Energie: Speicherformen & Bereitstellung

Wäre unser Körper ein Auto, wäre er ein Hybrid. Denn er kann Treibstoff aus verschiedenen Quellen ziehen. Aus welchen und wie effizient sie sind, haben wir zusammengefasst.

Um zu denken, sich zu bewegen, sportlich aktiv zu sein, braucht der Mensch Energie. Umso mehr, je länger die Aktivität andauert. Ein Triathlet verbrennt auf der Langdistanz (3,8 km Schwimmen, 180 km Radfahren, 42,195 km Laufen) beispielsweise 8.000 bis 12.000 Kilokalorien vom Start bis zum Finish. Ein durchschnittlicher Läufer verbraucht pro Stunde in Aktion um die 750 Kilokalorien und ein Radsportler bei einem Tempo von 26 bis 30 km/h zwischen etwa 600 und 800. Energie, die irgendwo herkommen muss.

Der Körper hat verschiedene Depots, auf die er zur Energiegewinnung zurückgreifen kann. Die beiden Hauptenergielieferanten sind die Kohlenhydratspeicher und die Fettspeicher. Proteine spielen bei der Energiebereitstellung eine untergeordnete Rolle und werden nur in Ausnahmesituationen wie extremer Belastung (z. B. Ultra-Marathon) oder in Hungerphasen (Fasten) genutzt. Also immer dann, wenn dem Körper keine Kohlenhydrate mehr zur Verfügung stehen, er diese aber benötigen würde. Kohlenhydrate speichert unser System als Glykogen in Leber und Muskulatur, Fette landen als Triglyceride im Fettgewebe.

Unter körperlicher Belastung zieht unser System immer aus beiden Hauptquellen Energie. Je moderater die Anstrengung, desto größer ist der Anteil an Energie aus Fetten. Je höher die Intensität, desto höher auch der Anteil der Kohlenhydrate an der Energiegewinnung. Ein Grund dafür ist, dass Fette Sauerstoff brauchen, damit der Körper sie als Treibstoff nutzen kann, Kohlenhydrate kann er – zumindest für eine kurze Zeit – auch ohne Zuhilfenahme von Sauerstoff, also anaerob, verwerten. Und: Pro Liter Sauerstoff liefern Kohlenhydrate mehr Energie (5,05 kcal) als Fett (4,65 kcal). Sie sind also einfacher und effizienter verwertbar.

Energiespeicher Kohlenhydrate vs. Energiespeicher Fett

Entsprechend sind Kohlenhydrate die bevorzugte Energiequelle unseres Körpers. Aber eine limitierte: Die Kohlenhydratspeicher sind begrenzt, und nicht sonderlich groß. Rund 400 bis 600 Gramm sind es in der Muskulatur, dem „rennentscheidenden Speicher“, und nochmals 50 bis 150 Gramm in der Leber. 20 bis 30 Prozent davon sind eine eiserne Reserve, die unser Überleben sicher soll und die der Körper deshalb nicht anzapft. Alles in allem können wir etwa 1.500 bis 2.000 Kilokalorien in Form von Kohlenhydraten speichern. Fett können wir dagegen im Fettgewebe quasi unbegrenzt einlagern, ein normalgewichtiger Mensch trägt einen Vorrat von etwa 80.000 bis 100.000 Kilokalorien in seinen Fettdepots mit sich herum. Deshalb ist es gerade für Ausdauersportler wichtig, ihren Fettstoffwechsel zu trainieren. Wie das geht, erfährst du hier.

Dass der menschliche Körper aus verschiedenen Quellen Energie zapfen kann, liegt daran, dass er am Ende sowohl aus Kohlenhydraten als auch aus Fett die gleiche Energieform macht: ATP. Das ist ein energiereiches Phosphat und ein wichtiges Element im Energiestoffwechsel. Produziert wird es von den Mitochondrien, das sind die viel zitierten Kraftwerke der Zelle. Die kleinen Zellorganellen, die ein bisschen Aussehen wie eine Kidneybohne, finden sich hauptsächlich in Zellen mit hohem Energieumsatz, zum Beispiel also in der Muskulatur.

Energiebereitstellung mittels Glukose und Fettsäuren

Die Mitochondrien können aber ATP nicht einfach so herstellen, sie brauchen selbst „Treibstoff“ dazu. Den gewinnen sie aus Pyruvat, das bei der Verbrennung von Glukose (also Kohlenhydraten) entsteht, und aus Fettsäuren, die sich bei der Fettspaltung bilden. Aus dem Pyruvat bilden die Mitochondrien sogenannte aktivierte Essigsäure. Diese ist notwendig, um Fettsäuren und Aminosäuren in den Stoffwechsel einzubringen. Im Zuge dieses Abbauprozesses entstehen Wasser und Energie. Letztere lagert der Körper teils ein, teils setzt er sie als Wärme frei. Für diesen Vorgang ist Sauerstoff notwendig. Wer so intensiv unterwegs ist, dass er in den anaeroben Bereich kommt, also kein Sauerstoff zur Verfügung steht, wandeln die Mitochondrien die Glukose nicht in Pyruvat um, sondern in Laktat. Das ist erstmal nicht verkehrt, denn zu einem gewissen Grad kann unser System auch die Milchsäure zur Energiegewinnung heranziehen oder, sobald wieder Sauerstoff verfügbar ist, einen Teil, der in den Muskeln gespeichert ist, in Pyruvat zurückverwandeln.

Was trainieren: Energiebereitstellung aus Kohlenhydraten oder Fetten?

Die Energiegewinnung aus Glukose ist für den Körper unkomplizierter und flexibler möglich, wohingegen Fette mehr Energie pro Gramm liefern (9 kcal im Vergleich zu 4 kcal). Es lohnt sich als Ausdauersportler beide Energiequellen zu trainieren, damit Ihnen weder bei kurzen Spitzen noch auf langen Kanten die Puste ausgeht.

Um die individuellen Werte für ein gezieltes Fettstoffwechseltraining zu bestimmen, empfehlen wir eine professionelle Leistungsdiagnostik.