Muskelfasertyp und Energiespeicherwege für das Training

Es gibt verschiedene Muskelfasertypen. Typ-I- oder langsam kontrahierende Muskelfasern haben eine relativ langsame Kontraktionsrate. Sie nutzen überwiegend aerobe Stoffwechselwege und enthalten viele Mitochondrien mit hohen Konzentrationen an Enzymen, die für die aerobe Energieproduktion benötigt werden (z. B. Enzyme für den Krebs-Zyklus und die Elektronentransportkette). Sie verfügen über eine höhere Kapillardichte, die sie mit Sauerstoff und Energiesubstraten versorgt und Abfallprodukte wie Milchsäure abtransportiert.

Sportler mit mehr Muskelfasern vom Typ I haben eine höhere Laktatschwelle im Blut, da sie Pyruvat schneller in den Krebszyklus freisetzen können und weniger Pyruvat in Milchsäure umgewandelt wird. Sie sind daher leistungsfähiger und ermüden erst nach längerer Zeit.

Typ-II-Muskelfasern (schnell kontrahierende Muskelfasern) haben eine relativ hohe Kontraktionsgeschwindigkeit und die Fähigkeit, anaerob schnell Energie zu produzieren. Sie werden in zwei Kategorien unterteilt, von denen zwei klar definiert sind. Typ-II-Muskelfasern haben eine hohe Kontraktionsgeschwindigkeit und relativ gut entwickelte aerobe und anaerobe Energieproduktionssysteme. Typ-II-Muskelfasern sind die schnellsten und am stärksten glykolytisch. Die meisten Aktivitäten erfordern eine Kombination aus schnell- und langsam kontrahierenden Muskelfasern, die zu relativ langsamen Muskelkontraktionen mit gelegentlichen kurzen Ausbrüchen schneller Muskelkontraktion fähig sind.

Belastungen, die die Beteiligung einer großen Anzahl von Typ-II-Fasern erfordern, wie Sprinten oder intensives Gehen, sind stark von den angesammelten Kohlenhydratreserven abhängig. Diese Belastungen gehen mit einer schnelleren Erschöpfung der Glykogenspeicher einher. Das Verhältnis von langsam- und schnellkontrahierenden Muskelfasern hängt hauptsächlich von der genetischen Veranlagung ab. Beim Menschen sind durchschnittlich 45–55 % der Muskelfasern langsamkontrahierend. Trainingseinheiten können jedoch die Verteilung der Muskelfasertypen beeinflussen. Bei Sportlern, die Sportarten betreiben, die hauptsächlich eine aerobe Energiezufuhr erfordern (Langstreckenlauf), machen langsamkontrahierende Fasern 90–95 % der arbeitenden Muskeln aus.

Die Energie der chemischen Bindungen in Lebensmitteln wird in Form von Fetten und Kohlenhydraten sowie in geringerem Maße in Form von Proteinen gespeichert. Diese Energie wird auf ATP übertragen, das sie direkt an die Zellstruktur oder -verbindung weitergibt, die sie benötigt.

Für die Übertragung von ATP-Energie kommen drei verschiedene Systeme zum Einsatz: Phosphagen, anaerob-glykolytisch und aerob. Das Phosphagensystem überträgt Energie schneller, seine Kapazität ist jedoch sehr begrenzt. Das anaerob-glykolytische System kann Energie ebenfalls relativ schnell übertragen, die Produkte dieses Stoffwechselwegs senken jedoch den pH-Wert der Zelle und begrenzen ihr Wachstum. Das aerobe System überträgt Energie langsamer, ist aber am produktivsten, da es Kohlenhydrate oder Fette als Energiesubstrate nutzen kann. Alle diese Systeme können gleichzeitig in verschiedenen Körperzellen genutzt werden, wobei die Zellumgebung und der Energiebedarf das bevorzugte Energieübertragungssystem bestimmen.

• Verfügbarkeit von Sauerstoff und Energiesubstraten
• zwei wichtige Faktoren in der zellulären Umgebung.

Der Muskelfasertyp und seine inhärenten Eigenschaften sind Schlüsselfaktoren für das Energietransfersystem der Muskelzellen. Ernährungsumstellungen und körperliches Training können die Zellumgebung verändern und die Leistung des Energietransfersystems sowie die Energiesubstratreserven stark beeinflussen.