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Warum ein kurzes, hoch-intensives Krafttraining einmal pro Woche für maximale Fitness und Gesundheit sorgt.

Dr. med. Andreas Krüger
ORTHOPÄDISCHE CHIRURGIE UND TRAUMATOLOGIE DES BEWEGUNGSAPPARATES


Die aktuelle wissenschaftliche Forschung zeigt, dass es in Bezug auf die Verbesserung der "Gesundheit und Fitness" keinen zusätzlichen Nutzen bringt, wenn man jede Woche stundenlang trainiert, insbesondere wenn es sich um mittel-intensive Ausdaueraktivitäten handelt. Bewegung bei niedriger Intensität (bspw. Wandern) hingegen sind sehr gesund und sollten jeden Tag eingebaut werden. Die Ergebnisse diverser anerkannter Studien zeigen, dass aus gesundheitlicher Sicht ein intensives Krafttraining von wenigen Minuten pro Woche, die Bildung von allen wichtigen Muskelenzymen stärker anregt als Ausdauertraining oder moderat durchgeführtes Krafttraining, das mehrere Stunden pro Woche verschlingt. Noch erstaunlicher ist die Tatsache, dass mit einem solch kurzen, aber intensiven Krafttraining das kardiovaskuläre System besser trainiert wird als mit Trainingsformen im niederigen oder moderaten Intensitätsbereich. Zugleich werden eine Vielzahl anderer Elemente des Stoffwechsels angeregt, welche einzigartige Gesundheitseffekten bewirken, die mit konventionellem Training nicht erreichbar sind. Bedenkt man zusätzlich, dass Aktivitäten wie das Laufen oft zu einem höhen körperlichen Verschleiß führen, dann erscheint es regelrecht sinnlos, sich diesem Risiko auszusetzen, um seine Fitness und Gesundheit zu verbessern [1,2,3,4,5,6].

  • Niedrigintensive steady-state-Aktivitäten wie Joggen oder Radfahren auf dem Ergometer sind nicht die beste Art, um sein kardiovaskuläres System zu verbessern, weil bei diesem sog. aeroben Training nicht alle Komponenten des Metabolismus miteinbezogenen werden.

  • Trainiert man ausschließlich im niedrig-intensiven Bereich (=aerobes Ausdauertraining) werden unsere Glykogenspeicher in den Muskeln niemals nennenswert geleert. Dies hat zur Folge, dass die Insulinempfindlichkeit mit der Zeit abnimmt und man sich hierdurch einem erhöhten Risiko für Herzerkrankungen und Diabetes aussetzt- genau das, was viele Menschen glauben mit einem niedrig-intensiven, Steady-state-Training vermeiden zu können. Erschwerend kommt hinzu, dass aufgrund der unzureichenden Belastung langfristig ein Muskelabbau stattfindet, der diesen negativen Effekt weiter verstärkt (dieses Phänomen konnte anhand mehrerer Studien belegt werden).

  • Hoch-intensives Training (HIT) stellt die beste Art dar, um das kardiovaskuläre System zu trainieren. Und nicht nur das, es lassen sich beachtliche gesundheitliche Vorteile erzielen, weil diese Form des Trainings den Stoffwechsel (Metabolismus) auf eine gesamtheitliche Weise anregt, die sich mit einem niedrig-intensiven Training nicht verwirklichen lassen.

  • Nicht das Herz und das kardiovaskuläre System stehen im Zentrum eines gesunden Stoffwechsels, sondern das Muskelsystem. Denn genau dort passiert alles, was zu gesamtheitlich positiven gesundheitlichen Veränderungen führt. Hierzu gehören: Eine verbesserte Muskelansteuerung durch das zentrale Nervensystem [7], Entgiftung Bewegung der Lymphflüssigkeit [8], Unmittelbar gesteigerte Fettverbrennung durch erhöhte Stoffwechselrate [9], Langzeit erhöhte systemische Fettverbrennung [10], Erhöhte Insulinsensitivität [11], Verringerte Alltagsängste, gesteigertes Erinnerungsvermögen und Wahrnehmung [12], Verringerte Müdigkeit und gesteigerte Ausschüttung von Wohlfühlhormonen [12], Erhöhte Knochendichte [13], 200-700% erhöhte Ausschüttung von Wachstums Hormon (hGH) und Testosteron [14] und zu guter letzt ein um 44% verringertes Risiko eines verfrühten Todes [15,16]

 
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Kraftaufbau schön und gut denken die meisten, aber wie um Gottes willen kann ich mit reinem Krafttraining mein kardiovaskuläres System und meine Gesundheit verbessern? Ist das überhaupt möglich und das mit wenigen Minuten pro Woche?

Ja, das funktioniert. Und um die Frage besser beantworten zu können, müssen wir uns zuerst von der Frage distanzieren, wie viel Sport und Bewegung wir potentiell bewältigen können, und uns die Frage stellen, wie wenig Trainingsaufwand nötig ist, um positive Resultate auf Fitness und Gesundheit zu bewirken.

Die Ergebnisse diverses Studien zeigen hierzu ein einheitliches und verblüffendes Bild, da der Gesamtumfang des erforderlichen Trainings deutlich niedriger ist als bislang empfohlen [1,2,3,4,5,6]. So lässt sich etwa mit einem 6-minütigem hoch-intensiven Krafttraining, welches einmal pro Woche durchgeführt wird, eine höhere Steigerung der aeroben Kapazität (=Vo2max als Mass für den Fitnesszustand) erzielen als mit einem konventionellen niedrig-intensiven Ausdauertraining, welches im Schnitt ca. 98% mehr Zeit in Anspruch nimmt.

Wie ist das möglich?

Hierzu muss man verstehen, dass mechanische Arbeit, mechanische Arbeit ist: Das bedeutet, unsere Organe wie Herz und Lunge können nicht unterscheiden, ob unsere Muskeln beim Joggen oder an der Beinpresse beansprucht werden. Herz und Lunge wissen nur, wie hoch der aktuelle Energiebedarf ist und versuchen diesem gerecht zu werden. Es spielt also keine Rolle, ob eine 30-sekündige, intensive Muskelanstrengung ausschliesslich den Unterkörper belastet wie z.B. beim Radfahren oder den Oberkörper wie etwa bei Klimmzügen. In beiden Szenarien handelt es sich um mechanische Arbeit, welche unsere Muskeln verrichten. Und genau diese mechanische Arbeit ist der Schlüsselfaktor für alle metabolischen Prozesse, die in unseren Zellen ablaufen.

Um auf die Frage zurückzukommen, wie ein Training, das etwa nur 2% der Zeit eines konventionellen Workouts beansprucht, dieselbe oder sogar besserer aerobe (kardiovaskuläre) Leistungssteigerungen erzielt, kann man eine einfache Antwort geben: weil es sich bei intensivem Krafttraining um eine sehr grosse Muskelanstrengung handelt, welche einen sehr hohen Reiz auslöst. Das bedeutet, je stärker man sich verausgabt, desto grösser der Reiz und desto grösser der Trainingseffekt. Was im Umkehrschluss bedeutet, je grösser die Muskelanstrengung, desto geringer ist auch die notwendige Dauer der Aktivität. Demzufolge ist es nun wichtig zu verstehen, dass eine Sprint-Einheit (aber eben auch eine Kraftübung, bei weitaus geringerem Verletzungsrisiko), welche man maximal 60 Sekunden aufrecht erhalten kann, einen besseren kardiovaskulären Reiz darstellt, als ein 60-minütiger Dauerlauf. Der Grund hierfür liegt darin, dass alle Muskelnfasertypen einer stärkeren Gesamtbelastung ausgesetzt sind, und ebenso die Energiesysteme, welche unsere Muskeln unterstützen. Dies ist bei niedrig-intensivem Aktivitäten nicht der Fall und der Reiz ist zu klein, um alle positiven Adaptionen auf Fitness und Gesundheit hervorzurufen.

High Intensity Krafttraining (HIT):
Eine umfassende metabolische Optimierung für Fitness & Gesundheit

Der wissenschaftliche Beweis für die unschlagbare Effizienz und Effektivität von hoch-intensivem Krafttrainings …

Wieso hoch-intensives Krafttraining auch Ausdauertraining ist.

Wenn man unseren Stoffwechsel im Detail betrachtet, dann zeigt sich eindeutig, dass konventionelles aerobes Training eine niedrig-intensive körperliche Aktivität ist, bei der die Mitochondrien ihre Arbeit in einem submaximalen Tempo verrichten. Und das führt dazu, dass nur ein Teilbereich des Stoffwechsels - das aerobe System- zur Energiegewinnung aktiviert wird. Nichtsdestotrotz wurden über mehrere Jahrzehnte unzählige gesundheitsfördernde Effekte mit dieser lediglich "einen", spezifischen metabolischen Adaptation in Verbindung gebracht. Bald verschwamm der Unterschied zwischen aerober und kardiovaskulärer Konditionierung (aerobic), und die beiden Begriffe wurden als gleichbedeutend betrachtet. Man sollte sich aber vor Augen führen, dass das kardiovaskuläre System immer aktiv ist. Auch wenn man am Bürotisch sitzt und mit jemandem telefoniert. Man macht also immer "Cardio", wenn man etwas tut - aber eben auch, wenn man gar nichts tut. Herz und die Blutgefäße unterstützen die Zelle also in ihrer Gesamtheit. Betrachtet man zudem die Wechselbeziehungen zwischen den verschiedenen Stoffwechselzyklen, wird deutlich, dass man diese niemals klar voneinander trennen kann, sie laufen immer simultan und im Verbund ab. Dementsprechend steht jeder Bestandteil des Metabolismus in direkter Verbindung mit dem kardiovaskulären System. Weil im Gegensatz zum aeroben Training, ein hoch-intensives Krafttraining alle Komponenten des Metabolismus miteinbezieht und diese zu einer effizienteren Funktionsweise anregt, sowohl den Stoffwechsel im Zytosol (dem flüssigen Teil der Zelle, ohne Sauerstoff) und genauso denjenigen in den Mitochondrien (d. h. mit Sauerstoff), ist ein solches Krafttraining tatsächlich die beste Art, um nicht nur das kardiovaskuläre System zu trainieren, sondern auch, um diverse andere positive Gesundheitseffekte zu erzielen, die keine andere Trainingsform erreicht. Denn nur mit steigender Muskelkraft passen sich auch die notwendigen Hilfssysteme (unter anderem das aerobe) an die neuen Erfordernisse an. Das erklärt unter anderem auch, warum viele Menschen, wenn sie mit zunehmendem Alter Muskelmasse verlieren (ein Alterungsprozess, der als Sarkopenie bezeichnet wird), nicht nur an Kraft einbüßen, sondern immer auch an Ausdauer mit oft gravierende Konsequenzen für die Gesundheit.

Achtung: Ab hier nur noch für Ober-Nerds

Die folgende Fakten über unseren Metabolismus zeigen, wie die einzelnen Stoffwechselprozesse im Detail ablaufen. Das zeigt euch genau, wieso nur ein intensives Krafttraining alle Komponenten der Stoffwechseltätigkeit optimiert und so die Gesundheit positiv beeinflusst.

Damit ein Muskel Kontraktionsarbeit verrichten kann, braucht er Energie. Der Prozess, der für die Mobilisierung, den Transport sowie und Zurverfügungstellung von Energie in den Muskelzellen verantwortlich ist, wird als Metabolismus (auch Energiestoffwechsel oder Energiebereitstellung) bezeichnet und findet in unseren Zellen statt.

Für diese Energiebereitstellung stehen grundsätzlich zwei unterschiedliche Mechanismen zur Verfügung. Zum einen die aerobe Energiebereitstellung, bei der Energie unter Sauerstoffverbrauch freigesetzt wird. Dies läuft in den sogenannten Mitochondrien, unseren Zellkraftwerken, ab. Und zum anderen die anaerobe Energiebereitstellung (ohne Zuhilfenahme von Sauerstoff), bei welcher Milchsäure (Laktat) produziert wird und die außerhalb der Mitochondrien im sogenannten Zytoplasma abläuft. Da diese Energiebereitstellung in unseren Zellen stattfindet, welche wiederum über den Blutkreislauf mit unserem kardiovaskulären System verbunden sind, ist es ausgeschlossen, einzelne Stoffwechselvorgänge wie den aeroben und anaeroben Mechanismus losgelöst voneinander zu betrachten. Genau aus diesem Grund lässt sich auch die Gesamtleistung des kardiovaskulären Systems nur dann verbessern, wenn man alle Komponenten der Stoffwechseltätigkeit innerhalb der Körperzellen optimiert. Leider passiert genau das bei niedrig-intensivem Ausdauertraining, es werden diverse Komponenten der Stoffwechseltätigkeit vernachlässigt und auch das kardiovaskuläre System wird nicht optimal trainiert.

Energie gelangt im ersten Schritt zunächst in Form von Glukose, einem Zucker, der durch die Aufspaltung von Nahrung gewonnen wird in unsere Zellen (der vom Körper bevorzugte Makronährstoff zur Bildung von Glukose sind Kohlenhydrate, er kann Glukose aber auch aus anderen organischen Substanzen gewinnen, falls nicht genügend Kohlenhydrate aufgenommen werden). Sobald die Glukose in die Zelle eingedrungen ist, wird sie durch ca. 20 chemische Reaktionen verarbeitet bis sich diese in einen Stoff namens Pyruvat verwandelt hat. Dieser Prozess findet im Rahmen der anaeroben Energiegewinnung statt. Das Pyruvat wird dann in die Mitochondrien transportiert, die es in einem komplexen Vorgang durch den Citratzyklus und die Atmungskette verstoffwechseln. Hierbei wandelt sich Pyruvat in insgesamt 36 ATP-Moleküle (ATP = Adenosintriphosphat, die Speicherform von Energie, die Stoffwechselprozesse überhaupt erst ermöglicht). Dieser Prozess bezeichnet man als aerobe Energiebereitstellung.

Der Citratzyklus und die Atmungskette können zwar eine Menge Energie in Form von ATP erzeugen, sie laufen aber vergleichsweise langsam ab. Im Gegensatz dazu produziert die Glykolyse - ein Prozess, bei dem im Zytosol Glukose in wenigen Schritten in Pyruvat umgewandelt wird - zwar nur zwei ATP Moleküle, aber dafür vollzieht sie sich deutlich schneller als der Citratzyklus und die Atmungskette, was in einer einer lebensbedrohlichen Situationen oder bei extremer Erschöpfung unabdingbar wird. Wenn man gut konditioniert ist, kann in einer solchen Notsituation, dieser glykolytische Zyklus beschleunigt werden und die aktiven Muskeln können über einen längeren Zeitraum mit Energie versorgt werden. Weil man auf diese Weise aber mehr Pyruvat bildet als es im Rahmen des aeroben Zyklus (in den Mitochondrien) verbraucht werden kann, sammelt sich Pyruvat an und wird durch die sogenannte Laktat-Dehydrogenase in eine Substanz namens Laktat umgewandelt. Hält eine solche Situation an, bildet sich Laktatazidose, was sich in Muskelbrennen äußert und schliesslich dazu führt, dass die Aktivität eingestellt werden muss, wenn das Laktat-Level eine gewisse Schwelle überschreitet. Es ist jedoch auch möglich aus dem Laktat, das über die Muskeln ins Blut und so in die Leber gelangt, neuen Treibstoff für die arbeitende Muskulatur zu bilden. Das passiert in der Leber, welche Laktat zurück in Pyruvat umwandelt, bevor dann über die Glukoneogenese neue Glukose als Energielieferant gebildet wird (dieser Zyklus ist auch als Cori-Zyklus bekannt).

Wichtig ist nun zu verstehen, dass nur anaerobes Training (d.h. hoch-intensives Training) die Glykolyse ankurbelt und man nur auf diese Weise erreicht, dass mehr Pyruvat in einer höheren Geschwindigkeit produziert wird, was wiederum den Citratzyklus massiv ankurbelt. Wenn man nun also lediglich ein niedrig-intensives (submaximales) Training absolviert, ist es nicht möglich, den aeroben Zyklus optimal zu nutzen. Nach einer hoch-intensiven Muskelanstrengung sammelt sich in der Erholungsphase Laktat in unseren Muskeln. Die Zelle verarbeitet das Laktat, indem sie es in Pyruvat zurückverwandelt, welches dann in die Mitochondrien gelangt, wo es anschliessend aerob verstoffwechselt wird. Das heisst nun, dass vor allem während der Regenerationsphase nach einem hoch-intensiven Workout, eine größere Stimulation des aeroben Systems stattfindet, als man durch konventionelles, niedrig-intensives Training erhält. Obwohl viele Menschen immer noch glauben, dass die Ansammlung von Laktat ein Zeichen dafür ist, dass der aerobe Stoffwechselweg nur suboptimal funktioniert, ist es in Wirklichkeit so, dass die Glykolyse Pyruvat immer schneller herstellt, als es im Citratzyklus genutzt werden kann. Das Enzym Pyruvatdehydrogenase (welches das Pyruvat zur Verarbeitung per Citratzyklus in die Mitochondrien transportiert) wird als geschwindigkeitslimitierendes Enzym bezeichnet, das heißt, dass seine Reaktionsgeschwindigkeit festgelegt ist. Es kann folglich nicht dazu veranlasst werden, schneller zu arbeiten, und wird immer langsamer sein als die anderen metabolischen Schritte in diesem Zyklus, ganz gleich, wie "aerob" fit man auch ist. Fakt ist also, dass man immer Laktat produziert, wenn man sich körperlich verausgabt. Mit anderen Worten: Laktat ist nichts, das man in irgendeiner Weise vermeiden könnte.

Das durch eine hoch-intensive Aktivität gebildete Laktat kann sogar konstruktiv genutzt werden, um unsere aerobe Kapazität zu erhöhen. Hierzu muss man verstehen, dass das aerobe System immer dann am besten funktioniert, wenn man sich von einer Laktatazidose erholt. Nach einem hoch-intensiven Workout ist der Körper noch eine Weile damit beschäftigt, das Pyruvat im System abzubauen - und genau das geschieht mithilfe des aeroben Anteils des Energiestoffwechsels. Zusätzlich werden immer dann, wenn Laktat gebildet wird (also genügend intensiv trainiert wird) Wasserstoffionen ins Blut freigesetzt. Diese interagieren dort mit den Hämoglobinmolekülen, um deren Form zu verändern, damit sie ihre Affinität für Sauerstoff verlieren. Dies führt zu einer besseren Sauerstoffabgabe ins Gewebe. Trainiert man also regelmäßig in angemessener Intensität, führt dies dazu, dass man einen Stoff namens 2,3-Diphosphoglycerat (2,3 DPG) synthetisiert. Bei Menschen, die weit über dem Meeresspiegel leben (Bohr-Effekt) und bei denjenigen, die regelmäßig hoch-intensiv trainieren und deren Sauerstoffbedarf die momentan verfügbare Menge überschreitet, wird mehr 2,3-DPG synthetisiert. Dies ist eine weitere metabolische Adaptation, die nur ein hoch-intensives Training bewirken kann und die extrem wichtig fürs Überleben und die körperliche Funktionsfähigkeit ist.

Ein weitere wichtige und nach wie vor missverstandene metabolische Adaption, die bei hoch-intensiven Training stattfindet, ist der Fettsäurestoffwechsel. Energie, die der Körper gerade nicht benötigt, wird in Form von Triacylglycerol in den Adipozyten (Fettzellen) gespeichert. Wenn der Körper unter Stress gerät und Energie benötigt, wie etwa bei Muskelanstrengungen oder in Notfallsituationen, regen die Hormone Adrenalin und Glukagon durch die Aktivierung des Enzyms hormonsensitive Lipase die Mobilisierung von Triacylglycerol an. Hormonsensitive Lipase setzt Fettsäuren ins Blut frei, wo sie sich zu einem Protein namens Albumin verbinden. Albumin transportiert diese Fettsäuren in die Muskeln, wo sie der B-Oxidation unterzogen werden und 35 ATP-Moleküle bilden. Darüber hinaus kann Glycerin, ein Zwischenprodukt, das bei diesem Vorgang entsteht in die Leber geleitet und in Glukose umgewandelt werden, die dann oxidativ weiterverarbeitet wird und dabei einen Ertrag von stolzen 96 ATP-Molekülen hervorbringt. Diese rege Stoffwechselaktivität wird nur durch hoch-intensives Training entwickelt und ist für unser Überleben wie auch für unsere körperliche Funktionsfähigkeit entscheidend. Dies sollte ein für alle Mal den Mythos entkräften, dass man bei hoch-intensiver Training kein Fett verbrennt.

Ein weitere, einzigartige metabolische Adaption, die bei hoch-intensiven Training stattfindet, ist die Spaltung von Glykogen zur Energiegewinnung in der Skelettmuskulatur - die sogenannte Glykogenolyse. Der Grund, warum dies so einzigartig ist, liegt darin, dass hoch-intensives Krafttraining die Insulinempfindlichkeit der Muskelzellen (welche den mit Abstand grössten Glykogenspeicher im Körper darstellen) wiederherstellt. Im Durchschnitt speichern Männer in der Leber etwa 70 Gramm Glykogen und in den Skelettmuskeln ca. 210 bis 220 Gramm; bei Frauen sind es etwa 20% weniger, wobei das Glykogen in den Muskelzellen auch nur dort verwendet wird, wohingegen das Glykogen in der Leber dazu dient, die Glukose-Homöostase im Blut aufrechtzuerhalten, was langfristig durch ein ausgewogenes Verhältnis von Insulin und Glukagon reguliert wird. Zu Zeiten als wir noch Jäger und Sammler waren, waren wir bei der Nahrungsaufnahme am stärksten angreifbar. Infolgedessen entwickelten wir einen Mechanismus, der es uns nach wie vor ermöglicht, unseren Stoffwechsel in Sekundenschnelle zu aktivieren. Und genau dies wird durch die Glykogenolyse in unseren Skelettmuskeln erreicht. In Notsituationen wird das Glykogen, das in unseren Muskeln gespeichert ist, sofort aufgespalten und vor Ort zur Energiegewinnung verwendet. Nun ist es so, dass auch hoch-intensives Training eine solche Notsituation auslöst und die Glykogenspeicher mobilisiert. Der Grund hierfür liegt darin, dass Muskelfasern, die sonst nur in einer Notsituation (wie bei Angriff oder Flucht) zum Einsatz kommen, auch bei einem hoch-intensiven Krafttraining aktiviert werden. Zusätzlich regen diese Muskelfasern die Ausschüttung von Stresshormonen wie Adrenalin und Noradrenalin an. In solchen Notsituationen leeren sich die Glykogenspeicher der Muskelzellen fast vollständig, was dazu führt, dass auf der Zelloberfläche Insulin tätig wird und dafür sorgt, dass ein Nachschub an Glukose in den Muskel gelangt. Zusätzlich aktiviert derselbe Prozess, der die Glykogenolyse aktiviert, auch die hormonsensitive Lipase und die Mobilisierung von Fettsäuren zur Energiegewinnung. Das bedeutet also, dass man bei bei hoch-intensivem Training sowohl Glukose als auch Fettsäuren ins Blut freisetzt. Das Blut transportiert diese zur B-Oxidation in die Leber und anschließend werden diese in die Mitochondrien gebracht, um dort stolze 96 ATP-Moleküle zu produzieren.

Viele Menschen versuchen ihren Insulinspiegel ausschließlich über die Ernährung in den Griff zu bekommen. Dies ist ein erster guter Schritt und wird durch ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Insulin und Glukagon erreicht und muss unbedingt langfristig verfolgt werden. Leider findet über die Ernährung keine Amplifikation bzw. Signalverstärkung wie bei einem hoch-intensiven Training statt. Das hoch-intensive Krafttraining bewirkt deshalb eine so deutliche Adaption des Stoffwechsels, weil es sowohl die Mobilisierung von Glykogen als auch hormonsensitiver Lipase auslöst - und zwar durch die sogenannte Verstärkungskaskade. In einer solchen Verstärkungskaskade aktiviert ein bestimmtes Enzym (oder Hormon) eine Reihe weiterer Enzyme, statt für sich alleine einen metabolischen Effekt zu erzeugen wie das bspw. bei einem Glucagonmolekül der Fall ist, das sich zuschaltet und die Freisetzung von lediglich einem Glukosemolekül vom Glykogen veranlasst. Auf der nächsten Stufe der Verstärkungskaskade können dann eine Vielzahl oder gar hunderte von Enzymen aktiviert werden. Jedes dieser hundert Enzyme aktiviert wiederum eine weitere Stufe der Kaskade und so weiter. Statt also nur ein Glucosemolekül nach dem anderen von der Glykogenkette abzuziehen, verstärkt sich die Aktivität eines Enzyms exponentiell, sodass man nun tausende von Molekülen gleichzeitig zur Energiegewinnung aufspaltet. Genau aus diesem Grund wird die Leerung des Glykogenspeichers, die durch starke Muskelbeanspruchung ausgelöst wird, enorm beschleunigt und ausgedehnt [17].

Die Natur hat uns diesen hocheffektiven Mechanismus geschenkt, um im Notfall unsere Muskeln schnellstmöglich mit einer großen Menge an Energie zu versorgen, indem eine Reihe von Enzymen genutzt werden, die eine Art Lawineneffekt auslosen (Während die Verstärkungskaskade Glykogen für die weitere Nutzung aufspaltet, hält gleichzeitig ein anderes Enzym, das an der Bildung von Glykogen beteiligt ist, den Körper davon ab, selbiges neu zu bilden, damit alle Energiesysteme des Körpers darauf hinarbeiten können, das vorhandene Glykogen aufzuspalten und Glukose als Energie zu verwenden. Das heißt, solange das vorhandene Glykogen aufgebraucht wird, werden die Glykogenspeicher nicht wieder neu aufgefüllt). Durch die Glykogenolyse und die daraus resultierende Verstärkungskaskade greift hoch-intensives Training also die größten Glukosespeicher unseres Körpers an und mobilisiert diese in einem solchen Ausmass, dass nach dem Training der entstandene Glukosemangel behoben bzw. die Glukose ersetzt werden muss. Hiermit wird eine Situation geschaffen, in der die Insulinrezeptoren an der Oberfläche der Muskelzellen empfindlicher werden und stärker reagieren, um einen solchen Mangel zu beseitigen. Je nachdem, wie leer die Speicher sind, kann das Wiederauffüllen der Reserven mehrere Tage in Anspruch nehmen. Der Vorgang des Wiederauffüllens läuft über eine normale Glykogensynthese ab, die keinen vergleichbaren Verstärkungsmechanismus verwendet. So bleibt durch die grösse Speicherleerung, die ein intensives Krafttraining mit sich bringt, die Insulinsensitivität auch nach dem Workout länger erhalten als bei anderen Trainingsformen (wie z.b. einem 60-minütigem niedrig-intensiven Dauerlauf, der die Glukosespeicher so gut wie gar nicht leert). Wichtig ist aber nicht nur die Insulinsensitivität an sich, sondern ebenso die Folgewirkungen, die dieser Prozess auf den Stoffwechsel hat. Sobald die Glykogenspeicher komplett aufgefüllt sind, wird die Glykolyse gehemmt (inhibiert), weil sich im Körper Glukose anreichert. So führt ein hoher Glukosespiegel zu einer Fülle von Stoffwechselnebenprodukten, die eine weitere Nutzung von Glukose als Energiequelle hemmen. Und das hat gravierende Folgen: Sind die Glykogenspeicher vollständig gefüllt, kann Glukose nicht mehr über die Glykogensynthese verarbeitet werden. Folglich wird diese als Fettreserve angelegt. Wenn der Glukosespiegel hoch und die Glykogenspeicher vollständig gefüllt sind, wird ausserdem das Enzym Phosphofructokinase (das an der Verstoffwechselung von Glukose beteiligt ist) gehemmt. Die Glukose gelangt jetzt im Glykolysezyklus nur bis zum Fructose-6-Phosphat, dann wird sie auf den Pentosephosphatweg geleitet, der die Glukose durch eine Reihe von Schritten in Glycerinaldehyd-3-Phosphat (GP3), eine Vorstufe von Fett, umwandelt. Dann laufen mehrere Stoffwechselvorgänge ab, deren Endergebnis die Entstehung eines Coenzyms mit Namen NADH ist, das dazu dient, die Fettsäuresynthese anzuregen. Volle Glykogenspeicher, die mit einer erhöhten Kohlenhydratzufuhr einhergehen, stimulieren sogar die Produktion von Fettsäuren, vor allem in der Leber. Dies wiederum treibt die Menge an Lipoprotein sehr niedriger Dichte (VLDL) in die Höhe, weil dies das Erste ist, was von Glukose zu Fett verwandelt wird. Dieses Lipoprotein sehr niedriger Dichte wird in LDL-Cholesterin umgewandelt, das ein Indikator für potentielle Herzerkrankungen ist.

Was bleibt, ist die Erkenntnis, dass niedrig intensive Trainingsformen nicht in der Lage sind, die schnell kontrahierenden Muskelfasern zu aktivieren, die das meiste Glykogen speichern. Folglich leeren sich die Glukosereserven in den Muskeln nie wesentlich. Die Glukose im Blut weiss nicht "wohin" und wird letztlich in Form von Körperfett abgespeichert. Dies führt dazu, dass die Zellwände der Muskeln ihre Insulinsensitivität verlieren. Hierdurch wiederum entzünden sich die Zellwände durch die hohen Mengen an Insulin, die der Körper produziert hat, um der vielen Glukose Herr zu werden. Der Körper bekämpft diese Entzündung schliesslich mit LDL-Cholesterin, wodurch der niedrig-intensiv trainierende Sportler in letzter Instanz einem höheren kardiovaskulären Risiko ausgesetzt ist. Das klingt zu Beginn widersprüchlich, aber die Zelle, die bereits randvoll mit Glukose/Glykogen ist, verringert ihre Insulinempfindlichkeit, um sich selbst davor zu schützen, mit noch mehr Glukose überschwemmt zu werden. Denn zu viel Glukose führt zu einer einer Verzuckerung der Zelle und beeinträchtigt so ihre Funktionsfähigkeit. Zusätzlich produziert die Verstoffwechslung überschüssiger Glukose oxidative, freie Radikale, die starke Entzündungsreaktionen verursachen. Gleiches gilt für ein zu "Viel" an Insulin, was letztlich ebenfalls Entzündungen an den Gefäßwänden hervorruft (und auch hier versucht der Körper mit LDL-Cholesterin-Ablagerungen zu unterdrücken).

Zusammenfassend zeigen diese Prozesse unseres Metabolismus' also deutlich, wieso intensives Krafttraining die beste Art ist, um alle Komponenten der Stoffwechseltätigkeit zu optimieren.

Quellen

  1. D. McGuff und J. Little (2014). 12 Minuten pro Woche - Der wissenschaftliche Bewies für die unschlagbare Effizienz des hochintensiven Krafttrainings. riva Verlag.

  2. CNN News Story, 6. Juni 2005, http://edition.cnn.com/2005/HEALTH/06/06/sprint.training/indexhtml?ref=storysearch

  3. E. F. Coyle, Very Intense Exercise Training is Extremely Potent and Time Efficient A Reminder. ibid. S. 1983-1984

  4. Professor Martin (M. J.) Gibala, Zitat aus einem Interview mit CTV

  5. M. J. Gibala, J. P. Little, M. van Essen, G. P Wilkin, K. A. Burgomaster, A. Safdar, S. Raha und M. A. Tarnopolsky, Short-Term Sprint Interval Versus Traditional Endurance Training: Similar Initial Adaptations in Human Skeletal Muscle and Exercise Performance Journal of Physiology 57512006 : S: 901-1

  6. Professor Martin (M. Gibran, Zitat aus einem online erschienenen Artikel, http://www.telegraph.co.uk/health/health-news/3319464/Six-minutes-of-exercise-a-week-is-as-good-as-six-hours.html

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  9. Dolezal, B. A., & Potteiger, J. A. (1998). Concurrent resistance and endurance training influence basal metabolic rate in nondieting individuals. Journal of Applied Physiology, 85(2), 695–700. https://doi.org/10.1152/jappl.1998.85.2.695

  10. Zurlo, F., Larson, K., Bogardus, C., & Ravussin, E. (1990). Skeletal muscle metabolism is a major determinant of resting energy expenditure. Journal of Clinical Investigation, 86(5), 1423–1427. https://doi.org/10.1172/JCI114857

  11. Klimcakova, E., Polak, J., Moro, C., Hejnova, J., Majercik, M., Viguerie, N., … Stich, V. (2006). Dynamic Strength Training Improves Insulin Sensitivity without Altering Plasma Levels and Gene Expression of Adipokines in Subcutaneous Adipose Tissue in Obese Men. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 91(12), 5107–5112. https://doi.org/10.1210/jc.2006-0382

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  17. J. G. Salway, Metabolism at a Glance, Kapitel 26. Glykogenolyse in der Skelettmuskulatur: "In der Leber wird die Glykogenlyse sowohl durch Glukagon als auch durch Adrenalin stimuliert, während im Muskel nur Adrenalin wirksam ist. In einer Krisensituation, wenn die Mobilisierung von Glykogen durch Adrenalin stimuliert wird, muss diese Reaktion sofort erfolgen Dies tritt durch die erstaunliche Verstärken Kaskade ein ...], bei der cyclisches AMP Adenosinmonophosphat eine wichtige Rolle spielt. Auf diese Art können nanomolare Adrenalin-Konzentrationen rasch eine große Anzahl an Glukose-Rückständen als Treibstoff für die Atmung freisetzen.« Ibid. lm Muskel wird die Glykogenolyse über die Verstärkungskaskade angeregt.[... Phosphorylase bildet Glucose-1-Phosphat, das in Glukose-6-Phosphat umgewandelt wird. Weil es dem Muskel an Glukose-6-Phosphat fehlt, wird es im Rahmen der Glykolyse vollständig in die ATP Produktion eingebunden. Da die Muskel-Hexokinase Glukose nicht gut verwerten kann, hat sie eine hohe Affinität zu Glukose und phosphoryliert bereitwillig mit 10 % der Glukoseeinheiten, die durch das Glykogen-Debranching-Enzym aus dem Glykogen gelöst worden sind und zu freier Glukose werden, wodurch sie in der Glykolyse verwendet werden kann. Es sollte vor Augen geführt werden, dass Adrenalin die Konzentration von zyklischem AMP erhöht, das nicht nur die Glykogenolyse stimuliert, sondern auch die Glykolyse im Muskel Ibid. Die glykogenolytische Kaskade zeigt, wie das ursprüngliche Signal, das ein einzelnes Adrenalinmolekül bereitstellt, im Laufe der Reaktionskaskade verstärkt wird, die eine große Anzahl an Phosphorylase-Moleküllen aktiviert, wodurch eine schnelle Mobilisierung von Glykogen stattfindet, die wie folgt abläuft: Ein Adrenalin-Molekül stimuliert Adenylylcyclasen, um mehrere Moleküle zyklisches AMP (CAMP) zu bilden. Jedes CAMP-Molekül gibt ein inaktives Tetrimer an zwei freie aktive Einheiten CAMP-abhängige Protein kinase ab (auch bekannt als Proteinkinase A). Dies erzeugt einen relativ bescheidenen Vergrößerungsfaktor von 2. Jedes aktive, CAMP-abhängige Proteinkinase-Molekül phosphoryliert und aktiviert mehrere Moleküle Phosphorylase-Kinase was Schritt drei wäre. An diesem Punkt reziproker Glykogenregulierung finden Synthese und Abbau statt. Fahren wir zunächst mit der Glykogenolyse fort, bevor wir mit einer Deaktivierung der Glykogensynthese abschließen. Jedes Molekül Phosphorylase-Kinase phosphoryliert jeweils mehrere inaktive Moleküle Phosphoamylase B, um die aktive Form von Phosphorylase A herzustellen damit der Glykogenabbau jetzt fortfahren kann."