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Um ATP als Energielieferant zu verstehen, sind die Zahlenwerte für die freien Enthal-
pien der stufenweise Hydrolyse des Moleküls hilfreich [42]: Die Reaktion von Adeno-
sintriphoshat mit Wasser zu Adenosindiphosphat und Phosphat liefert –30,5 kJ/mol,
die von Adenosintriphosphat mit Wasser zu Adenosinmonophosphat und Diphosphat –
32,5 kJ/mol. Diphosphat hydrolysiert weiter zu zwei Molekülen Phosphat, verbunden
mit einer freien Enthalpie von –33,5 kJ/mol. Es können also insgesamt zwei sehr ener-
giereiche Phosphorsäureanhydrid-Bindungen konsumiert werden. Die viel weniger
exergonische Hydrolyse der ortho-glykosidischen P-O-C-Einheit im Adenosinmo-
nophosphat zu Adenosin und Phosphat (ca. –9 kJ/mol) spielt bei der Energieversor-
gung der Muskeln praktisch keine Rolle. Wenn man einen Löffel des Säureanhydrids
Phopshor(V)-oxid in ein Becherglas mit Wasser gibt, bildet sich unter heftigem Zi-
schen und Erwärmen Phosphorsäure – ein geeignetes Experiment (Versuch 2), um
Schülern ergänzend die Energie zu verdeutlichen, die in dem P-O-P-Strukturelement
steckt.
Bei Schnellkraftsportarten (Speerwurf, Weitsprung, Sprints etc.) muss die ATP-
Bereitstellung schnell geschehen; der ATP-Nachschub erfolgt deshalb fast ausschließ-
lich anaerob. Die dabei auftretende Senkung des
p
H-Wertes bewirkt, dass der Muskel
steifer und weniger leistungsfähig wird. Eine weitere Ursache für den Muskelkater
sind kleinste Verletzungen auf der Zellebene der elastischen bindegewebigen Muskel-
bestandteile [10].
In der Erholungsphase nach einer solchen kurzen, aber anstrengenden physischen
Leistung atmet der Athlet noch einige Zeit sehr heftig. Der auf diese Art zusätzlich
aufgenommene Sauerstoff wird für die Oxidation anderer Zellbrennstoffe verwendet,
wobei ATP gebildet wird. Dieses wiederum wird dazu genutzt, um aus Laktat Glukose
(und dann Glykogen, „menschliche Stärke“) zurückzubilden [43].
Mit zunehmendem Ausdauercharakter einer Sportart spielt die anaerobe ATP-
Produktion eine geringere und der aeroben Glukosestoffwechsel eine größere Rolle (s.
Abbildung 1).
Der Laktat-Wert im Blut beträgt im Ruhezustand ca. 1 mmol/l. Bei einem Mittelstre-
ckenlauf kann er bis zu 20 mmol/l, bei einem Dauerlauf bis zu 6 mmol/l ansteigen
[44]. Durch Training kann die aerobe Energieversorgung verbessert werden [45]. Die
anaerobe ATP-Produktion verliert dann an Bedeutung, und Muskelkater tritt wegen
ausbleibender (oder zumindest stark verminderter) Milchsäurebildung nicht mehr auf.
In der Sportmedizin gilt der Laktat-Wert als ein probates Mittel, um die Leistungsfä-
higkeit (den Grad der Auslastung) eines Sportlers einschätzen zu können: Eine Laktat-
Konzentration von 6-8 mmol/l am Ende einer sportlichen Belastung weist darauf hin,
dass der Sportler nicht ausbelastet war. Eine mittlere Ausbelastung liegt bei einem
Laktat-Spiegel von 8-12 mmol/l [44].