Hochenergetische Verbindungen (Phosphagene)

Universelle Energiequelle in der Zelle (auch in Muskeln) ist die freie Energie der hochenergetischen Phosphatbindung des Adenosintriphosphats (ATP), die bei der Hydrolyse (Spaltung) von ATP zu Adenosindiphosphat (ADP) und Adenosinmonophosphat (AMP) sowie anorganischem Phosphat freigesetzt wird. Der in den Muskeln vorhandene ATP-Vorrat reicht jedoch nur für eine sehr kurze Zeit aus, daher wird bei Muskelarbeit die Energie des während der Arbeit synthetisierten ATPs genutzt, wobei andere in der Zelle enthaltene hochenergetische Substanzen, einschließlich Phosphate (Phosphagene), verwendet werden.

Phosphokreatin spielt als Energiequelle für die Muskelkontraktion eine Schlüsselrolle im anaeroben alaktaziden Leistungsbereich, wenn sein Vorrat in den Muskelzellen die Dauer und Intensität der körperlichen Belastung begrenzt. Hochenergetische Verbindungen (Phosphagene) tragen zur Erhaltung und Wiederherstellung der ATP-Vorräte bei.

Der arbeitende Organismus nutzt bei anaeroben (alaktaziden, laktaziden) Energiebereitstellungsvarianten folgende Wege:

• Phosphokreatin + ADP = ATP + Creatin;
• Phosphat + ADP + freie Energie = ATP;
• 2 ADP = ATP + AMP;
• Phosphat + ADP + Glukose (Glykogen) = ATP + Laktat.

Der Creatinkinase-Weg der ATP-Resynthese ist am effizientesten:

• Creatinphosphat + AMP -> ADP + Creatin;
• Creatinphosphat + ADP -> ATP + Creatin.

Creatin, oder Methylguanidinoessigsäure, ist eine natürlich vorkommende Substanz, die im Körper aus den Aminosäuren Arginin, Glycin und Methionin synthetisiert wird. Der Gesamtgehalt bei Erwachsenen beträgt etwa 120 g (95% befinden sich in den Muskeln). Es gibt Hinweise darauf, dass die Aufnahme von Creatin über die Nahrung für eine Steigerung der Leistungsfähigkeit bei hochintensiven körperlichen Übungen erforderlich ist. Die maximale Creatinkonzentration in den menschlichen Muskeln beträgt 145-160 mmol/kg, und wenn Creatin zusätzlich aufgenommen wird, kommt es bei Personen mit geringeren Werten zu einer stärkeren Anreicherung in den Muskeln.

Bei gesunden Menschen zerfällt Creatin irreversibel zu Creatinin mit einer Rate von etwa 2 g/Tag, wird aber durch endogene Creatinsynthese und/oder Aufnahme über die Nahrung, z.B. Fleisch, ständig wieder aufgefüllt. Die zusätzliche Aufnahme von Creatin zur Leistungssteigerung ist kein neues Phänomen. Forschungsergebnisse aus Anfang des 20. Jahrhunderts zeigten, dass diese Nahrungsergänzung den Creatingehalt im Körper wiederherstellt und erhöht und auch zu einem geringfügigen Anstieg der Creatininausscheidung im Urin führt. Es ist derzeit bekannt, dass eine spezielle Aufnahme von 5-10-15 g Creatin pro Tag dazu beitragen kann, die Gesamtkonzentration in den Muskeln zu erhöhen, von der 20% in Form von Creatinphosphat vorliegen. Bekannt ist auch, dass der vorzugsweise Eintritt von Creatin in die Muskeln in den ersten Tagen seiner Aufnahme erfolgt. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass, wenn die zusätzliche Creatinaufnahme in der Phase der Ausübung submaximaler körperlicher Übungen erfolgt, seine Konzentration in den Muskeln um 10% ansteigt.

Der genaue Mechanismus, durch den die Aufnahme und Regulation des Creatingehalts in den Muskeln erfolgt, wodurch die körperliche Leistungsfähigkeit gesteigert wird, ist noch nicht vollständig geklärt, aber es ist bekannt, dass dieser Prozess natriumabhängig ist.

Bei wiederholten Belastungen mit maximaler Leistung zeigt eine fünftägige Einnahme von Creatin eine deutliche Zunahme des von den Athleten geleisteten Arbeitsvolumens. Dieser Schluss wurde auf der Grundlage von Laboruntersuchungen gezogen, die ergaben, dass die zusätzliche Creatinaufnahme die körperliche Leistungsfähigkeit durch Aufrechterhaltung der Kraft oder Leistung während der Ausübung körperlicher Übungen signifikant steigert und das Gesamtarbeitsvolumen um 5-7% erhöht.

Die Leistungssteigerung kann mit der stimulierenden Wirkung der zusätzlichen Creatinaufnahme auf die Resynthese von Creatinphosphat während der Muskelarbeit und in der Erholungsphase danach zusammenhängen. Da das Vorhandensein von Creatinphosphat die körperliche Leistungsfähigkeit bei Ausübung von Höchstleistungsübungen begrenzt, erhöht sich die Kontraktionsfähigkeit der Muskeln durch Aufrechterhaltung der anaeroben ATP-Resynthese. Diese Hypothese wird durch Forschungsergebnisse unterstützt, die zeigten, dass die zusätzliche Creatinaufnahme zu einem verringerten Anstieg von Ammoniak und Hypoxanthin im Blutplasma sowie zu einem verringerten Abbau von ATP in den Muskeln während maximaler körperlicher Belastungen führt.

Es ist bekannt, dass Athleten, bei denen infolge der Creatineinnahme eine Steigerung der Gesamtcreatinkonzentration in den Muskeln um mehr als 25% festgestellt wird, mit einer höheren ATP-Resyntheserate in der Erholungsphase rechnen können. Offenbar besteht diese Möglichkeit deshalb, weil die zusätzliche Creatinaufnahme eine solche Konzentration seiner freien Fraktion in den Muskeln aufrechterhalten kann, die einen höheren Stoffwechsel über die Creatinkinase-Reaktion unterstützt, was die Resynthese von Creatinphosphat und die Bildung von ATP begünstigt.

Beim Versuch, Creatinergänzung zur Steigerung der körperlichen Leistungsfähigkeit bei maximaler Belastungsintensität zu nutzen, werden oft wichtige Aspekte nicht berücksichtigt: Nicht für jeden Athleten erweist sich diese Supplementierung als wirksam, da etwa 30% für die Aufnahme von Creatin in die Muskeln unempfänglich sind; die meisten positiven Wirkungen der zusätzlichen Creatinaufnahme treten normalerweise nur bei denjenigen auf, bei denen damit ein Anstieg des Gesamtgehalts in den Muskeln um mehr als 25% erreicht wird. Aber bei allen kann die Einnahme von Creatin in Verbindung mit Kohlenhydraten dazu beitragen, seine Konzentration in den Muskeln um mehr als 25% zu erhöhen.

Ein Merkmal der Anwendung von Phosphatverbindungen – Creatinen ist, dass ihre