Kraftübungen, Ausdauertraining, Denksport – um Körper und Geist zu trainieren, benötigst du Energie. Adenosintriphosphat, kurz ATP, heißt der körpereigene Booster, der dich zu den gewünschten Höchstleistungen bringt. Wie du deine Energiereserven aufstocken kannst, erfährst du hier.

Adenosintriphosphat – Was ist das?

Adenosintriphosphat, abgekürzt ATP, ist der Hauptenergiespeicher der Zellen. Es besteht aus der Bindung von Adenosin und drei Phosphatgruppen. Jede einzelne Zelle im menschlichen Körper bezieht ihre Energie aus ATP. Ist kein ATP vorhanden, stirbt die Zelle ab. Andersrum geht‘s jedoch auch: Ist viel ATP vorhanden, ist die Zelle besonders aktiv. Deshalb ist es für Biohacker natürlich hochinteressant, die Adenosintriphosphat-Produktion zu erhöhen. Denn mehr ATP führt zu mehr Energie für Body und Brain – und wer will das nicht?

Die Funktion von Adenosintriphosphat

Vor allem die Muskeln, die im menschlichen Körper ja reichlich vorhanden sind und dich nicht nur mobil, sondern überhaupt erst funktionsfähig machen, brauchen ATP als Antrieb. Stoffwechsel, Zellerneuerung, Verdauung, Konzentration – alles wäre nicht ohne ATP möglich. Ohne ATP könntest du nicht laufen, nicht denken, nicht atmen, du wärst schlichtweg nicht lebensfähig. Damit die Batterie nie leer wird, produzieren die Zellen ständig neues ATP.

Und zwar so: Bei der Zellatmung werden Glukose, Sauerstoff und Wasser in den Mitochondrien, den kleinen Kraftwerken der Zelle, zu Wasser und Kohlenstoffdioxid abgebaut. Durch diesen Abbau entsteht Energie in Form von Adenosintriphosphat. Enzyme spalten dieses ATP in den Mitochondrien in ein Adenosindiphosphat (ADP) und ein freies Phosphat auf. Die dabei freigesetzte Energie wird in Form von Wärme abgegeben, überwiegend jedoch für die Muskelfunktion verwendet. Anschließend muss das ADP jedoch wieder in ATP umgewandelt werden. So entsteht ein ewiger Kreislauf, der nur bei einer optimalen Versorgung mit Nährstoffen einwandfrei funktioniert.

Der Körper hat dafür ein ausgeklügeltes System: den Energiestoffwechsel. Die Energie, die du über die Nahrung zu dir nimmst, also aus Kohlehydraten, Proteinen und Fetten, wird innerhalb der ATP-Moleküle gespeichert, bis sie von den Zellen abgerufen wird. Allerdings speichern die Zellen ihr ATP nicht als eiserne Energie-Reserve. Nach etwa 5 Sekunden Belastung ist das ATP bereits komplett aufgebraucht. Deshalb heißt es: schnell nachproduzieren. Du kannst also deinen ATP-Haushalt leider nicht langfristig erweitern, da ATP eben nicht auf Vorrat gespeichert werden kann. Was aber sehr wohl geht, ist dem Körper immer genügend Nährstoffe für die ATP-Produktion bereitzustellen.

Take-Home-Message #1: Ohne ATP bist du nicht lebensfähig und kannst weder körperlich noch geistig Leistung bringen. ATP kann jedoch nicht auf Vorrat gespeichert werden und muss ständig neu produziert werden.

Energie

3 Wege zur ATP-Produktion

Über den Stoffwechsel muss Adenosintriphosphat immer abrufbar sein, schließlich sind Muskelkontraktionen oft spontan nötig – bei unseren Vorfahren beispielsweise auf der Jagd oder auf der Flucht. Der Körper besitzt deshalb drei Möglichkeiten, schnell ATP zu produzieren:

  1. Durch Kreatinphosphat, das sich in den Muskelzellen befindet, kann ganz schnell ADT in ATP umgewandelt werden. Je mehr davon in den Zellen vorhanden ist, umso schneller wird ATP bei Bedarf gebildet. Allerdings funktioniert diese anaerobe Energiebeschaffungsmaßnahme eher für kurze Sprints als für lange Marathonläufe. Bei Anstrengungen, die länger als 10 Sekunden andauern, tritt Plan B in Kraft.

  2. Für Anstrengungen, die wenige Minuten dauern, tritt die Glykolyse in Aktion: Dabei werden die Kohlehydrate in den Muskelzellen abgebaut. Bei der Spaltung der Glukose-Moleküle entstehen pro Molekül 2 ATP-Moleküle.

  3. Für Ausdauertraining, das länger als 2 Minuten andauert, geht die Glykolyse in die aerobe Energiegewinnung über, die nur mit Sauerstoff effektiv funktioniert. In den Mitochondrien werden bei der Zellatmung durch den Sauerstoff energiereiche Wasserstoffmoleküle von Kohlehydraten, Proteinen und Fetten abgespalten, die wiederum dafür sorgen, dass sich Phosphate an ADP binden und zu ATP werden. Je mehr ATP beim aeroben Training produziert wird, umso mehr Sauerstoff benötigen die Zellen. Während der Atmungskette entstehen pro Glukose-Molekül bis zu 32 ATP-Moleküle, weshalb Ausdauertraining als sehr effektiv für die Steigerung der Energie angesehen wird.

Wie wichtig ist die Ernährung für die ATP-Produktion?

Einfache Antwort: sehr wichtig! Denn ohne Brennstoff kann kein Feuer entstehen. Je mehr wertvolle Nährstoffe dein Körper bekommt, umso besser kann er sie in Energie umwandeln. Für den Energiestoffwechsel braucht er beispielsweise besonders Calcium, Magnesium und Phosphor, ebenfalls ausreichend Vitamin D, damit die Nährstoffe gut verstoffwechselt werden können.

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Da ATP nicht als Energie-Reserve in den Zellen gespeichert wird, sind regelmäßige Mahlzeiten für eine optimale Leistung notwendig. Der Körper wandelt Kohlenhydrate, Proteine und Fette in ATP um, das in den Zellen jedoch nur kurzfristig vorhanden ist und bei einer Muskelbewegung schon innerhalb weniger Sekunden völlig verbraucht ist. Nachschub ist also dringend notwendig, um den Energiestoffwechsel am Laufen zu halten.

ATP Energiewährung

ATP für den Muskelaufbau

Adenosintriphosphat liefert den Muskeln die Energie, die sie zur Kontraktion benötigen. Je mehr Energie vorhanden ist, umso besser funktioniert der Muskel und hat Kraft. Steht wenig Energie zur Verfügung, strengt jede Bewegung an. Wer beim Training Erfolge verbuchen will, sollte sich um eine optimale Versorgung der Muskeln mit Nährstoffen kümmern. Denn nur, wenn dem Muskel ausreichend Energie zur Verfügung steht, kann er die gewünschte Leistung bringen.

Für den gezielten Muskelaufbau benötigst du also mehr ATP. Dadurch kannst du in den Trainingseinheiten effektiver an deine Belastungsgrenze gehen. Doch vergiss vor lauter Ehrgeiz nicht: Die Muskeln bauen sich erst in der Regenerationsphase nach dem Training auf. Die Energiespeicher müssen ebenfalls immer wieder aufgefüllt werden und brauchen zwischen den Leistungs-Peaks eine Regenerationspause.

Take-Home-Message #2: Um mehr Energie zu haben, braucht der Körper genügend Nährstoffe für die ATP-Produktion. Damit immer ausreichend ATP in den Zellen vorhanden ist, gibt es verschiedene Herstellungswege.

Der Biohack: Mehr Mitochondrien – mehr Energie

Nachdem es nicht möglich ist, den ATP-Speicher der Zellen aufzustocken, musst du für deine mentale und physische Leistungssteigerung an anderer Stelle ansetzen: an den Mitochondrien. Denn jede Zelle besteht aus Tausenden dieser kleinen Kraftwerke, die sich vermehren oder auch abbauen können – je nach benötigtem Energiepensum des Körpers. Bist du also generell eher träge und hängst gerne auf dem Sofa herum, nimmt die Anzahl der Mitochondrien ab. Bist du jedoch aktiv und sorgst dafür, dass Körper und Geist immer gefordert werden, steigt die Anzahl.

Folglich ist das Prinzip recht einfach: Steigere deinen Energiebedarf! Dazu gibt es einige effektive Tipps, die du im Alltag gut unterbringst:

  • Kalte Thermogenese: Kälte ist gut für dich, deshalb beiß die Zähne zusammen und fang mit einer kalten Dusche oder einem Eisbad an. Um die Kälte auszugleichen, muss der Körper mehr Wärme produzieren – also mehr Energie. Dabei findet eine Oxidation im braunen Fettgewebe statt, das im Gegensatz zum weißen Fettgewebe besonders viele Mitochondrien aufweist. Bei regelmäßiger Kälte-Anwendung wirst du bald merken, wie dein Energie-Level steigt.
  • Ausdauertraining: Laufen, Radfahren, Schwimmen – du kannst trainieren, was du willst, es sollte nur ausdauernd sein. Denn dadurch erhöht sich die Anzahl der Mitochondrien in den Muskelfasern, wie eine Studie aus Toronto belegt [1]. Der Trainingseffekt ist übrigens unabhängig vom Alter und tritt sogar bei Senioren durch regelmäßige Bewegung ein. Sensation am Rande: Gleichzeitig bilden sich beim Ausdauertraining auch im Gehirn mehr Mitochondrien, fanden Gehirn-Forscher aus South Carolina heraus [2]. Regelmäßiger Sport ist also eine echte Win-Win-Situation!
  • Ketogene Ernährung: Bei dieser Ernährungsweise wird die Kohlehydrat-Zufuhr so weit reduziert, dass der Körper seine Energie aus den Fettreserven bezieht. Denn Energie aus Fetten kann schneller verfügbar gemacht werden, besonders aus hochwertigen MCT Ölen (z.B. ROCKET C8). Kristopher Bough fand beispielsweise heraus, dass bereits nach 1 bis 3 Wochen ketogener Ernährung die Dichte der Mitochondrien im Hippocampus um 46 Prozent zunimmt [3].
  • Intermittierendes Fasten: Das intermittierende Fasten erfreut sich seit Jahren wachsender Beliebtheit – und das völlig zurecht! Denn neben einer Vielzahl an positiven Wirkungen auf den Alterungsprozess und die Gewichtsreduktion kann dieses Fasten nach der 16/8-Regel vor allem eins: dein Energie-Level und damit auch deine Leistungsfähigkeit steigern. Dabei isst du innerhalb von 8 Stunden ganz normal und fastest die restlichen 16 Stunden. Alternativ kannst du auch pro Woche 1 bis 2 Fastentage einhalten und sonst ganz normal essen. Das Intervallfasten fördert die Ketose und kann laut einer Studie der Harvard University die Mitochondrien-Produktion anregen [4].

Take-Home-Message #3: Um dein Energie-Level zu steigern, kannst du deine Mitochondrien-Anzahl erhöhen, beispielsweise durch Kälte, Ausdauertraining und Ernährung.

Studien

[1] https://link.springer.com/article/10.2165/00007256-200333110-00001
[2] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21817111
[3] https://doi.org/10.1111/j.1528-1167.2008.01846.x
[4] https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(17)30612-5