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Wie ein Motor benötigen auch Deine Muskeln Energie in Form von Kalorien, um zu funktionieren. Über die Ernährung führst Du Deinem Körper Energie zu, die durch chemische Prozesse in Bewegungsenergie überführt wird. Energie ist gespeichert in Fett, in Kohlenhydraten und in Eiweiß (Protein). 1 Kilokalorie (kcal) ist die Menge an Energie, die man benötigt, um ein Kilogramm Wasser um 1 Grad Celsius zu erwärmen. In einem Gramm Fett sind 9 Kilokalorien enthalten, in einem Gramm Kohlenhydrate und in einem Gramm Eiweiß je 4 kcal.
Muskeln bestehen aus vielen Muskelfasern, die wiederum aus vielen einzelnen Muskelzellen bestehen. Jede einzelne Muskelzelle benötigt Energie, um kontrahieren, d.h. sich zusammenziehen zu können. Wenn die Skelettmuskeln Deines Körpers sich zusammenziehen, ziehen sie am Muskelansatz über Sehnen an den Knochen, so dass die Bewegung entsteht. Doch auch Organe benötigen Muskeln, um zu funktionieren. Am besten bekannt sind Dir hier sicherlich Organe wie das Herz, der Darm oder auch der Magen und die Zunge.
Die Energie, die die Muskelzelle benötigt, um zu kontrahieren, nennt sich Adenosintriphosphat. Es besteht aus drei energiereichen Phosphaten und wird laufend neu gebildet, da es nicht in rauen Mengen in der Muskulatur gespeichert werden kann. Es gibt verschiedene Arten, wie der Körper ATP bereitstellt. Dabei kommt es beim Training immer darauf an, welche Belastungsintensität und welche Belastungsdauer gewählt werden, um zu beeinflussen, welche Formen der Energiebereitstellung in Anspruch genommen werden. In erster Linie stammt ATP aus Kohlenhydraten und aus Fettsäuren. Zur direkten Verbrennung von Fett, besser gesagt von Fettsäuren, kommen wir später.
Wenn Du Sport treibst, wird dem Muskel die Energie nicht direkt aus der Ernährung bereitgestellt. Kohlenhydrate werden als Glykogen (Traubenzucker) in der Muskulatur und zu einem kleinen Teil in der Leber gespeichert. Der Sauerstoff, den Du über die Umgebungsluft durch die äußere Atmung zu Dir nimmst, wird über die Lungen bis zu den roten Blutkörperchen transportiert. Aus der Blutbahn wird dann der Sauerstoff in die Zellen aufgenommen und bis an die Pforte kleiner „Kraftwerke der Zelle“, den sogenannten Mitochondrien befördert.
Daneben gibt es noch die sogenannte innere Atmung, auch Zellatmung genannt. Sie ist die aerobe Form der Energiegewinnung. Bei der inneren Atmung werden durch verschiedene chemische Prozesse in den Mitochondrien die energiereichen Stoffe Traubenzucker, Aminosäuren und Fettsäuren mit der Hilfe von Sauerstoff abgebaut. Der Traubenzucker reagiert mit dem Sauerstoff. Aus dieser Reaktion entstehen Kohlenstoffdioxid und Wasser. Während dieses Prozesses wird Energie frei. Drei Schritte bestimmen die Zellatmung: die Glycolyse, der Zitronensäurezyklus und die Atmungskette.
Während der Glycolyse wird die Glucose, also der Traubenzucker, in kleinere Moleküle zerlegt, so dass aus einem Glukosemolekül zwei C-3-Körper (sog. Pyruvat) und zwei Moleküle ATP entstehen und das Koenzym Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid (NAD+) zu NADH reduziert wird. Im zweiten Schritt, dem Zitronensäurezyklus, wird das Pyruvat in den Mitochondrien in aktivierte Essigsäure (Acetyl-CoA) umgewandelt und danach zu Kohlenstoffdioxid und Wasser abgebaut. Ersteres wird über die Atemluft ausgeschieden. Während des Zitronensäurezyklus wird die aktivierte Essigsäure aus Fettsäuren durch β-Oxidation direkt gebildet. Schließlich bilden mehr als fünfzehn verschiedene Enzyme in komplizierten chemischen Reaktionen in der Atmungskette ATP aus Adenosindiphosphat (ADP). Am Schluss dieses Vorgangs wird die Energie frei und es verbinden sich in einer sogenannten gebremsten Knallgasreaktion Wasserstoffatome mit dem eingeatmeten Sauerstoff. Aus einem Glukosemolekül werden insgesamt 36 Moleküle ATP gewonnen.
Wenn Du Maximalkrafttraining betreibst, wird zur Bereitstellung von Energie ATP und Kreatinphosphat verwendet, das jeweils in geringen Mengen im Muskel gespeichert ist. Die sogenannte anaerobe Energiegewinnung läuft, wie der Name schon sagt, ohne Sauerstoff ab. Sie ist wesentlich ineffizienter als die aerobe Form. Ihr Vorteil liegt darin, dass die Energie sofort und für 5-10 Sekunden zur Verfügung steht. Zur direkten Bereitstellung von in den Muskeln gespeicherter Energie tritt die sogenannte anaerobe Glykolyse hinzu. Die Kohlenhydrate werden ohne die Hinzunahme von Sauerstoff abgebaut, wobei Milchsäure (sog. Laktat) entsteht. Die Leber kann das Laktat wieder in Glykogen zurückverwandeln, damit zur Bildung von ATP wieder bereitsteht.
Die letztgenannte Energiegewinnungsform reicht dem Körper für eine Belastung von ca. 15 Sekunden bis 2 Minuten. Nach ca. 90-120 Minuten Ausdauersport sind die Glykogenspeicher der Muskeln entleert. Ab diesem Zeitpunkt wird ATP direkt aus Fettsäuren generiert. Allerdings laufen die genannten Prozesse parallel ab. Wenn Du möglichst viel Fett verbrennen möchtest, kannst Du dies auch bei einer hohen Intensität tun. Bei einer niedrigen Intensität wird zwar relativ mehr Energie aus Fettsäuren als aus Kohlenhydraten gewonnen. Allerdings findet die Verbrennung der Kalorien der Fette im „Feuer der Kohlenhydrate“ statt, d.h. Du solltest eher daran denken, dass bei einer hohen Intensität absolut betrachtet mehr Energie aus Fettsäuren bereitgestellt wird, anstatt möglichst langsam zu joggen
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