Alle Zellen des menschlichen Körpers verwenden biochemische Reaktionen, 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 primärer Brennstoff für die menschliche Zellatmung. Zellen können Glucose unter Verwendung von Sauerstoff-abhängiger aerober Atmung oder anaerober Atmung, die keinen Sauerstoff benötigt, unter Erzeugung von Energie aufspalten. Während die aerobe Atmung Energie effizienter erzeugt, können menschliche Muskelzellen die anaerobe Atmung nutzen, wenn sie nicht genügend Sauerstoff haben oder einen schnellen Energieschub benötigen.
Rolle in der Übung
Anaerobe Atmung beim Menschen findet hauptsächlich in Muskelzellen während intensiven Trainings statt. Dies kann auftreten, wenn Sie während einer aeroben Aktivität, wie Spinning oder Cardio-Training, an Ihre Grenzen gehen und die Sauerstoffversorgung Ihrer Muskeln nicht ausreicht, um nur die aerobe Atmung aufrechtzuerhalten. Anaerobe Atmung tritt auch bei Aktivitäten auf, die kurze, intensive Ausbrüche von Muskelkraft erfordern, wie Sprinten oder Kraftheben.
Alle Muskeln enthalten zwei Arten von Muskelfasern, die schnell zuckende und langsam zuckende Fasern genannt werden. Die Proportionen variieren in verschiedenen Muskeln. Langsam zuckende Fasern sind auf anhaltende Aktivität ausgerichtet und beruhen normalerweise hauptsächlich auf aerober Atmung, obwohl sie bei Bedarf anaerobe Atmung anwenden können. Schnell kontrahierende Muskelfasern sind funktionell auf anaerobe Atmung ausgerichtet, da sie viel schneller Energie erzeugen - bis zu 100 Mal schneller als die aerobe Atmung. Da die anaerobe Atmung jedoch weniger effizient ist als die aerobe Atmung, ermüden schnell kontrahierende Muskelfasern relativ schnell.
Glykolyse
Die Glykolyse ist der erste biochemische Prozess bei aerober und anaerober Atmung. Dieser mehrstufige Prozess verwendet mehrere Enzyme zum Abbau von Glucose. Jedes Molekül Glucose, das abgebaut wird, ergibt schließlich 2 Moleküle Pyruvat und 2 Moleküle Adenosintriphosphat (ATP). ATP speichert die Energie, die benötigt wird, um zelluläre Funktionen zu versorgen. Bei der aeroben Atmung durchläuft das aus der Glykolyse erzeugte Pyruvat eine zusätzliche Reihe von biochemischen Reaktionen, um mehr ATP zu erzeugen. Dies geschieht nicht bei anaerober Atmung.
Milchsäure-Fermentation
Bei der anaeroben Atmung beim Menschen werden die Pyruvatmoleküle, die während der Glykolyse erzeugt werden, in Lactat umgewandelt. Dieser Prozess, Milchsäuregärung genannt, erzeugt nicht mehr Energie. Wie auch immer, es tut füllen Sie einige der Cofaktoren auf, die notwendig sind, um den Prozess der Glykolyse während der anaeroben Atmung zu halten.
Laktat, das während der Fermentation produziert wird, wird für die Zellen in Bezug auf die Energieerzeugung nicht weiter verwendet. Daher wird es aus den Zellen transportiert und im Blut zur Leber transportiert. Dort wird es zurück in Pyruvat umgewandelt, das dann verwendet werden kann, um mehr Glukose für zukünftige Verwendung zu produzieren, um mehr Energie zu erzeugen. Diese biochemische Form des Recyclings wird Cori-Zyklus genannt.
Früher wurde angenommen, dass der Aufbau von Milchsäure die Hauptursache für Muskelermüdung während des Trainings und später für verspannten Muskelkater ist. Jüngere Daten widerlegen jedoch die Vorstellung, dass Milchsäure für verzögerte Muskelschmerzen verantwortlich ist. Seine mögliche Rolle bei Muskelermüdung bleibt ein Bereich der aktiven Forschung.
Überprüft und überarbeitet von: Tina M. St. John, M.D.
