An dem folgenden Belastungsschema lässt sich anschaulich zeigen, wie geringe und hohe Muskelleistungen die energieliefernden Teilsysteme beanspruchen.
Folgende Annahmen:
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Fig: Energiestoffwechsel beim Stufentest |
Zu Beginn der Belastung bei 50 W bleibt der ATP-Spiegel quasi konstant auf Kosten des Creatinphophats. Das Creatinphosphat zeigt einen starken Abfall mit nachfolgender Stabilisierungsphase. Die Stabilisierung erfolgt quantitativ weitgehend über die exponentiell ansteigende aerobe Oxidation. Nach 3 min wird die Belastung um weitere 50 W gesteigert.
Entsprechend dem erhöhten Energiebedarf fällt das Creatinphosphat auch auf den folgenden Belastungsstufen quasi exponentiell ab. Muskel und Blutlactatwerte zeigen einen nur geringen Anstieg.
Würde man die Belastung auf dieser Stufe länger fortsetzen, dann blieben die beobachteten Messwerte annähernd konstant. Sie wären im Steady state.
Ab einer Belastungsstufe von 250 W stellt sich beim Creatinphosphat im Verlauf der dreiminütigen Belastungsstufe kein Steady state mehr ein. Hier kommt es zu einer deutlichen Erhöhung der Glycogenolyse- und Glycolyserate, wodurch ein deutlicher Anstieg der Lactatbildung erfolgt.
Bei weiterem Anstieg der Belastung (300 W) wird zunehmend mehr Lactat gebildet, wobei das Creatinphosphat abfällt.
Die stark angestiegene H+-Konzentration reduziert die Aktivität der Phosphofructokinase, so dass eine belastungsadäquate Zunahme der ATP-Resynthese über die Glycolyse nicht mehr gegeben ist. Daher wird ATP vermehrt über Creatinphosphat gebildet, was schließlich auf der letzten Belastungsstufe (350 W) zu einer fast völligen Entleerung des Creatinphosphatspeichers führt.
Darauf folgt ein deutlicher Abfall des ATP, was wiederum zu einem Kontraktionsunvermögen der Muskulatur und einem Belastungsabbruch nach einer Minute führt.