Bewegung bringts

Fachwissen
Bewegung bringts
Säure-Basen-Haushalt
Bewegung
beeinflusst den Säure-Basen-Haushalt.
Deshalb darf beim Bekämpfen einer
Übersäuerung und beim Wiederherstellen
des Gleichgewichts im Körper eines nicht
vergessen werden regelmässige Bewegung
bis hin zum sportlichen Ausdauertraining.
Bewegungsmangel wirkt säurend, da wichtige körperliche Entsäuerungssysteme ungenutzt bleiben. Regelmässige Bewegung hingegen unterstützt den Körper nachhaltig beim Abbau von Säuren und bringt einiges fürs körperliche und seelische Wohlbefinden. Betreibt man jedoch
sehr intensiv Sport kann auch das Gegenteil der Fall sein –
die Puffersysteme sind überlastet.
Was Bewegung und Sport bewirken
Bewegung bewirkt im ganzen Körper Veränderungen. Einige der Wichtigsten sind hier aufgeführt:
Foto: bab.ch
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Im Nervensystem:
Das autonome oder vegetative Nervensystem setzt sich
aus dem Sympathikus (Leistung), dem Parasymphatikus (Erholung) sowie dem Darmnervensystem zusammen. Bei regelmässiger sportlicher Betätigung, besonders beim Ausdauertraining, beginnt der Parasympathikus zunehmend zu dominieren. Er schaltet auf Erholung, allgemeine Stoffwechselökonomisierung und dämpft die Psyche im Sinne einer
erhöhten inneren Ruhe und Ausgeglichenheit. Parallel dazu
stimuliert der Sympathikus die Organsysteme wie beispielsweise das Hormonsystem mit seinen Leistungshormonen (z.
B. Adrenalin, Noradrenalin) und steigert die Kapazitäten des
Körpers.
Im zentralen Nervensystem sind die lustauslösenden
Zentren des Körpers beherbergt. Beansprucht man die Muskeln, steigt der Endorphinspiegel an. Dies besonders bei intensiv sportlichen oder langanhaltenden Belastungen. Endorphine sind Neurotransmitter (körpereigene opioide Peptide) von denen heute schon 52 unterschiedliche ermittelt
wurden. Sie bewirken Stimmungsaufhellungen, sorgen dafür, dass hochgradige physische Belastungen und Schmerzen besser ertragen werden können.
Im Herz:
Der Sauerstoff- und Nährstoffbedarf des Organismus steigt
proportional zur geleisteten Arbeit an. Damit dieser Bedarf
abgedeckt werden kann, erhöht das Herz die Herzfrequenz
und das Schlagvolumen. Bei intensivem, regelmässigem
und längerem Trainieren wie beispielsweise beim Ausdauer-
Foto: bab.ch
training kommt es aufgrund der erhöhten Beanspruchung
zu adaptiven Veränderungen im Bereich des Herzens sowie
der Funktionsgrösse (Sportlerherz).
Im Blut finden kurzfristige und längerfristige Anpassungen
statt. Beginnt man sich zu bewegen kommt es durch den
Wasserverlust sofort zu einer Zunahme der zellulären Bestandteile; das Blut wird dicker. Bei einem Ausdauertraining
von ausreichender Dauer und Intensität nimmt der Körper
längerfristige Anpassungen vor: er vergrössert das Blutvolumen. Ausdauersportler weisen ein bis um vierzig Prozent erhöhtes Blutvolumina auf.
Im Lymphsystem:
Die Gewebespannung
und damit der Gewebsdruck müssen ständig
wechseln, um die Flüssigkeit und die darin enthaltenen Partikel in die
Lymphgefässe zu pumpen. Durch körperliche
Aktivität werden solche
periodischen Spannungsänderungen in Gang
gesetzt, wodurch die
Lymphbildung und ihr
Abtransport gesteigert
werden.
Im Immunsystem:
Je nach Zeitdauer und Intensität einer Belastung kommt es
zu Veränderungen in der hormonellen Regulation, die
wiederum das Immunsystem beeinflusst. Nach akuter körperlicher Belastung lassen sich grob zwei Reaktionsphasen
unterscheiden: die Sofortreaktion und die verzögerte Immunreaktion.
Bei der Sofortreaktion werden die Immunzellen mobilisiert. Im Ruhezustand bewegen sich etwa 50 Prozent aller Immunzellen mit dem Blutstrom, die anderen 50 Prozent haften an den Gefässinnenwänden.
Innerhalb weniger Minuten nach Belastungsbeginn lösen sich die meisten der anhaftenden Zellen von der Gefässwand ab und gehen in den
Blutstrom über.
Nach einer intensiven Belastung kommt es zuerst zu einem Konzentrationsabfall der natürlichen Killerzellen, was für den Moment ein geschwächtes Immunsystem bedeutet.Trainiert man die Ausdauer regelmässig und moderat, stärkt man die Abwehrmechanismen durch das
Stimulieren der Makrophagen, Lymphozyten oder durch ein Auslösen
einer Akut-Phase-Reaktion.
Im Atmungssystem:
Durch Ausdauertraining kommt es zu funktionellen und teilweise auch zu
morphologischen Veränderungen im Atmungssystem. Dass Atmungssystem von Trainierten hat grössere Atmungsreserven und ist insgesamt zu einer höheren Leistung befähigt. Es ist bei Belastungen schneller auf Leistung umgestellt und kann deshalb bei Engpässen in der Sauerstoffversorgung in wirksamerer Weise überbrücken als der Untrainierte.
In Knochen, Knorpel, Sehnen und Bänder:
Knochen, Knorpel, Sehnen und Bänder passen sich funktionell und strukturell an sportliche Belastungen an. Allerdings brauchen diese Strukturen
im Vergleich zu Muskeln etwas länger, das heisst, mehrere Wochen bis Monate. Der Knochen reagiert auf mechanische Beanspruchungen mit
zweckmässigen Änderungen seiner Architektonik, was zu einer erhöhten
Widerstandskraft in der Hauptbeanspruchungsrichtung führt.
Im Knorpel kommt es zu einer Hypertrophie des Knorpels, wobei sich die
Knorpelzellen und die Chondrone vergrössern, die Zahl der Zellen innerhalb der Chondrone zunimmt und die Stoffwechselaktivität der Knorpelzellen erhöht wird – alles Mechanismen, die den hyalinen Knorpel befähigen, erhöhte mechanische Belastungen ohne Gelenkschädigung zu bewältigen. Die Sehnen werden dicker und ihre Zug-, bzw. Reissfestigkeit
nimmt durch Training zu. Dies weil sich die Sehnenfibrillen verfestigen,
aber auch die Anzahl der Fibrillen zunimmt. Vergleichbar sind die Adaptionsmechanismen bei den Bändern. Auch hier führt Training zu einer
qualitativen und quantitativen Strukturverbesserung.
Dreiteilige Serie
Wissen Sie Bescheid?
Wenn Sie die folgenden fünf Fragen beantworten können,
sind Sie – zumindest was Bewegung und den Säure-Basenhaushalt anbelangt – auf dem aktuellen Stand.
Testen Sie sich jetzt:
Wo wird die Energie bei der aeroben Oxidation erzeugt?
Welcher Stoff ist für die Muskeln lebensnotwendig?
Was ist die Folge einer erhöhten Konzentration von Laktat im Blut?
Was ist nach intensivem Sport wichtig?
Welche Nebenwirkungen können Puffersubstanzen haben?
Erfahren Sie in einer dreiteiligen Serie mehr über den SäureBasen-Haushalt. Parallel dazu läuft eine Serie im Drogistenstern.
Die vollständige Serie können Sie im Internet herunterladen.
d-inside Mai: Alles rund um die pH-Werte im Organismus,
die Azidose und Alkalose
http://flash.drogoserver.ch/d-inside/5.pdf
d-inside Juni: Auswirkungen der latenten Azidose sowie der
Einfluss von Nahrungsmitteln auf den Säure-Basen-Haushalt
http://flash.drogoserver.ch/d-inside/6.pdf
d-inside Juli: Welche Auswirkungen Bewegung und Sport
haben, insbesondere die Laktatbelastung
http://flash.drogoserver.ch/d-inside/7.pdf
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Die Antworten finden Sie im Text oder im Kasten auf der Seite 30
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Fachwissen
In der Muskulatur
Adenosintriphosphat (ATP) ist für die
Muskeln lebensnotwendig. Ohne ATP
könnten sich die Muskeln beispielsweise nicht kontraktieren oder Membraneigenschaften wie die Natrium-Kalium-Pumpe nicht aufrechterhalten
werden. Die im Muskel vorhandene
Menge an ATP reicht bei einer Kontraktion nur für Sekundenbruchteile. Um
bei Bewegung Engpässe an ATP zu verhindern, kann die Muskelfaser ATP auf
verschiedene Arten synthetisieren. Dabei unterscheidet man die anaerobe
oder antioxidative (ohne Sauerstoff)
und die aerobe oder oxidative (mit Sauerstoff) Energiegewinnung.
Die Muskeln enthalten rote und weisse
Muskelfasern, deren Anteil sich je nach
Muskel unterscheidet. Die roten Fasern haben einen aeroben Stoffwechsel
und sind von einer ausreichenden Sauerstoffzufuhr abhängig. Sie eignen sich
deshalb für Dauerleistungen. Im
Gegenteil dazu können die weissen Fasern auch bei Sauerstoffmangel genügend ATP bilden und eignen sich somit für schnelle, starke Kontraktionen.
Mit einem speziellen sportlichen Training lassen sich die Anteile der Fasertypen jedoch verändern und passen
sich den physiologischen Erfordernissen an.
Die roten Fasern decken ihren ATP-Bedarf weitgehend aus Fettsäuren, die
über ß-Oxidation, Citratzyklus und Atmungskette abgebaut werden (siehe
rechter Grafikteil). Ihre rote Farbe haben sie dank des monomeren HämProteins Myoglobin, das ihnen als Sauerstoffreserve dient. Die weissen Fasern müssen sehr schnell Energie liefern können. Sie gewinnen ATP
deshalb vor allem durch anaerobe Glycolyse aus ihrem Glycogenvorrat (siehe linker Grafikteil). Das in der Glycolyse gebildete NADH+H+ muss zu
NAD+ reoxidiert werden, damit der
Glucoseabbau und somit die ATP-Bildung aufrechterhalten werden kann.
Fehlt der Sauerstoff für die Oxidation,
geschieht diese durch die Bildung von
Laktat, das danach ins Blut abgegeben
und in der Leber wieder zu Glucose
aufgebaut wird.
A. Energie-Stoffwechsel weißer und roter Muskelfasern
weiße (schnelle) Fasern
anaerob
Glycogen
ADP
rote (langsame) Fasern
aerob
Kreatinphosphat
Myoglobin
ADP
Fettsäuren
2+
Glucose
Glucose
O2
Kreatin
b-Oxidation
NAD +
N
A
Glycolyse
Cori-Zyklus
A
Lactat
1
2
ATP
H2 O
A
Pyruvat
A
Acetyl-CoA
O2
ADP
Atmungskette
P P
N
1
Adenlyat-Kinase
2.7.4.3
AMP-Desaminase
3.5.4.6
Ketonkörper
2+
Kontraktion
NADH + H +
N
P P P
CitratZyklus
A
NADH + H +
A
AMP
P
2
I
P
NH3 IMP
CO2
CO2
Quelle:Taschenatlas der Biochemie, Georg Thieme Verlag, Stuttgart. 2003
Wenn Laktat entsteht
Das Salz der Milchsäure, Laktat, entsteht beispielsweise bei intensiven muskulären
Belastungen als Endprodukt der anaeroben Glykolyse. Bis zu einem bestimmten
Mass ist der Körper in der Lage das anfallende Laktat durch die Leber, Herz, Nieren und die Muskulatur selbst abzubauen. Steigt der Energiebedarf jedoch weiter
an, kommt es zu einer wachsenden Anhäufung von Laktat im Blut. Die erhöhte
Konzentration von Laktat im Blut hat eine metabolische Azidose, in diesem Fall eine Laktatazidose zur Folge. Die Laktatkonzentration kann aber auch nur lokal erhöht sein, wie sie es beispielsweise bei einer rheumatoiden Arthritis in der Gelenkflüssigkeit ist. Hier wird das Laktat durch die Entzündungszellen im Gelenk
produziert und kann über verschiedene Mechanismen zur Schädigung von Bindegewebe führen.
Die pH-Werte im Muskelgewebe und im arteriellen Blut werden durch die Azidose stark herabgesetzt. Dadurch werden lokal die Enzyme gehemmt und die glykolytischen Stoffwechselprozesse kommen zum Erliegen. Diese Hemmung der
Enzyme stellt eine Art Selbstschutz gegenüber einer zu starken Übersäuerung mit
nachfolgender Zerstörung intrazellulärer Eiweissstrukturen dar.
Zwei Arten von Laktatazidosen:
Typ A entsteht, wenn zuwenig Sauerstoff aufgenommen wird, wie beispielsweise bei Lungenkrankheiten, wenn das Gewebe ungenügend mit Sauerstoff
versorgt wird, bei einer Blutarmut oder verengten Blutgefässen.
Typ B bezeichnet eine Überproduktion von Laktat, die beispielsweise bei Muskelarbeit oder beim Fasten verursacht wird. Die Ursachen können auch Krankheiten wie Diabetes mellitus, Niereninsuffizienz, Lebererkrankungen, Infektionskrankheiten, Blutvergiftung, Tumore oder Blutkrankheiten sein.
Laktat ausscheiden
Nach einer Belastung möchte der Organismus in möglichst kurzer Zeit wieder das
Optimum des funktionellen Zustandes herstellen, also alle betroffenen Funktionssysteme wie beispielsweise das Herz-Kreislaufsystem, das Säure-Basen-Gleichgewicht oder
das neuromuskuläre System wieder normalisieren. Erst wenn sich diese Systeme wieder
erholt haben, ist der Körper für eine neue Belastung und mehr Leistung bereit. Unterstützt man diese Erholungsphase aktiv, ist sie
umso kürzer. Das heisst, wer nach intensivem Sport nicht gleich aufhört, sondern ein
geeignetes «Cool down» (Auslaufen, Ausschwimmen) macht, erholt sich schneller.
Denn bei einer aktiven Erholung ist die Laktateliminationszeit gegenüber passiver Erholung auf ein Drittel verringert. Ermüdungsstoffe werden schneller eliminiert.
Puffern mit Citrat und Bikarbonat
Natrium-Bikarbonat (supplementiert als Puffersubstanz) soll Untersuchungen zufolge die
Blutbikarbonatkonzentration und somit die
Natrium- und Chloridausscheidung erhöhen,
wodurch die Pufferkapazität des Blutes verbessert wird. Die verbesserte Pufferkapazität
soll dabei zu einem erhöhten Wasserstoffionen- und Laktatabtransport aus dem Zellinnern führen, den intrazellulären pH stabilisieren und die körperliche Leistungsfähigkeit
verbessern. Ebenso soll Natrium-Citrat über
die verstärkte Natrium induzierte Chloridausscheidung die Bikarbonatspiegel im Blut
erhöhen und dem Natrium-Bikarbonat identisch die Leistungsfähigkeit verbessern. Theo-
retisch könnte eine Einnahme von Citrat zu erhöhten intrazellulären Citratspiegeln führen. Dadurch würde die Aktivität von Enzymen, die Bereitstellung von ATP und somit die Leistungsfähigkeit reduziert werden.
Werden Natrium-Bikarbonat und Natrium-Citrat bei hochintensiven anaeroben Belastungen von einer bis zehn Minuten in der Praxis eingesetzt,
können zumindest unter Laborbedingungen Leistungsverbesserungen erwartet werden. Die Leistungsverbesserungen scheinen umso deutlicher
auszufallen, je stärker die belastungsinduzierte, metabolische Azidose ausgeprägt ist. In neueren Studien wurde Bikarbonat über mehrere Tage eingenommen. Erstaunlicherweise hat bei dieser mehrtägigen Einnahme die
leistungsfördernde Wirkung des Natrium-Bikarbonats bis zu zwei Tage
nach Absetzen der Supplemente angehalten.
Nebenwirkungen
Die Einnahme von Puffersubstanzen als Supplement kann zu Nebenwirkungen wie Magen-Darm-Problemen oder seltener zu Störungen im
Elektrolytstoffwechsel, Störungen des peripheren und zentralen Nervensystems führen.
Salzsensitive Bluthochdruckpatienten und Personen mit eingeschränkter
Nierenfunktion sollen weder Natrium-Bikarbonat noch Natrium-Citrat einnehmen. Ebenso sollten die Substanzen nicht mit Milch eingenommen
werden, da sie zum Milch-Alkali-Syndrom mit erhöhten Blutcalciumwerten
und Calciumablagerungen in den Nieren führen.
Flavia Kunz
Quelle:
J. Koolman, K.-H. Röhm: Taschenatlas der
Biochemie, Thieme Verlag, 3. Auflage (2003)
J. Weineck: Sportbiologie, Spitta Verlag
9. Auflage 2004
Allsan Scientific Notes, Informationen über
Vitalstoffe, Ernährung und Phytotherapie,
Nr. 7 (2002) www.dopinginfo.ch (Supplemente/Faktenblätter Natrium-Bikarbonat,
Natrium-Citrat, 2003)
www.saeure-basen-forum.de
Prozess
Aerobe Oxidation
Mit Sauerstoff
Anaerobe Oxidation
Ohne Sauerstoff
Energiemenge
36 mol ATP/mol Glukose
2 mol ATP/mol Glukose
Ort der Energieerzeugung
Mitochondrien
Zytoplasma
Laktatbildung
Nein
Ja
Energiebereitstellung
Eher langsam
Relativ schnell
Gespeicherte Gesamtenergiemenge im Organismus
Relativ gross
Eher klein, schnelle Resynthese von ATP,
Speicher aber nach wenigen Sekunden leer.
Speicherort
Glykogenspeicher des Muskels und der Leber,
Fettspeicher des Muskels und der Leber.
Muskelzelle
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Die Energiegewinnung in Kürze