:: Woher kommt die Leistung nun?
Wenn man sich mit dem Leistungsbegriff im Radsport beschäftigt, dann interessiert ja nicht nur die Geschwindigkeit und die Wattzahl, die hinten raus kommt, sondern auch der Prozess, mit dem der menschliche Körper die Power überhaupt aufs Pedal bekommt. Woher kommt denn nun die ungeheure Kraftausdauer, die eine menschliche Wattmaschine wie Jan Ullrich hinprügeln kann? Und wie funktioniert sein Monstrum von Oberschenkelmuskel überhaupt? Das soll uns mal hier beschäftigen:
- Wer oder was treibt das Radlerbein an? Welche Stoffwechselprozesse laufen ab?
- Wie funktioniert das Radlerbein, was passiert in der Muskulatur?
:: Kommentar vom Radpanther
Ich muss grad wieder an den Spruch von Jens Voigt denken: Radfahren ist keine Quantenphysik...
:: ATP, ATP und nochmal ATP!
Was braucht der Ulle nun um die Maschine auf Touren zu bringen? Sicher, er frisst zum Frühstück einen Haufen Nudeln, Volkornbrot mit Nutella, den einen oder anderen Corny, auch mal ein Stück Schwarzwälderkirsch und trinkt Mineral- und Energydrinks und ab und zu mal ein Weizen - aber all das interessiert seine Muskulatur nicht die Bohne! Der kommt es nur auf eine Substanz an. Und die ist das berühmte
Adenosin-Triphosphat = ATP

also nicht die Tennis-Gewerkschaft, oft gehört und schnell vergessen. Und schlussendlich läuft der Ulle und alle anderen Radsportler auf dieser Substanz.
ATP ist DER universelle Energiespender im Organismus. Und um es vorweg zu nehmen und weil es ja im Bild oben schon angedeutet ist: Es dreht sich alles darum, dieses Molekül unter Energiegewinn zu zerlegen und hinterher in verschiedenen komplexen Prozessen wieder zusammen zu bauen, um es dann wieder zerlegen zu können und so weiter und so fort! Worauf beruht nun die Energiespende-Freudigkeit des ATP-Moleküls? Das ATP-Molekül hat es wegen seiner Wichtigkeit verdient, mal genauer unter die Lupe genommen zu werden:
:: Kommentar vom Radpanther
Och nö, jetzt bitte nicht so komplizierte Chemieformeln...Adonis-Triphosphat, ja genau..
Nun sei mal nicht schüchtern, das ist doch nur ein Bild vom ATP-Molekül, an dem man sehen kann, wie die Atome zusammen gestöpselt sind. Und das hat die Natur so gemacht, dass in den Verbindungen (die "chemischen Bindung") der eingezeichneten Phosphatgruppen zum restlichen Molekül eine Menge Energie steckt. Und diese Bindungsenergie gibt das Molekül gerne ab, indem es sich von einer dieser Phosphatgruppen trennt. Dann hat es statt drei dieser Phosphatgruppen (Triphosphat) nur noch zwei und wird zum

Adenosin-Diphosphat = ADP

Und genau bei diesem Trennungsprozess (auch genannt Dephosphorylierung) wird die chemische Energie frei, die in der Muskulatur in mechanische Energie umgewandelt wird und die ist im Körper zum Glück noch etwas grösser als im Reagenzglas:

ATP ⇒ ADP + Phosphat + 50 kJ / mol

Ein mol ist dabei die bekannte Stoffmenge von 6,023*1023 Teilchen, also eine gewaltige Menge (ein mol Wasser sind z.B. etwa 18g Wasser). Man muss also schon eine ganze Menge von diesen ATP-Molekülen zerlegen, damit nennenswert was dabei rumkommt. Rechnen wir mal kurz nach: Angenommen, Ulle knallt mit 450 Watt nach Alpe d'Huez hoch, das sind 450 J/s. Um diese Energie aus der ATP-Zerlegung zu bekommen, muss er also pro Sekunde (0,45 kJ) / (50 kJ / mol)= 0,009 mol zerlegen. Das sind etwas weniger als 5 g, vorausgesetzt, diese Energie könnte zu 100% aufs Pedal kommen (tut sie nicht, tatsächlich sind es nur 40-60%). Setzt man für einen normalen Menschen als täglichen Bedarf etwa 1600 kcal an (etwa 6700 kJ), dann entspricht das etwa 134 mol ATP-Verbrauch pro Tag. Das wären etwa 68 kg!! (die Angaben schwanken aber je nach Quelle. Faustregel ist etwa, dass die Masse der pro Tag umgesetzten ATP-Menge etwa dem Körpergewicht entspricht).
:: Kommentar vom Radpanther
Willst mich wohl veralbern..68 kg! Wie solln das gehen, soviel wiegt doch niemand um das mit sich rumzuschleppen!
Hihi, stimmt schon, soviel ATP ist natürlich nie auf einmal vorhanden, um es dann nach und nach zu zerlegen. Der ständig verfügbare ATP-Vorrat des Menschen ist so gering, dass er nur für einige wenige Muskelkontraktionen ausreicht (eta 30-60g im ganzen Körper). Danach muss ATP nachproduziert werden. Und das passiert beim Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsel: dabei wird wiederum Energie gewonnen, die man benutzen kann, um ADP und Phosphat wieder zu ATP zusammenzusetzen um den ganzen Kreislauf wieder von vorne beginnen zu lassen. Im Grunde recycled man dabei immer dieselben ATP-Moleküle.
:: Kommentar vom Radpanther
Kann man das Zeug denn nicht direkt als Pulver essen oder als Pille schlucken? Ein bisschen mehr Vorrat wäre doch nicht schlecht?!
Nein, kann man nicht. So käme das ATP nie im Muskel an, wie gesagt, die Bindungen sind sehr energiereich und das heisst i.A. dass sie nicht stabil sind. Das Molekül würde sich ganz schnell in seine Bestandteile auflösen und der Muskel ginge leer aus. Allerdings ist die Natur ja nicht doof und hat vorgesorgt, schliesslich musste der Steinzeitmensch schnell auf den in die Höhle kommenden Säbelzahntiger äh.. Säbelzahnpanther reagieren können. Wenn er da erst auf den Fettstoffwechsel hätte warten müssen, wärs schnell vorbei gewesen. Eine schnell abrufbare Quelle für ATP ist das Kreatinphosphat, das man im Muskel in gewissen Mengen bevorraten kann. Und Kreatin mampfen einige Leute tatsächlich. Aber auf die Mechanismen zur Herstellung von ATP kommen wir noch zu sprechen.
:: Kommentar vom Radpanther
Na gut..aber ATP hin und her...das zerfällt jetzt, liefert dabei Energie ab und dann? Das sich da ein Muskel bewegt seh ich aber noch nicht! Wenn Du hier schon Vorträge hältst, dann erklär das doch bitte erstmal.
--> weiter
--> Übersicht