Der Energieverbrauch beim Sport oder beim Marathon ist ein Thema, über das es sich zu sprechen lohnt.
Über die tägliche Nahrung (Kohlenhydrate, Proteine und Fette) wird der Organismus mit Energie versorgt.
Im Sport sind Kohlenhydrate und Fette die primären Energieträger, die die aerobe Leistungsfähigkeit beeinflussen. Bei diesem Vorgang der Verbrennung werden aus einem Gramm Kohlenhydrate 4,1 kcal und aus 1 g Fett 9,3 kcal Energie freigesetzt.
Energieverbrauch beim Sport – Die Schlüsselsubstanzen
Die Schlüsselsubstanzen bei der Energiebereitstellung im Organismus sind die energiereichen Phosphate, vor allem das Adenosintriphoshat (ATP). Die Kohlenhydrate und Fette dienen dazu, das verbrauchte ATP wieder herzustellen. Um für Muskelarbeit Energie freizusetzen wird ATP in Adenosindiphosphat (ADP) und anorganisches Phosphat (P) gespalten. ATP › ADP + P + Energie (z.B. für Muskelkontraktionen).
Die im Muskel gespeicherte Menge an ATP ist sehr gering und reicht nur für etwa zwei Sekunden Muskelarbeit. Deshalb muss das ADP ständig neu wieder in ATP umgewandelt werden. Dazu stehen dem Organismus Glukose und freie Fettsäuren zur Verfügung.
Energieverbrauch beim Sport – die Grundlagen
Wer sich über den Energieverbrauch beim Sport Gedanken macht, erfährt hier etwas über die Grundlagen
Die aerobe Energiegewinnung aus den freien Fettsäuren und Glukose erfolgt in den Mitochondrien der Muskelzellen, den „Kraftwerken des Körpers“. Die freien Fettsäuren werden aerob (d.h. mit Hilfe von Sauerstoff) zu Wasser und Kohlendioxid abgebaut. Aufgrund der großen Fettreserven im Unterhautfettgewebe und im Muskel kann der Muskel theoretisch unbegrenzt arbeiten. Die Fettreserven würden allein für über 23 Marathonläufe von drei Stunden Dauer ausreichen. Der Energieverbrauch beim Sport ändert sich mit den unterschiedlichen Intensitäten.
Bei hoher Belastungsintensität kommt es zur Überschreitung der Grenzen des aeroben Energiestoffwechsels. Der anaerobe Stoffwechsel, der mit der Bildung von Laktat einhergeht, wird hinzugeschaltet und gewinnt an Bedeutung.
Energieverbrauch beim Sport – ohne Kohlenhydrate geht es nicht
Die Anteile der verschiedenen Stoffwechselwege für den Energieverbrauch beim Sport sind fließend. Während freie Fettsäuren nur eine aerobe Herstellung (Resynthese) des ATP erlauben, erlaubt die Glukose den aeroben und anaeroben Weg. Ob der „langsamere“ Fettstoffwechsel oder der „schnellere“ Glukosestoffwechsel genutzt wird, ist in erster Linie von der Belastungsintensität, der Laufgeschwindigkeit und vom Trainingszustand abhängig. Aber auch beim „Fettstoffwechseltraining“ werden nicht ausschließlich nur die freien Fettsäuren verbrannt, sondern anteilig auch Kohlenhydrate. Das Verhältnis von freien Fettsäuren zu Glukose beträgt im Durchschnitt 60 zu 40 Prozent. Ohne Glukose werden die freien Fettsäuren nicht verstoffwechselt – die freien Fettsäuren verbrennen im „Feuer der Kohlenhydrate“.
Woher bekommt der Körper die Energie?
Laktat entsteht immer dann, wenn bei hochintensiven Belastungen viel Energie pro Zeiteinheit benötigt wird und die ATP-Resynthese schnell verlaufen muss.
Die Belastungsintensität bzw. die Laufgeschwindigkeit entscheidet darüber, welche Energieträger zur Energiegewinnung bei der Belastung herangezogen werden. Bei niedriger Belastungsintensität (25 bis 50 Prozent der VO2max) werden bis zu 70 Prozent der freien Fettsäuren für den Gesamtenergiestoffwechsel genutzt. Beträgt die Belastungsintensität etwa 65 Prozent der VO2max, dann tragen die freien Fettsäuren zu etwa 50 Prozent zum Energiegewinn bei. Bei Langzeitbelastungen werden neben den freien Fettsäuren aus dem Blut die in der Muskulatur gespeicherten Neutralfette (Triglyceride) zur Energiebereitstellung genutzt. Der Energieverbrauch beim Sport in Form der Fettverbrennung nimmt bei Beanspruchungsintensitäten von 85 Prozent der maximalen Sauerstoffaufnahme – oder darüber – deutlich ab. Denn das dabei entstehende Laktat behindert die Verbrennung der freien Fettsäuren.
Bei diesen hohen Belastungsintensitäten werden die Glykogenspeicher in Leber und Muskel abgebaut. Der Beitrag der Blutglukose ist dagegen gering, da es sich dabei um einen ständigen Energiezufluss zur Muskelzelle handelt.
Bei gut und sehr gut trainierten Ausdauersportlern*innen trägt die Fettverbrennung auch bei höheren Intensitäten noch zur Energiebereitstellung bei. Untrainierte können beim Laufen oder anderen Sportarten die Fettverbrennung nur zu einem sehr geringen Anteil nutzen.
Bei langen Einheiten gewinnt die Aufnahme von Eiweiß (Aminosäuren) an Bedeutung
Wer sich mit dem Energieverbrauch beim Sport auseinander setzt, landet früher oder später bei dem Thema Proteine/Aminosäuren. Die Aufnahme von Eiweiß in Form von essentiellen Aminosäuren während längerer Dauer- oder Ultraläufe kann die Leistung positiv beeinflussen.
Insbesondere die drei Aminosäuren Valin, Leucin und Isoleucin, auch unter BCAAs bekannt, können zur Energiebereitstellung mit herangezogen werden. Aminosäuren sind zudem sehr wirksam für den Aufbau- und Reparaturstoffwechsel. Zum Beispiel nehmen Radprofis zur Sicherung des Energiebedarfs bei Rundfahrten täglich 800 bis 1.000 g Kohlenhydrate, 250 g Proteine und 200 bis 300 g Fette auf. Untersuchungen bei Extremsportlern zeigen, dass es zu Beinödemen oder Schwellungen an den unteren Extremitäten kommen kann, wenn die Proteinaufnahme auf unter 4 g pro kg Körpergewicht bei langen Belastungen sinkt.
Die Vantage V2 zeigt mir den Energieverbrauch beim Training pro Energiequelle an
Die Aufschlüsselung auf meiner Polar Multisportuhr zeigt mir, wie hoch der Energieverbrauch pro Energiequelle (Fette, Kohlenhydrate und Eiweiße) während meiner Trainingseinheit war. Er wird als Prozentsatz meines gesamten Kalorienverbrauchs dargestellt.
Die Nutzung verschiedener Energiequellen wird anhand meiner Herzfrequenz und meiner persönlichen Einstellungen berechnet. Diese beinhalten Alter, Geschlecht, Größe, Gewicht, maximale Herzfrequenz, Herzfrequenz in Ruhe, maximale Sauerstoffaufnahme sowie meine aerobe und die anaerobe Schwelle.
Die Aufschlüsselung der Energienährstoffe kann ich nach Ende meiner Trainingseinheit in der Trainingszusammenfassung auf meiner Uhr sehen. Ich kann sehen, wie viel Prozent von jedem Nährstoff ich während meiner Trainingseinheit verbraucht habe.
Energieverbrauch beim Sport – Die Speicher müssen wieder aufgefüllt werden.
Werden in den ersten zwei Stunden nach dem Training keine der verbrauchten Kohlenhydrate wieder aufgenommen, dann verzögert sich nachweislich die Wiederauffüllung der Glykogen-Speicher. Damit wird die Regeneration behindert. Eine schnelle Regeneration ist aber nicht nur für das Wohlbefinden vorteilhaft, sondern sichert auch die nachfolgende Reizverarbeitung und Belastbarkeit.
Leistungsabfall vermeiden
Die Anzeige des Verbrauchs pro Energiequelle für meine Trainingseinheit ermöglicht es mir zu lernen, wie unterschiedliche Intensitäten meinen Energieverbrauch beim Sport beeinflussen. Es ist zudem ersichtlich, ob sich meine Hauptenergiequelle während einer langen Trainingseinheit ändert. Die Energienährstoffverteilung zu kennen, ist auch nützlich, um die Fähigkeit des Körpers zu verbessern, Körperfett als Energiequelle bei langen Trainingseinheiten mit geringer Intensität zu nutzen. Hat die belastete Muskulatur nur noch wenig Glykogen gespeichert (es kann jetzt zum „Hungerstoffwechsel“ kommen), kommt es zu einer verstärkten Fettspaltung und demnach zu einer Erhöhung der freien Fettsäuren.
Im Hungerstoffwechsel, d.h. bei geringer Glukoseverfügbarkeit, wird bereits nach wenigen Minuten aerober Belastung der Fettstoffwechsel deutlich aktiviert. Es ist allerdings darauf zu achten, dass beim ablaufenden Hungerstoffwechsel ein intensives oder mehrstündiges Training zu vermeiden ist, da es während der Belastung zu einer vorzeitigen Unterzuckerung (Hypoglykämie) kommen kann. Die Stresshormone, besonders Adrenalin, steigen hierbei deutlich an. Spätestens nach 60 Minuten intensiver Belastung sollte die erste geringe Kohlenhydrataufnahme (Energieriegel, Getränk oder Gel) erfolgen. Damit wird einer Unterzuckerung und einem Leistungsabfall vorgebeugt.
Die FuelWise Funktion sorgt für die rechtzeitige Energieversorgung beim Sport
Zusätzlich helfen mir die Angaben auf der Sportuhr meine Wettkampfverpflegung zu optimieren und zu analysieren. Im Marathon nehme ich alle 5 km Energie in Form von schnell verwertbaren Kohlenhydraten auf. Die Wettkampfverpflegung ist individuell und sollte im Training immer erprobt und auf die angepeilte Zielzeit angepasst werden. Um diese Strategie im Training zu testen und zu optimieren, hilft es mir, mit der Polar FuelWise Funktion einen Timer zu stellen, der mich immer an die zeitgleiche regelmäßige Aufnahme erinnert. Damit verbessere ich nicht nur meine Wettkampfstrategie, sondern stelle auch sicher, insbesondere im Sommer, dass ich ausreichend trinke und gut hydriert bin.
NN Mission Marathon in Enschede in 2:28:02 h (Olympianorm) von Laura Hottenrott im April 2021.
In dieser Abbildung wird die Energiebereitstellung aus Kohlenhydraten, Fetten und Eiweißen während meines Marathonlaufs in Enschede dargestellt. Die Fettverbrennung gewinnt während des Marathons an Bedeutung und der Kohlenhydratanteil nimmt ab, ist aber mit 61% immer noch die dominante Energiequelle.
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Bitte beachte, dass die Informationen in den Artikeln des Polar Blogs keine individuelle Beratung durch medizinische Fachkräfte ersetzen können. Bevor du ein neues Fitnessprogramm beginnst, hole ärztlichen Rat ein.
