Die Motore der Skelettmuskelfasern weisen unterschiedliche metabolische und funktionale Eigenschaften auf. Typ-1-Fasern haben eine niedrige Kontraktionsgeschwindigkeit und eine geringe glykolytische Kapazität, sind jedoch reich an Mitochondrien und Myoglobin, was ihnen eine rote Farbe verleiht. Sie sind an gleichmäßiger, anhaltender Arbeit mit geringer Ermüdung angepasst und arbeiten hauptsächlich über den Fettmetabolismus. Typ-2A-Fasern kombinieren eine hohe Kontraktionsgeschwindigkeit mit einer großen Anzahl an Mitochondrien und einer hohen glykolytischen Kapazität. Sie sind ebenfalls rot und zeigen eine ausgeprägte Ermüdungsresistenz. Typ-2B-Fasern haben eine hohe glykolytische Kapazität, aber nur wenige Mitochondrien und Myoglobin, was zu ihrer weißen Farbe und geringen Ermüdungsresistenz führt. Sie gewinnen ihre Energie hauptsächlich aus gespeichertem Glykogen und können für kurze Zeit eine sehr hohe Leistung erbringen.
Energiegewinnung in den Muskelfasertypen
Typ-1- und Typ-2A-Fasern können eine Vielzahl von Energieträgern wie freie Fettsäuren, Ketokörper, Triglyceride, verzweigtkettige Aminosäuren, Pyruvat, Laktat und Glukose nutzen. Der Beitrag von Proteinen und Aminosäuren zum Energiestoffwechsel in aktiven und ruhenden Muskelgeweben ist jedoch begrenzt. Die Verfügbarkeit dieser Stoffe hängt von Ernährung und Hormonstatus ab. Der Beitrag der Aminosäureoxidation zur gesamten ATP-Produktion beträgt bei kurzzeitiger Belastung nur 3-6% und bei Ausdauerbelastungen im menschlichen Körper. Das Verhältnis zwischen Fett- und Kohlenhydratoxidation kann sich zugunsten der Kohlenhydrate verschieben, vor allem durch den zirkulierenden Insulin, der die Glukoseaufnahme in das Gewebe verbessert.
Anpassungen an Nährstoffmangel
Bei Energiemangel bleiben die langsam kontrahierenden Fasern besser erhalten als die schnell kontrahierenden. Langsam kontrahierende Fasern haben eine geringere Aktivierungsschwelle und einen minimalen Energieverbrauch pro Druckeinheit. Die Glukoseoxidation in den Muskeln wird durch Hunger hauptsächlich aufgrund von Veränderungen außerhalb des Muskels unterdrückt, aber auch muskuläre Anpassungen in den Enzymen können für diesen energiesparenden Prozess wichtig sein. In dieser Hinsicht machen die größere Fähigkeit zur Fettsäureoxidation und die vollständige aerobe Oxidation in den langsam kontrahierenden Muskeln sie besser an Hunger angepasst als die schnell kontrahierenden Fasern.
Häufig gestellte Fragen
Was sind aerobe und glykolytische Fähigkeiten?
Aerobe und glykolytische Fähigkeiten beziehen sich auf die unterschiedlichen Stoffwechseleigenschaften von Muskelfasertypen. Muskelfasern können hinsichtlich ihrer Energiebereitstellung in aerob (Typ 1 und 2A) und anaerob-glykolytisch (Typ 2B) unterschieden werden.
Wie unterscheiden sich die Muskelfasertypen in ihren Eigenschaften?
Typ-1-Fasern haben eine niedrige Kontraktionsgeschwindigkeit, sind reich an Mitochondrien und Myoglobin und nutzen vorwiegend Fette zur Energiegewinnung. Typ-2A-Fasern kombinieren hohe Kontraktionsgeschwindigkeit mit vielen Mitochondrien und hoher glykolytischer Kapazität. Typ-2B-Fasern haben eine hohe glykolytische Kapazität, aber wenige Mitochondrien, was zu schneller Ermüdung führt.
Wie werden die verschiedenen Energieträger in den Muskelfasertypen genutzt?
Typ-1- und Typ-2A-Fasern können verschiedenste Energieträger wie Fette, Kohlenhydrate und Proteine verwerten. Der Beitrag von Proteinen zum Energiestoffwechsel ist jedoch begrenzt. Bei Belastung kann das Verhältnis von Fett- zu Kohlenhydratverbrennung zugunsten der Kohlenhydrate verschoben werden, vor allem durch den Einfluss von Insulin.
Wie passen sich die Muskelfasertypen an Nährstoffmangel an?
Bei Energiemangel bleiben die langsam kontrahierenden Typ-1-Fasern besser erhalten, da sie eine geringere Aktivierungsschwelle und einen niedrigeren Energieverbrauch pro Krafteinheit haben. Sie sind durch ihre höhere Fähigkeit zur Fettverbrennung und aerober Energiegewinnung besser an Hunger angepasst als die schnell kontrahierenden Typ-2-Fasern.