Aerober Stoffwechsel
Atmungssystem
Der aerobe Stoffwechsel (Aerobic Metabolism) ist die ATP-Gewinnung unter Sauerstoffverbrauch in den Mitochondrien aus Kohlenhydraten, Fetten und in geringerem Maß Proteinen – der effizienteste und nachhaltigste Energieweg des Körpers.
Hauptschritte
- Glykolyse (im Zytoplasma): Umwandlung von Glukose zu Pyruvat.
- Beta-Oxidation: Abbau von Fettsäuren zu Acetyl-CoA.
- Citratzyklus: in der Mitochondrienmatrix; liefert NADH, FADH₂ und CO₂.
- Atmungskette und oxidative Phosphorylierung: an der inneren Mitochondrienmembran; erzeugt den Großteil des ATP und Wasser – Sauerstoff ist der Endakzeptor der Elektronen.
Energieausbeute
- Ein Glukosemolekül: etwa 30–32 ATP (anaerobe Glykolyse: 2 ATP).
- Ein Molekül Palmitinsäure: etwa 106 ATP.
- Geschwindigkeit: langsamer als die anaeroben Systeme, aber mit nahezu unbegrenzter Kapazität.
Anteil unter Belastung
- Ruhe und leichte Belastung: vorwiegend Fett.
- Steigende Intensität: Der Kohlenhydratanteil nimmt zu (Crossover-Konzept).
- Belastungen über etwa 2 Minuten: Der Großteil der Energie stammt aus dem aeroben Weg.
Bezug zum Sport
- Wissenschaftliche Korrektur: Die Energiesysteme arbeiten gleichzeitig und werden nicht ein- und ausgeschaltet; selbst beim 400-Meter-Lauf sind etwa 40 Prozent der Energie aerob.
- Trainingsanpassung: Ausdauertraining steigert Mitochondriendichte und -funktion (mitochondriale Biogenese über PGC-1α), oxidative Enzyme und Fettoxidation.
- Praxisbeispiel: Ein Marathonläufer bei 80 Prozent der VO₂max deckt über 95 Prozent seiner Energie aerob; die Glykogenspeicher sind ein wichtiger limitierender Faktor („Mann mit dem Hammer“).
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