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Gesundheit :: Anatomie

Der Muskelstoffwechsel beim Pferd im Detail

Um das Leistungspotenzial richtig einzuschätzen und Pferde optimal trainieren zu können, ist es wichtig zu wissen, wie der Muskelstoffwechsel funktioniert. Nur wenn für den Muskel die notwendige Energie bereitgestellt werden kann und die richtigen Reize auf den Muskel einwirken, kann dieser optimal arbeiten. Erst dann ist ein muskelaufbauendes Training und somit eine Leistungssteigerung möglich.
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Ausritt im FrhlingMan unterscheidet drei verschiedene Muskelarten: Die glatte, quergestreifte und die Herzmuskulatur.
Die glatte Muskulatur zeigt unter dem Mikroskop keine Querstreifung, ihre Fasern sind sehr kurz (maximal 0,5 mm) und die Kontraktion wird vom vegetativen Nervensystem gesteuert. Dieser Muskelfasertyp kann also nicht willentlich aktiviert werden, aus diesem Grund spricht man auch von unwillkürlicher Muskulatur. Mit glatten Muskelfasern sind in der Regel die Organe ausgestattet.

Die Herzmuskulatur ist ebenfalls nicht willentlich steuerbar, ist aber wie die Skelettmuskulatur quergestreift.

Die quergestreifte Skelettmuskulatur ist für den Reiter interessanter, da sie willentlich angesteuert werden kann und für die Bewegungen der Gelenke zuständig ist. 45 Prozent des gesamten Körpergewichts stellt die Skelettmuskulatur dar, wobei das Pferd unter allen Haustieren die sehnigste Muskulatur aufweist.

Bei den Skelettmuskeln unterscheidet man zwischen roten und weißen Muskelfasern. Das Verhältnis von roten zu weißen (blassen) Muskeln ist unterschiedlich, da rasseabhängig und vererblich, aber dennoch bis zu einem gewissen Grad durch Training umformbar. Die Funktion des jeweiligen Muskels ist für die Verteilung von roten und weißen Muskelfasern bestimmend. Muskeln, die Stütz- und Haltearbeit verrichten, haben mehr rote Muskelfasern. Bewegungsmuskeln hingegen haben einen größeren Anteil von weißen Muskelfasern.

Blasse Muskelfasern sind in der Lage, wesentlich schneller zu kontrahieren als rote Muskelfasern. Dafür sind rote Muskelfasern ausdauernder, weil sie im Gegensatz zur blassen Muskulatur eine höhere Sauerstoffkapazität besitzen. So arbeiten die roten Muskelfasern im aeroben Bereich (unter Sauerstoffverbrauch) und die weißen Muskelfasern im anaeroben Bereich (ohne Sauerstoffverbrauch und gehen damit eine Sauerstoffschuld ein). Im Endeffekt können deshalb weiße Muskelfasern sehr schnell viel Kraft bereitstellen, allerdings nur über einen kurzen Zeitraum. Rote Muskelfasern agieren langsamer, dafür ermüden diese viel später und sind somit für Ausdauerleistungen zuständig.

Der Muskelstoffwechsel

Die Muskulatur benötigt für ihre Arbeit eine Art „Treibstoff“. Hierfür stehen dem Körper verschiedene Energieträger zur Verfügung. Auf welches Energiedepot jedoch zugegriffen wird, hängt von der Art der Leistung ab. Man unterscheidet die Schnelligkeit des Zugriffs, die Kapazität, die Dauer der Verfügbarkeit und die Ergiebigkeit des jeweiligen Brennstoffs.

Das so genannte Adenosintriphosphat (ATP) ist als besonders energiereiches Phosphat der Muskelkraftstoff schlechthin. Es ist allerdings in nur sehr geringer Menge in der Muskelzelle gespeichert. Während der Muskelarbeit wird ein Phosphat abgespalten, wodurch als Zerfallsprodukt Adenosindiphosphat (ADP) entsteht. Der ATP-Vorrat ist in nur wenigen Sekunden verbraucht, so dass ständig neues ATP gebildet werden muss. Die chemische Energie (ATP) wird durch Muskelarbeit in Bewegungsenergie und Wärme umgewandelt. Um ATP neu zu bilden, wird die nächst verfügbare, weitere Energiequelle angezapft. Hierbei handelt es sich wiederum um ein energiereiches Phosphat, das so genannte Kreatinphosphat (KP). Dieses kann durch Spaltung in Verbindung mit Adenosindiphosphat wiederum ATP generieren. Übrig bleibt als Muskelzerfallsprodukt Kreatin.

Nach zehn bis zwanzig Sekunden Höchstleistung ist der Energievorrat des Kreatinphosphat erschöpft. Das Pferd benötigt nun an die drei Minuten, um die Phosphatspeicher wieder aufzufüllen. Dies kann der Körper aber nur im Ruhezustand leisten. Darum muss wieder auf andere Energiespeicher zurückgegriffen werden, wenn über einen weiteren Zeitraum Leistung abverlangt wird.

Als nächste Energiequelle zapft der Körper das in der Muskulatur und zum kleinen Teil in der Leber eingelagerte Glykogen, der Speicherform von Glukose (Traubenzucker), an. Wie viel Glykogen zur Verfügung steht, hängt zum einen vom Trainingszustand des Pferdes und von der Nahrungszufuhr über Kohlenhydrate ab. Zusätzlich kann nach Erschöpfung des Zuckerdepots auf die Fettreserven (Fettsäuren) zurückgegriffen werden. Diese werden zwar nicht bei kurzzeitigen Leistungsanforderungen angezapft, dafür aber für Ausdauerzwecke (vor allem beim Wanderreit- und Distanzpferde) genutzt. Im äußersten Notfall können sogar noch Eiweiße (Proteine in Form von Aminosäuren) als zusätzliche Energiequelle dienen. Allerdings findet dabei bereits eine Zellschädigung statt, in der Praxis handelt es sich um eine Überforderung des Pferdes.

Während die Energiedepots von ATP und KP durch Nahrung oder Training nicht vergrößert werden können, lassen sich die Speicherdepots Glykogen und Fettsäuren durchaus beeinflussen. Für die Leistungsfähigkeit des Pferdes insbesondere bei Ausdauerdisziplinen spielt deshalb die Fütterung eine große Rolle. Der Speichervorrat von Glykogen erschöpft sich beim Pferd nach etwa 60 Minuten, anschließend wird auf die Fettdepots zurückgegriffen. Um die Fettspeicher anzuzapfen, ist eine langsame Aktivierung erforderlich, zudem sind nur relativ geringe Leistungen (aerobe Trainingsweise) möglich, weil die freien Fettsäuren nur über Oxidation bereitgestellt werden können.

Mit und ohne Sauerstoff

Bei der aeroben Trainingsweise verbrennt der Körper Kohlenhydrate (Glukose) und Fettsäuren. Hierbei entsteht Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O) unter Bildung von ATP. Damit die laufende Sauerstoffzufuhr ausreicht, darf die Intensität der Leistung eine gewisse Schwelle nicht überschreiten. Ansonsten geht der Stoffwechsel in den anaeroben Bereich über und führt innerhalb kurzer Zeit zur Erschöpfung, die letztendlich eine Pause notwendig macht. Im anaeroben Stoffwechsel werden ATP und KP ohne Sauerstoffverbrauch abgebaut oder es findet eine unvollständige Glukoseverbrennung mit anfallendem Laktat statt. Laktat ist das Salz der Milchsäure und ein Gradmesser dafür, wann der Übergang vom aeroben in den anaeroben Bereich stattfindet. Fällt Laktat im Muskel an, spricht man von einer Muskelübersäuerung, was sich durch ein „Muskelbrennen“ und schnellem Leistungseinbruch bemerkbar macht.

Man kann den Stoffwechselprozess auch mit Hilfe der Herzfrequenz im Auge behalten. Der Kraftaufwand darf nur zwischen 15 und 50 Prozent der Maximalleistung liegen, um ein Pferd im aeroben Bereich zu trainieren. Der so genannte Schwellenwert, wann der Übergang in den anaeroben Bereich stattfindet, ist von Pferd zu Pferd unterschiedlich, weil dafür viele Faktoren, vor allem auch der Trainingszustand, eine Rolle spielen. Man kann davon ausgehen, dass sich der Schwellenwert bei circa 70 Prozent der maximalen Herzfrequenz (HFmax) bewegt. Die HFmax ist bei jedem Pferd unterschiedlich, kann durch Training nicht beeinflusst werden, da sie genetisch festgelegt ist. Animiert man sein Pferd zu Höchstleistungen (Rennen, steile Berge erklimmen etc.), kann man die HFmax des jeweiligen Pferdes ermitteln.


Quelle:

Renate Ettl
Bild: Fotolia #64432958