Das ATP-CP-System / Phosphatsystem

Das ATP-CP-System, auch Phosphatsystem genannt, ist eines der Energiesysteme unseres Körpers. Unser Körper braucht eine konstante Energiezufuhr, um gut funktionieren und gesund bleiben zu können. Wenn wir Sport treiben, hat der Körper selbstverständlich einen höheren Energiebedarf als in Ruhe. Der Körper erhält Energie über das, was wir essen und trinken, in Form von Kohlenhydraten, Protein und Fetten.

Energiesysteme des Körpers

Kohlenhydrate geben uns Energie für tägliche Aktivitäten, darunter sportliche Aktivitäten. Kohlenhydrate werden in unserem Körper in Glukose, also Blutzucker, umgewandelt. Diese Glukose wird im Blut transportiert, wo sie gegebenenfalls von Zellen aufgenommen wird, mithilfe von Insulin, und somit genutzt wird. Außerdem kann sie als Glykogen in Leber und Muskelzellen gespeichert werden.

Ein weiterer großer Energiespeicher stammt aus Fetten. Das meiste Fett in unserem Körper befindet sich in Form von Triglyceriden, auch Körperfett genannt, unter der Haut und rund um die Organe. Auch wenn wir einen Überschuss an Protein und/oder Kohlenhydraten konsumieren, kann diese überschüssige Energie, also eine positive Energiebilanz, in Form von Triglyceriden in den Fettzellen unseres Körpers gespeichert werden. Ein Vorteil von Fetten als Energielieferant ist, dass die meisten Menschen über eine nahezu unerschöpfliche Menge verfügen, die sie nutzen können. Aus Kohlenhydraten gespeichertes Glykogen kann dagegen nur für etwa 30 bis 40 Minuten hohe Intensität Energie liefern.

Proteine sind vor allem Baustoffe und werden in geringerem Maße zur Energieversorgung genutzt. Das passiert eigentlich nur während einer negativen Energiebilanz, also bei einer kalorienarmen Diät, oder zum Beispiel während des Hungerns. Dafür muss eine Umwandlung in Glukose stattfinden. Dieser Prozess, bei dem Glukose nicht aus gegessenen Kohlenhydraten stammt, sondern vom Körper aus anderen Nährstoffen gebildet wird, heißt Gluko(neo)genese. Dafür können die Aminosäuren aus Protein verwendet werden, aber auch bereits gespeichertes Glykogen und Fette.

Wir nutzen also vor allem Kohlenhydrate und Fette als Energieform im Körper. Die Energie, die sich in diesen Substraten befindet, wird in den Zellen auf verschiedene Weise freigesetzt und in einer energiereichen Verbindung namens Adenosintriphosphat (ATP) gespeichert. Es läuft darauf hinaus, dass wir ATP benötigen, um Muskelkontraktionen sowie die Entspannung der Muskeln zu ermöglichen. Deshalb hat der Körper verschiedene Wege, ATP zu generieren.

Es gibt drei verschiedene Wege, auf denen Zellen ATP generieren können: Diese Energiesysteme werden alle drei in separaten Artikeln beschrieben.

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

Das ATP-CP-System

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Die 1. Methode, das ATP-CP-System oder Phosphatsystem, ist die einfachste und schnellste Art, ATP zu generieren. Das geschieht ohne Anwesenheit von Sauerstoff, also anaerob. Der Name Adenosintriphosphat bedeutet, dass Adenosin an drei Phosphate gekoppelt ist. Das Abspalten eines dieser Phosphate liefert Energie. Wenn ATP verwendet wird, um Energie zu liefern, etwa 7,3 kcal pro ATP, bleibt ADP, also Adenosindiphosphat, Adenosin mit zwei Phosphaten, und ein loses Phosphatmolekül übrig. CP steht für Creatinphosphat, das in den Skelettmuskeln gespeichert ist. Bevor ADP wieder Energie freisetzen kann, muss diese Phosphatgruppe wieder ergänzt werden. Diese wird vom gespeicherten Creatinphosphat im Körper geliefert. In diesem Prozess werden also keine Kohlenhydrate, Fette oder Proteine verwendet.

Diese Art der ATP-Generierung geschieht vor allem bei sehr intensiven, kurzzeitigen Trainingsformen. Denk dabei zum Beispiel an kurze Sprintaktivitäten wie 100 m, Powerlifting, aber auch Hoch- und Weitsprung. Auf diese Weise kann nur 10 bis 15 Sekunden Energie an alle Muskeln geliefert werden, danach tritt Erschöpfung ein. Es ist auch nicht möglich, große Mengen ATP in den Muskeln zu speichern, nur eine geringe Menge für einige Sekunden intensiver Aktivität. Dieses System ist sofort bereit, Energie zu liefern, und ist deshalb immer als erstes aktiv. Das ist zum Beispiel auch der Fall, wenn du von deinem Stuhl aufstehst, obwohl das für gesunde Menschen natürlich keine intensive Handlung ist. Trotzdem kommt die Energieversorgung dann vor allem aus dem ATP-CP-System.

Training und das ATP-CP-System

Durch Training kannst du dafür sorgen, dass du zum Beispiel auf 100 Metern schneller wirst. Es ist aber nicht möglich, deine ATP-Vorräte zu vergrößern. Gut trainierte Athleten benötigen ungefähr 3 bis 5 Minuten Ruhe, danach ist der gesamte ATP-Vorrat wieder aufgefüllt. So können sie während eines Trainings zum Beispiel die zweiten 100 Meter fast genauso schnell laufen wie den ersten Sprint.

Auch bei Teamsportarten wie Fußball, Basketball und Hockey nutzt du dieses Energiesystem häufig während der aktivsten Höhepunkte. Denk zum Beispiel an eine explosive und schnelle Dunk-Aktion. Oder an einen kurzen schnellen Sprint mit einem harten Torschuss beim Fußball. Es ist übrigens nicht das einzige Energiesystem, das aktiv ist. Alle drei Systeme sind immer gemeinsam aktiv, nur bestimmen Dauer und Belastung, welches System am aktivsten ist. Nur bei diesen kurzen, anstrengenden Aktivitäten kommt fast die gesamte Energie aus dem ATP-CP-System.

ATP-CP-Training ist eine gute Methode, um Kraft und Geschwindigkeit zu trainieren. Das kannst du zum Beispiel durch explosive Übungen tun, bis maximal 15 Sekunden und dazwischen jeweils mindestens 2 Minuten Pause. Pause zwischen den Übungen ist wichtig, weil Zeit benötigt wird, um die ATP-Level wieder aufzubauen. Sprinten, Sprungübungen und zum Beispiel Wurfübungen mit Medizinbällen sind Trainingsformen, die vor allem dieses Energiesystem belasten.

Zusammenfassung

Der Körper verfügt über verschiedene Wege, Energie zu liefern: das Phosphatsystem oder ATP-CP-System, das anaerobe Sauerstoffsystem oder Milchsäuresystem und das aerobe Sauerstoffsystem. Das Ausmaß, in dem diese verschiedenen Energiesysteme genutzt werden, hängt von Dauer und Intensität der Aktivitäten ab. Für kurzzeitige Aktivitäten von etwa 10 bis 15 Sekunden und hoher Intensität wird hauptsächlich das ATP-CP- oder "Phosphatsystem" genutzt. Dieses System kann am schnellsten Energie liefern und wird immer zuerst eingesetzt. Training, das auf dieses System ausgerichtet ist, verbessert daher vor allem die Leistung bei kurzzeitigen Aktivitäten mit hoher Intensität.

In den folgenden Teilen werde ich weiter auf die anderen Energiesysteme eingehen: das anaerobe Sauerstoffsystem oder Milchsäuresystem und das aerobe Sauerstoffsystem.

Literatur

Van Loon LJC. The effects of exercise and nutrition on muscle fuel selection. Maastricht:
Universitaire Pers Maastricht, 2001.
NASM Essentials of Personal Fitness Training
The Three Metabolic Energy Systems by Jason Karp PhD
All About your Metabolic Energy Systems by Andrew Heffernan