Aerober und anaerober Stoffwechsel

Zwei Wege der Energiegewinnung

Bestimmt hast du schon einmal von den Begriffen „aerober“ und „anaerober“ Stoffwechsel gehört. Wir erklären dir in unserem Beitrag, worin die Unterschiede zwischen beiden Stoffwechselvorgängen liegen und warum dein Körper zur Fettverbrennung Sauerstoff benötigt.

Unser Stoffwechsel ist ein wahres Wunderwerk. Die Kraftwerke in unseren Körperzellen, die Mitochondrien, ständig damit beschäftigt, Energie für unseren Körper bereitzustellen. Besonders die Muskelzellen benötigen viel Energie, z.B. bei sportlichen Belastungen.


1. ATP: Die Energiewährung des Organismus

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Was für ein Auto das Benzin ist, ist für den menschlichen Körper das ATP (Adenosintriphosphat) – es ist sozusagen die universelle Energie-„Währung“. Durch die Spaltung eines ATP-Moleküls zu ADP wird Energie frei. Der Körper muss es immer wieder neu herstellen, sozusagen „recyceln“. Dies kann also auf zwei Wegen geschehen:

  1. im aeroben Stoffwechsel: mit Sauerstoffzufuhr
  2. im aneroben Stoffwechsel: ohne Sauerstoffzufuhr

Die Begriffe leiten sich von dem altgriechisch Wort „ἀήρ“ (=aer) ab, was „Luft“ bedeutet. In der Regel gewinnt der Körper seine Energie über den aeroben Stoffwechsel. Bei diesem Prozess läuft die sogenannte Zellatmung vollständig ab: Energie, sprich ATP, wird unter Sauerstoffzufuhr gewonnen. Als Endprodukte dieses Stoffwechselprozess werden Kohlendioxid und Wasser frei, das zum größten Teil über die Lunge abgeatmet wird.

2. Der Anaerobe Energiestoffwechsel

Der anerobe Energiestoffwechsel beginnt dann, wenn der Körper kurzen, aber sehr intensiven körperlichen Belastungen ausgesetzt ist. Die Puls- und Atemfrequenz steigt, aber reicht bei weitem nicht aus, um den gesamten Organismus mit genügend Energie zu versorgen. Nehmen wir als Beispiel einen 400-Meter-Läufer. Bereits nach den ersten 6-8 Sekunden seines Laufes sind sämtliche ATP-, sprich, Energievorräte in den Muskeln aufgebraucht. Bei dieser sehr starken körperlichen Belastung schaffen es die Lungen des Läufers nicht, dem Körper genügend Sauerstoff zur Energiegewinnung zur Verfügung zu stellen. Was tun? Der Körper ist intelligent und schaltet auf den schnellen anaeroben Stoffwechsel um.

Das bedeutet: Der Körper wandelt Glukose über die sogenannte Milchsäuregärung in Laktat und 2 mol ATP um. Für diese Art der Energiegewinnung wird – wie bei allen Gärprozessen – kein Sauerstoff benötigt. Der Vorteil ist, dass dem Körper schnell wieder Energie, also ATP, zur Verfügung steht.

3.1 Kohlenhydrate sind der wichtigste Energielieferant

Die zur ATP-Gewinnung notwendige Energie kann der Körper durch die Verbrennung von Kohlenhydraten, Eiweißen und Fetten – die wir täglich über unsere Nahrung aufnehmen – gewinnen. Welche der drei sogenannten Makronährstoffe der Stoffwechsel als Energielieferant nutzt, hängt von folgenden Faktoren ab:

  • dem Ernährungs- und Trainingszustand und
  • ob gerade genügend Sauerstoff zur Verfügung steht oder nicht – dementsprechend läuft der Stoffwechsel also aerob oder anaerob ab.

Am wichtigsten sind jedoch die Kohlenhydrate, besser gesagt, die Glukose (Traubenzucker). Erstens, weil der Körper die Glukose sowohl mit als auch ohne Sauerstoffzufuhr verbrennen kann (aerob oder anerob), zweitens, weil wichtige Organe wie das Gehirn und die roten Blutkörperchen ihre Energie nur aus Glukose gewinnen können.

3.2 Laktatbildung: Der leistungsbegrenzende Faktor

Sportlerin Nach 2 Minuten kommen wir aber sprichwörtlich „aus der Puste“.  Die Muskeln übersäuern durch das anfallende Laktat (Milchsäure) und können nicht mehr weiter arbeiten. Das heißt: Der Läufer muss nach ca. 2 Minuten maximaler Belastung aufgeben oder seine Laufgeschwindigkeit drastisch verringern. Kein Läufer ist also z.B. in der Lage, einen Marathon in Sprintgeschwindigkeit zu absolvieren.

4. Der Aerober Energiestoffwechsel

Für die Praxis bedeutet dies: Belastungen oder Trainingseinheiten, die über zwei Minuten hinausgehen, müssen von vorneherein so geplant werden, dass der Körper sie nur mit ständiger Sauerstoffzufuhr bewältigen kann. Das heißt, die Energiebereitstellung muss aerob erfolgen. Bei langen Belastungen, v.a. die länger als 30-60 Minuten dauern, schaltet der Körper zusätzlich auch noch die Fettverbrennung als weitere Energiequelle dazu bzw. gewinnt seine Energie zunehmend aus Fetten.

Wie eingangs erwähnt, wird also das ATP im aeroben Energiestoffwechsel über die vollständig ablaufende Zellatmung gewonnen. Das heißt: Wenn wir während einer körperlichen Betätigung kontinuierlich so viel Sauerstoff einatmen können, wie der Körper gerade benötigt, befinden wir uns im aeroben Bereich.

5. Zusammenfassung

Dem Körper stehen zur Energiegewinnung zwei Stoffwechselwege zur Verfügung: Der aerobe (mit Sauerstoffzufuhr) und der anerobe (ohne Sauerstoffzufuhr) Stoffwechsel. Der effizienteste Weg ist dabei der aerobe Weg, da nur hier die Zellatmung vollständig abläuft. Wenn wir unseren Stoffwechsel aktivieren und auch Fett verbrennen möchten, müssen wir die Intensität unserer sportlichen Belastung so wählen, dass wir immer genügend Sauerstoff einatmen können. Denn erst nach längeren Belastungen verbrennt der Körper neben Kohlenhydraten auch Fett.

Anaerober Stoffwechsel Aerober Stoffwechsel
Sauerstoff? ohne mit
Belastungsdauer max. Belastung zwischen 40-50 Sekunden, höchstens 2 Minuten über 2 Minuten
Brennstoff Kohlenhydrate (Glukose) Kohlenhydrate (Glukose) oder Fette
Endprodukte Laktat, vermehrt: Ammoniak, Harnsäure, Harnstoff Wasser, Kohlendioxid, Energie
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