Die komplexen Vorgänge der Energieumwandlung im Körper aus den Energielieferanten in Form der Nährstoffe Kohlenhydrate, Fette und Proteine in Wärme oder körperliche Aktivität, werden als Energiestoffwechsel bezeichnet. Im Darm werden Kohlenhydrate in einzelne Zuckermoleküle, Proteine in Aminosäuren und Fette in Fettsäuren und Glyzerin gespalten.Vom Darm gelangen die Nährstoffe ins Blut, wo sie dann zu den Körperzellen transportiert werden. In den Körperzellen werden die Energieträger entweder verbraucht oder gespeichert. Glucose, die nicht sofort verbraucht wird, wird als Glykogen gespeichert, Fette werden in den Unterhautfettspeichern deponiert. Langfristig wird jede nicht verbrauchte Nahrungsenergie als Fett gespeichert. Proteine sind in erster Linie ein Baustoff für Körperstrukturen und nur in Ausnahmefällen ein Energieträger.
Energiespeicher des Körpers:
Fettspeicher: Fettzellen stellen den größten Energiespeicher dar. Das gespeicherte Fett sichert vor allem den Energieumsatz in Ruhe und bei Alltagsbelastungen.
Kohlenhydratspeicher: In den Muskelzellen wird nicht verbrauchte Glucose als Glykogen gespeichert. 1 kg Muskel enthält ca. 15 g Glykogen. Ein zweiter größerer Glykogenspeicher ist die Leber.
Für Eiweiß gibt es keinen eigenen Speicher. Deshalb greift der Körper bei ungenügender Eiweißzufuhr auf das Muskeleiweiß zurück. Die eigentliche Aufgabe der Eiweiße liegt im Aufbau von körpereigenen Strukturen zum Beispiel den Muskelzellen, Knochen, Hornhaut….
Daher ist auch eine ausreichende Eiweißversorgung Voraussetzung für die Erhaltung oder Verbesserung der körperlichen Leistungsfähigkeit.
So verbrauchen die Muskeln Energie:
In unseren Zellen gibt es einen speziellen Energieträger, das ATP (Adenosintriphosphat). Diese energiereiche Verbindung muss in den Zellen der Skelettmuskulatur in ausreichenden Mengen zur Verfügung stehen. In den Muskelzellen sind nur geringe Mengen an ATP vorhanden, die rasch verbraucht sind. Je nach körperlicher Belastung benötigt die Muskelzelle ATPNachschub.
Das wichtigste Verfahren für die ATP-Produktion ist die Verbrennung von Glucose und Fettsäuren mit Hilfe von Sauerstoff.
Bei Ruhe oder geringer Belastung wird der Brennstoff in Form der Kohlenhydrate bzw. Fette aus der Nahrung oder aus den entsprechenden Speichern bereitgestellt und über den Blutkreislauf zu den Muskelzellen transportiert. Die Sauerstoffzufuhr erfolgt über die Atmung und den Blutkreislauf.
Je nach Intensität der Aktivität schwankt der Anteil der Kohlenhydrat- und Fettspeicher an der Energiebereitstellung:
- Mäßige Intensität, zum Beispiel bei sitzender Büroarbeit, langsamen Gehen bis hin zu langsamen Dauerlauftempo: zirka 70 bis 80 Prozent aus Fettspeichern, 20 bis 30 Prozent aus Glukosespeichern.
- Bei weiterer Zunahme der Intensität (zum Beispiel schnelleres Laufen, Schwimmen, Stiegen steigen) steigt der Glukoseanteil an der Verbrennung bis auf 100 Prozent.
Für bestimmte Belastungssituationen kann der Körper zusätzlich zum Stoffwechsel mit Sauerstoff auch kurzfristig Energie ohne Sauerstoff erzeugen. Solche Situationen sind zum Beispiel das Heben oder Werfen schwerer Gegenstände, Sprints usw.
Die Verbrennung von Glucose oder Fettsäuren für die ATP-Produktion findet in den Kraftwerken der Zelle, den Mitochondrien, statt.
Nur rund ein Viertel der gesamten bei der Verbrennung entstehenden Energie kann der Körper für Bewegung nutzen. Ca. 60 Prozent werden als Wärme frei. Den Rest benötigt der Körper für die Aufrechterhaltung der Lebensfunktionen.
In Ruhe oder bei mäßig intensiver Aktivität werden ca. 90 Prozent der aufgenommenen Kohlenhydrate im Muskel als Glykogen gespeichert und stehen dort für die tägliche Muskelaktivität zur Verfügung. Die restlichen zehn Prozent werden sofort verbraucht.