaltsverzeichnis

Eine kurze Zusammenfassung der drei verschiedenen Energiesysteme:

1. ATP-CP-System / Phosphatsystem
2. Das anaerobe System / Milchsäuresystem
3. Das aerobe System

Das ATP-CP-System ist die einfachste und schnellste Möglichkeit, ATP zu erzeugen. Dies geschieht in Abwesenheit von Sauerstoff (anaerob). CP steht für Kreatinphosphat (englisch: „creatinephosphat“), das in der Skelettmuskulatur gespeichert wird. Kreatinphosphat sorgt dafür, dass ATP produziert werden kann. Dieses Energiesystem ist besonders bei sehr intensiven Trainingsformen aktiv. Denken Sie zum Beispiel an kurze Sprintaktivitäten (100 m), Kraftdreikampf, aber auch Hoch- und Weitsprung. Auf diese Weise kann den Muskeln nur für 10 bis 15 Sekunden Energie zugeführt werden, danach kommt es zur Erschöpfung.

Durch das anaerobe /-Milchsäuresystem wird ATP durch den Abbau von Glukose in Abwesenheit von Sauerstoff produziert. Bevor Glukose bzw. Glykogen (in Muskel- und Leberzellen gespeicherte Form von Glukose) Energie liefern kann, muss sie zunächst in Glukose-6-Phosphat aufgespalten werden. Das Endprodukt dieser Reaktion ist Milchsäure. Dieses System ist in der Lage, mehr Energie zu liefern als das Phosphatsystem (ATP-CP-System), ist jedoch immer noch auf 30–50 Sekunden Energie begrenzt. Die typischen 8–12 Wiederholungen, die viele Menschen beim Krafttraining wählen, nutzen hauptsächlich dieses Energiesystem. Ein weiteres Beispiel ist ein 400-m-Sprint.

Das aerobe System

Das aerobe System ist, wie der Name schon sagt, das einzige System, das auf Sauerstoff angewiesen ist (aerob). ATP wird auf diese Weise langsamer produziert als in den beiden anderen Systemen. Daher kann es nicht die gleiche Sprengkraft wie das ATP-CP- und Milchsäuresystem liefern. Es kann jedoch über einen viel längeren Zeitraum Energie liefern.

Auch das aerobe System selbst kann in drei verschiedene Sauerstoffsysteme unterteilt werden:

1. Aerobe Glykolyse
2. Der Krebs-Zyklus / Zitronensäurezyklen
3. Oxidative Phosphorylierung (Oxphos) oder Elektronentransportkette

Das aerobe System nutzt Glukose, Glykogen und Fett als Brennstoff, um ATP in den Mitochondrien („Kraftwerk“) der Muskelzellen zu erzeugen.

Im anaeroben Energiesystem werden Glukose und Glykogen  in Abwesenheit von Sauerstoff abgebaut, das Endprodukt dieser Reaktion ist Milchsäure. Im aeroben Energiesystem ist der Prozess derselbe, außer dass Sauerstoff vorhanden ist, der zu einem anderen Endprodukt namens Brenztraubensäure führt. Dieses Endprodukt ist wichtig für den zweiten Prozess des aeroben Systems, den sogenannten Krebszyklus. 

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Brenztraubensäure wird in das Molekül umgewandelt Acetyl-Coenzym A. Durch die vollständige Oxidation (Verbrennung mit Sauerstoff) dieses Moleküls entstehen zwei Einheiten ATP mit den Nebenprodukten Kohlendioxid und Wasserstoff. Diese Wasserstoffionen verbinden sich mit anderen Enzymen und liefern letztendlich Energie für die Enzyme Elektronentransportkette.

Der gesamte Stoffwechsel eines Glukosemoleküls kann auf diese Weise etwa zwischen 35 und 40 ATP erzeugen. Das ist 18-mal mehr als über das anaerobe System.

Fett kann auch in Gegenwart von Sauerstoff verbrannt werden. Triglyceride müssen zunächst in freie Fettsäuren umgewandelt werden. Diese werden dann in Acyl-Coa-Moleküle umgewandelt, die wiederum in den Krebszyklus eintreten. Triglyceride können auf diese Weise bis zu 129 ATP-Moleküle produzieren, also mehr als bei Kohlenhydraten. Andererseits benötigt die Fettverbrennung mehr Sauerstoff, um ATP zu erzeugen. Dadurch wird die Energiebereitstellung aus Fetten weniger effizient (zur Energiegewinnung wird mehr Energie benötigt). Infolgedessen bleiben Kohlenhydrate der bevorzugte und bevorzugte Brennstoff für die Produktion von ATP. 

Das aerobe System produziert zwar nicht schnell ATP, hat aber die Kapazität, über einen viel längeren Zeitraum Energie zu produzieren. Es kann eine größere Fettreserve aufgebaut werden als bei Glykogen aus Kohlenhydraten. Die letztere Versorgung kann nur Energie für 30 bis 40 Minuten maximaler Anstrengung liefern. Ein „Überschuss“ an Kohlenhydraten im Blutkreislauf wird daher mit Hilfe von Insulin in Körperfett als Reservebrennstoff umgewandelt. 

Proteine ​​und die Aminosäuren, aus denen sie bestehen, werden als Energielieferanten für den Körper nicht bevorzugt. Es gibt jedoch manchmal Situationen, in denen Aminosäuren zur Unterstützung der Energieproduktion eingesetzt werden. Vor allem, wenn eine negative Energiebilanz vorliegt. Das bedeutet, dass Sie weniger Kalorien (Nahrung) zu sich nehmen, als Sie verbrauchen (Ruheumsatz und Aktivitätsverbrauch), was zu einer Gewichtsabnahme führt. In einem Prozess namens „Glukoneogenese“. Glucose nicht aus Kohlenhydraten, sondern aus anderen Quellen wie Aminosäuren, Glycerin (Fette) und Brenztraubensäure. Aminosäuren aus der Nahrung können verwertet werden, bei unzureichender Nahrungsaufnahme können sie aber auch aus dem Muskelgewebe abgebaut werden. Dies bedeutet auch, dass die Muskelmasse abnimmt. Leider tritt diese Situation manchmal auf, wenn strenge Diäten angewendet werden. Diese verursachen erhebliche negative Auswirkungen Energiebilanz. Dies ist die größte Herausforderung für Bodybuilder, die viel Muskelmasse und einen geringen Fettanteil haben möchten. Einerseits benötigen sie einen Kalorienüberschuss, um Muskelmasse aufzubauen („Massenphase“) und dann ein Kaloriendefizit, um den Körperfettanteil zu reduzieren und so wenig Muskelmasse wie möglich zu verlieren („Schnittphase“). Daher ist der Proteinanteil in der Ernährung von Bodybuildern relativ hoch, um sicherzustellen, dass der Körper kontinuierlich über genügend Aminosäuren verfügt, die geeignet sind, das Muskelwachstum anzuregen und den Muskelabbau zu begrenzen.

Training und das Aerobic-System

Das aerobe System ist besonders bei langen Anstrengungen mittlerer Intensität aktiv. Joggen, Radfahren, Walken, Bahnen schwimmen usw. Aber auch Mannschaftssportarten wie Fußball, Hockey und Basketball zählen dazu.

Der größte Energieverbrauch des Körpers, bei dem hauptsächlich das aerobe System aktiv ist, liegt jedoch im Ruhezustand. Der Großteil Ihres täglichen Glukoseverbrauchs dient dazu, Ihre Organe am Laufen zu halten. Ihr Gehirn ist ein großer Energieverbraucher.

Bei moderater Intensität von Ausdauersportarten ist der größte Glykogenspeicher des Körpers oft nach 90 Minuten Training erschöpft. Sowohl Training als auch eine hohe Kohlenhydratzufuhr ermöglichen es, durch bessere Ausnutzung der maximalen Speicherkapazität mehr Glykogen im Körper zu speichern. Viele Sporttreibende machen hier einen Gebrauchtwagen. „Kohlenhydratladen“ wirkt sich also positiv auf die Ausdauer aus. Es führt nicht dazu, dass Sie schneller laufen, aber es ermöglicht Ihnen, ein bestimmtes Tempo länger beizubehalten.

Zusammenfassung

Der Körper kann Energie auf unterschiedliche Weise bereitstellen. Das Phosphatsystem/ATP-CP-System, das anaerobe System/Milchsäuresystem und das aerobe System/Sauerstoffsystem. Wichtig zu wissen ist, dass alle drei Systeme immer gemeinsam aktiv sind. Dauer und Aufwand bestimmen, welches System am aktivsten ist. Das aerobe System ist das komplexeste System und kann die größte Energiemenge liefern. Vor allem, weil dieses System Fette verbrennt, die der Mensch im Allgemeinen in ausreichender Menge hat.

Referenzen

NASM-Grundlagen des persönlichen Fitnesstrainings
Die drei metabolischen Energiesysteme von Jason Karp PhD
Alles über Ihre metabolischen Energiesysteme von Andrew Heffernan

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