Mitochondrien – Kraftwerke für unseren Energiestoffwechsel

Mitochondrientraining einfach erklärt – So werden Sie leistungsfähiger

Mitochondrien sind Teile der Körperzelle mit vielfältigen Funktionen. Für Ausdauersportler besonders hervorzuheben ist die Gewinnung von Bewegungsenergie (ATP) mit Hilfe von Sauerstoff aus Fetten. Um die Bedeutung und Funktion von Mitochondrien für den Energiegstoffwechsel beim Laufen zu verdeutlichen, vergleiche ich die Mitochondrien gerne mit Windrädern. Schauen Sie sich dazu die Bilder an, die Franziska Dietz – meine Kollegin vom Marathon-Podcast – und mich bei einem Marathonlauf zeigen. Aufgabe der Windräder ist es, aus der Quelle Wind Energie zu erzeugen und in den Stromkreislauf einzuspeisen. Eine Aufgabe der Mitochondrien ist es, aus der Quelle Fett die Bewegungsenergie ATP (Adenosintriphoshat) zu gewinnen, der sogenannte Fettstoffwechsel, um diese Energie über den Blutkreislauf der Organen zuzuführen. Nachfolgend möchte ich meine Gedankenbild weiter ausführen:

Fette und Wind – Quellen der Energie

In meinem Vergleich stellt der Wind eine Energiequelle für die Stromerzeugung dar, ähnlich wie unser Energiestoffwechsel die Fette als Energiequelle nutzt. Fette liefern reichlich Energie in Form von Fettsäuren, was besonders bei Ausdaueraktivitäten von Bedeutung ist.

Energieerzeugung braucht Kraftwerke

Mitochondrien werden gerne als die Kraftwerke in unseren Zellen beschrieben. Unsere Organe brauchen ständigen Nachschub an ATP, der gewonnen werden muss. Dazu brauchen wir die Kraftwerke, sie wandeln die Energie aus Fetten und Glukose in chemische Energie in Form von ATP um. Sie ähneln damit den Kraftwerken in Form der imposanten Windräder, die aus Wind Energie gewinnen. Mitochondrien und Windräder ernten die verfügbare Energie.

Umwandlung der Quellen in Energie

Genau wie Windräder die Windenergie in elektrische Energie umwandeln, übernehmen Mitochondrien die Aufgabe, die Energie aus Fetten in chemische Energie in Form von ATP umzuwandeln.

Steigerung von Effizienz und Leistung

Ähnlich wie effizientere Windräder mehr Strom erzeugen können, können leistungsfähigere Mitochondrien eine höhere Rate der ATP-Produktion aus Fetten erreichen, was die Ausdauer und Leistung im Laufsport unterstützt.

Training und Anpassung

Stellen Sie sich einen ganzen Windpark vor, ein Windpark, der über die Jahre und Monate wächst und immer leistungsfähiger wird. Neben kleinen Windrädern werden immer größere aufgebaut, mit immer kraftvolleren Flügeln. Ebenso wie Windräder und Windparks durch Ingenieurkunst und Bautrupps optimiert werden können, um mehr Energie aus dem Wind zu gewinnen, kann durch gesunde Ernährung und effektives Training jedes einzelne Mitochondrium leistungsfähiger werden und die Anzahl der Mitochondrien vermehrt werden.

Ohne Windräder können wir keine Windenergie ernten, ohne Mitochondrien keine Bewegungsenergie.

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Mitochondrien als limitierender Faktor für unseren Energiestoffwechsel

Wenn wir von Fettstoffwechseltraining reden, dann denken wir vor allem an die Stärkung der Mitochondrien in den Körperzellen. Denn Mitochondrien sind ein limitierender Faktor für die Leistungsfähigkeit im Sport. Leistungsfähigere Mitochondrien ermöglichen es dem Körper, sowohl Glukose als auch Fette effizienter zu nutzen, was sich positiv auf die Ausdauer und Leistungsfähigkeit auswirken kann. Mehr Mitochondrien, mehr Energie, so kann man es vereinfacht für Ausdauersportler zusammenfassen. Gerade Marathonläufer sollten daher das Training der Mitochondrien immer im Hinterkopf haben, wenn sie an ihre Trainingsgestaltung und hier den langen Lauf denken. Doch welche Auswirkungen haben trainierte Mitochondrien nun genau?

Effizientere Energieproduktion – Mehr ATP

Leistungsfähigere Mitochondrien bedeuten eine höhere Kapazität zur Energieproduktion, das heißt, wir können aus unseren körpereigenen Quellen mehr Bewegungsenergie produzieren. Dies ermöglicht es Ausdauersportlern, größere Menge an ATP schneller und effizienter zu erzeugen, was zum Beispiel während des Laufens entscheidend ist.

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Bessere Nutzung von Glukose

Mitochondrien sind in der Lage, Glukose aus dem Blut effizienter zu oxidieren und in Bewegungsenergie umzuwandeln. Athleten mit gut entwickelten Mitochondrien können daher während des Laufens, im Lauftraining wie im Wettkampf, mehr Glukose verbrennen, was zu einer längeren Ausdauer und verbesserten Schnelligkeit führen kann.

Fettstoffwechsel

Neben Glukose können Mitochondrien auch Fette oxidieren, einer der gewünschten Hauptbenefits, gerade für Marathonläufer. Gut trainierte Mitochondrien können Fette effizienter verwerten, was besonders bei Langstreckenläufen wichtig ist, da Fette eine reichhaltige Energiequelle darstellen. Je besser der Fettstoffwechsel funktioniert, umso schonender werden die knappen Glukose Depots (Glykogen) in Muskulatur und Leber in Anspruch genommen.

Spätere Ermüdung

Durch eine verbesserte Fettverbrennung können leistungsfähigere Mitochondrien auch dazu beitragen, die Ansammlung von Laktat in den Muskeln zu verhindern oder zu verzögern, was die Ermüdung während des Laufens reduzieren kann. Laktat entsteht bei der Verstoffwechselung von Glukose. Weniger ATP-Gewinnung aus Glukose bedeutet in der Folge weniger Laktat.

Beide Fotos: Norbert Wilhelmi

Mehr und stärkere Mitochondrien

Lange aerobe Läufe im SSL-, LDL oder MDL-Bereich sind – neben einer vollwertigen, pflanzenbasierten Ernährung – der beste Weg, um die Stärke der Mitochondrien zu erhöhen und deren Anzahl zu vermehren.

Erhöhung der Mitochondrienanzahl

Lange Läufe fördern die sogenannte "mitochondriale Biogenese". Dies bedeutet, dass die Zellen mehr Mitochondrien produzieren. Dies geschieht als Reaktion auf die gesteigerte Nachfrage nach Energie während des Ausdauertrainings. Mehr Mitochondrien bedeuten eine größere Kapazität zur Energieproduktion. Je länger und langsamer wir ausdauernd trainieren, umso mehr profitieren Läuferinnen und Läufer von diesem Effekt.

Stärkung der vorhandenen Mitochondrien

Neben der Vermehrung der Mitochondrien werden auch die vorhandenen Mitochondrien stärker und effizienter. Dies geschieht durch die Steigerung der Aktivität der Enzyme und Proteine beim Ausdauertraining, die an der Energieproduktion beteiligt sind. Dadurch können die Mitochondrien eine höhere Rate der ATP-Gewinnung aus den verfügbaren Energiequellen erreichen.

Optimierung des Fettstoffwechseltrainings

Wie schon betont, aerobes Training, insbesondere längere Läufe sind besonders effektiv, um die Mitochondrien zu trainieren und deren Funktion zu verbessern. Denn bei langen Läufen in moderatem Tempo wird eine größere Menge an Sauerstoff für die Energiegewinnung verwendet. Dies führt dazu, dass der Körper vermehrt auf die Oxidation von Fettsäuren und Glukose zurückgreift, um Bewegungsenergie zu produzieren, vorausgesetzt, man bremst den Fettstoffwechsel nicht dadurch aus, in dem man zu früh beim Training Kohlenhydrate zuführt. 2,5 Stunden Fettstoffwechseltraining ohne Kohlenhydratzufuhr, dann mit ein oder zwei Energy Gels die Endbeschleunigung ermöglichen, so kann am Beispiel eines optimalen langen Laufs (OLALA) ein besonders effektiver 3-Stundenlauf in der Marathonvorbereitung aussehen. Dazu lesen Sie weitere Tipps im Artikel Kohlenhydrate im Training.

 Viel Freude und Erfolg beim Laufen wünscht Ihnen,

Ihr Andreas Butz