Alle Zellen des menschlichen Körpers setzen biochemische Reaktionen ein, die als Zellatmung bekannt sind, um die Energie zu produzieren, die sie benötigen, um zu funktionieren und am Leben zu bleiben. Die Zuckerglukose dient als Primärbrennstoff für die menschliche Zellatmung. Zellen können Glukose abbauen, um Energie durch sauerstoffabhängige aerobe Atmung oder anaerobe Atmung zu erzeugen, für die kein Sauerstoff erforderlich ist. Während die aerobe Atmung effizienter Energie erzeugt, können menschliche Muskelzellen die anaerobe Atmung nutzen, wenn ihnen genügend Sauerstoff fehlt oder sie einen kurzen Energieschub benötigen.
Rolle in der Übung
Die anaerobe Atmung beim Menschen erfolgt hauptsächlich in Muskelzellen während intensiven Trainings. Dies kann vorkommen, wenn Sie bei aeroben Aktivitäten wie Spinning oder Cardio-Training an Ihre Grenzen gehen und die Sauerstoffversorgung Ihrer Muskeln nicht ausreicht, um nur aerobe Atmung aufrechtzuerhalten. Anaerobe Atmung tritt auch bei Aktivitäten auf, die kurze, intensive Muskelkraftausbrüche erfordern, wie z. B. Sprinten oder Krafttraining.
Alle Muskeln enthalten zwei Arten von Muskelfasern, die als schnell zuckende und langsam zuckende Fasern bezeichnet werden. Die Proportionen variieren in verschiedenen Muskeln. Langsam zuckende Fasern sind auf anhaltende Aktivität ausgerichtet und stützen sich normalerweise in erster Linie auf aerobe Atmung, obwohl sie bei Bedarf anaerobe Atmung anwenden können. Schnell zuckende Muskelfasern sind funktionell auf anaerobe Atmung ausgerichtet, da sie viel schneller - bis zu 100-mal schneller - Energie erzeugen als aerobe Atmung. Da anaerobe Atmung jedoch weniger effizient ist als aerobe Atmung, ermüden schnell zuckende Muskelfasern relativ schnell.
Glykolyse
Die Glykolyse ist der erste biochemische Prozess sowohl bei der aeroben als auch bei der anaeroben Atmung. Bei diesem mehrstufigen Verfahren werden mehrere Enzyme zum Abbau von Glukose eingesetzt. Jedes abgebaute Glucosemolekül ergibt letztendlich 2 Moleküle Pyruvat und 2 Moleküle Adenosintriphosphat (ATP). ATP speichert die Energie, die benötigt wird, um die Zellfunktionen anzutreiben. Bei der aeroben Atmung durchläuft das durch Glykolyse erzeugte Pyruvat eine zusätzliche Reihe von biochemischen Reaktionen, um mehr ATP zu erzeugen. Dies tritt bei anaerober Atmung nicht auf.
Milchsäuregärung
Bei der anaeroben Atmung des Menschen werden die bei der Glykolyse entstehenden Pyruvatmoleküle in Laktat umgewandelt. Dieser Prozess, Milchsäurefermentation genannt, erzeugt nicht mehr Energie. Es werden jedoch einige der Cofaktoren wieder aufgefüllt, die erforderlich sind, um den Glykolyseprozess während der anaeroben Atmung aufrechtzuerhalten.
Während der Fermentation erzeugtes Laktat ist für die Zellen im Hinblick auf die Energieerzeugung nicht weiter von Nutzen. Daher wird es aus den Zellen transportiert und im Blut zur Leber transportiert. Dort wird es wieder in Pyruvat umgewandelt, das dann zur Erzeugung von mehr Glukose für die zukünftige Verwendung zur Erzeugung von mehr Energie verwendet werden kann. Diese biochemische Form des Recyclings wird als Cori-Zyklus bezeichnet.
Früher galt der Aufbau von Milchsäure als Hauptursache für Muskelermüdung während des Trainings und verzögerte Schmerzen danach. Neuere Daten widerlegen jedoch die Annahme, dass Milchsäure für verzögerte Muskelkater verantwortlich ist. Seine mögliche Rolle bei der Muskelermüdung bleibt ein Bereich der aktiven Forschung.
Rezensiert und überarbeitet von: Dr. med. Tina M. St. John
