Energiebereitstellung im Muskel Bio-Chemie beim Sport Energiebereitstellung im Muskel

Wie kriegt der Muskel seine Energie? Darm Kohlenhydrate(Glukose) Fettsäuren Proteine Blut Energiebereitstellung - ATP Kreatinphosphat Kohlenhydrate (Glukose) Fette (Fettsäuren) Muskelzelle ATP Leber Fettgewebe n

Spaltung des Kreatinphosphats

Zerlegung der Nährstoffe Hauptenergielieferant : Fettsäuren (z.B Palmitinsäure) Glukose Aeroben Weg: Wenn ausreichend Sauerstoff vorhanden ist Anaeroben Weg: Wenn nicht genügend Sauerstoff zur Verfügung steht Zwei Wege

Mitchondrien ATP Moleküle werden dort resynthetisiert Innere Falten – wichtigsten Enzymsyteme Das Sytem der Fettzerlegung Den Zitronensäurezyklus Die Atmungskette Anzahl in der Muskelzelle liegt bei 100 und 10.000

Grundprinzipien des aeroben Abbau in drei Schritten: 1. Zerlegung : Fettsäuren werden innerhalb und die Glukosemoleküle außerhalb der Mitochondrien zerlegt in 2 Kohlenstoffatomen 2. Zitronensäurenzyklus : C2- Bruchstück wird zu zwei CO2-Molekülen und vier Wasserstoffatomen 3. Atmungsketten : Die vier Paare Wasserstoffatome werden abgeladen und aufs Sauerstoff übertragen – Wasser entsteht

ATP-Ausbeute bei der Zerlegung eines Palmitin-Moleküls Enzymsystem Art der Phosphorylierung Zahl der produzierten ATP- Moleküle Fettsäureaktivierung Unter ATP-Verbrauch -2 ß-Oxidation Atmungskettenphosphorylierung von 7 NAD H2 Atmungskettenphosphorylierung von 7 FAD H2 21 14 Zitronensäurezyklus Atmungskettenphosphorylierung von 24 NAD H2 Atmungskettenphosphorylierung von 8 FAD H2 Substratkettenphosphorylierung 72 16 8 Nettoausbeute an ATP-Moleküle 129

ATP-Ausbeute bei der aeroben Zerlegung eines Zuckermoleküls Enzymsystem Art der Phosphorylierung Zahl der produzierten ATP-Moleküle Glykolyse ATP-Verbrauch Substratkettenphosphorylierung Atmungskettenphosphorylierung von 2 NAD H2 -1 4 6 Pyruvatdehydrogenase Atmungskettenphosphorylierung Von 2 NAD H2 Zitronensäurezyklus von 6 NAD H2 Von 2 FAD H2 18 2 Nettoausbeute an ATP-Molekülen 39

Aerober Weg der Zuckerzerlegung im Sarkoplasma Die Zelle vorhandenen Puffersystem ( Puffersysteme haben die Eigenschaft H+-Ionen und OH- -Ionen abzufangen und dadurch die Säurungsänderungen abzumildern, die auf Zusatz von Säuren oder Basen entstehen) Die Entfernung der so entstandenen Milchsäuren, die aus der Zelle in das zirkulierende Kapillarblut übertritt

Vor- und Nachteile beider Abbauwege 13mal mehr ATP-Moleküle durch aerober Glykogen Abbau Vorteil an anaeroben Glykolyse – sie ist unabhängig von der Sauerstoffversorgung Der Anaeroben Weg hat eine höher Geschwindigkeit – heißt größere Energiemenge Anaerobe Weg ist verschwenderisch

Energiebelastung unter sportlicher Belastung Während eines Spaziergangs steigt der Gesundheitsbedarf mäßig Dies geschieht nach einer kurzen aerobe Abbauweggewonnen Gesamte Energie auf aerobe Abbauweg gewonnen Lacatspiegel steigt Kehrt schnell wieder auf Ruhewert zurück Bei mittelschnellen Dauerlauf wird pro Minute eine Gesamtenergie von 40kj aufgewendet ATP Konzentration und Kreatinkonzentration nimmt kaum ab Energie wird schnell durch den anaeroben Weg nachgeliefert Nach einer kurzen anaeroben Phasen kann bei mittlerer Belastung auch der Energiebedarf vom aerobe Weg gedeckt warden Lacatspiegel leicht erhöht Bei einem 1500 Lauf mit hoher Geschwindigkeit entspricht einen Gesamtenergieaufwand von 200kj pro Minute Es werden alle verfügbaren Energiereserven eingesetzt Wenn ATP und Kreatinspeicher aufgebraucht dann hat die anaerobe Zerlegung gerade den Höchstpunkt für 90 sek bis die aerobe Zerlegung Energie bereitstellt

Anteil der verschiedenen energieliefernden Prozesse bei intensiver körperlicher Belastung unterschiedlicher Dauer