Grundlagen der Sportphysiologie und des Stoffwechsels

Stoffwechselprozesse bei Athleten

Athleten nutzen bei 400m-Läufen das anaerob-alaktazide System. Speicherproteine bilden Strukturen. Wenn alle Strukturen gebildet sind, wechseln die restlichen Aminosäuren (aa) zu einer anderen Funktion. Wenn ihr Beitrag zu groß wird, werden sie in Fett oder Zucker umgewandelt oder entfernt.

Negative Modulatoren der Glykolyse

Die Phosphofructokinase steuert die Reaktion der Glykolyse. Zitronensäure, ATP und der pH-Wert wirken als negative Modulatoren; sie greifen ein, wenn eine große Anzahl von ihnen vorhanden ist, und verlangsamen die Aktion.

Carnitin transportiert Fettsäuren und ist für deren Einschleusung in die Mitochondrien verantwortlich.

Glykogenolyse und Messverfahren

Glykogenolyse: Die Zersetzung von gespeichertem Glykogen durch die Zelle zur erneuten Verwendung von Glukose. Das katalytische Enzym hierfür ist die Phosphorylase.

Pachymeter: Messung von kleinen Durchmessern, wie zum Beispiel Fettgewebsfalten.

Muskuläre Reaktionen und Strukturen

Akute Muskelentzündung: Eine entzündliche Reaktion, die erst nach dem Training auftritt. Sie entsteht durch die Ansammlung von Wasser und Laktat-Wasserstoffionen.

Myofibrille: Das kontraktile Element der Muskeln. Es handelt sich um zentimeterlange Fäden, die aus kleinen Untereinheiten, den sogenannten Sarkomeren, bestehen.

Intrafusale Fasern: Diese werden von Gamma-Motoneuronen innerviert.

Besonderheiten der Muskelfasertypen

• ST (Slow Twitch): Langsam, rot, Typ 1. Sie besitzen eine langsamere Form der Myosin-ATPase, größere Mitochondrien und eine hohe oxidative Kapazität. Die Zellkörper sind kleiner und innervieren zwischen 10 und 180 Muskelfasern. Sie weisen eine große Ausdauer auf.
• FT (Fast Twitch): Schnell, weiß, Typ 2. Sie haben eine schnellere Myosin-ATPase und ein ausgeprägtes sarkoplasmatisches Retikulum (SR) für die Calcium-Freisetzung. Die Zellkörper sind groß und innervieren zwischen 300 und 800 Muskelfasern. Sie haben eine geringe Belastbarkeit und benötigen weniger Durchblutung, da sie keinen Sauerstoff benötigen.

Lipidspeicherung und Fettstoffwechsel

Lipide werden in Fettzellen als Triglyceride gespeichert. Fettsäuren finden sich zudem in der Leber und im Muskel. Triglyceride gliedern sich in Glycerin und Fettsäuren (letztere binden an Albumin für den Transport im Blut). Die Fettsäure tritt in das Sarkoplasma ein, wo sich ihre Morphologie verändert und 2 ATP verbraucht werden. Mithilfe von Carnitin gelangt die Fettsäure in die Mitochondrien und durchläuft dort den Prozess der Beta-Oxidation. Dabei entstehen Abfallstoffe wie Acetyl-CoA, das den Krebs-Zyklus abschließt. Der Ablauf umfasst: Mobilisierung, Transport, Muskelaufnahme, Aktivierung und Beta-Oxidation.

Motorische Impulse

Um eine Bewegung auszuführen, müssen wir einen Impuls senden. Der Neurotransmitter hierfür ist Acetylcholin. Wenn der Impuls das Neuron erreicht, wo das Sarkolemm depolarisiert, wird Calcium an die C-Untereinheit des Troponins abgegeben. Dies ändert seine Form, indem es an Tropomyosin bindet und die Bindungsstellen von Aktin und Myosin freigibt. Wenn die Aktin-Myosin-Bindung entsteht, erfolgt der Kraftschlag, wodurch die dünnen Filamente näher zusammenrücken.