Der Unterschied zwischen den Muskelfasern

Schaut man sich Sprinter oder Ausdauerläufer an, so kann man sofort einen gravierenden Unterschied sehen. Während Weltklasse-Sprinter regelrechte Muskelpakete sind, sind die Ausdauer-Athleten eher schmächtig, beinahe schon ausgezehrt. Doch nicht nur die Dicke der Muskeln entscheidet darüber, ob man eher schnell oder eher lange rennen kann, sondern auch die Art des Muskels.

Grundsätzlich unterscheidet man zwei Arten von Muskelfasern: die weißen und die roten Muskelfasern, wobei die weißen Muskelfasern noch einmal in zwei Typen unterschieden werden. Die roten Muskelfasern kontrahieren eher langsam und werden daher auch als „Slow-Twitch-Fasern“, Typ-1 oder ST-Fasern bezeichnet. Das genaue Gegenteil sind die weißen oder auch „Fast-Twitch-Fasern“, Typ-2 oder FT-Fasern. Sie kontrahieren eher schnell und sind dadurch für alle schnellkräftigen Bewegungen zuständig.

Die roten Muskelfasern

Ihren Namen haben die Muskelfasern aufgrund ihres Myoglobingehalts. Das Myoglobin ist ein Protein, das in der Zelle Sauerstoff von der Zellwand zu den Mitochondrien transportiert. Je mehr Myoglobin, desto besser funktioniert der Sauerstofftransport in der Zelle und desto dunkler werden auch die Muskelfasern.

Die roten Muskelfasern sind deutlich dünner als die weißen. Sie werden nerval um einiges langsamer angesteuert. Die Nerven senden nur rund 10-20 Aktionspotentiale/sek aus, die eine Kontraktion der entsprechenden Muskelfasern hervorruft. Dadurch sind die Kontraktionen langsamer, halten aber länger an. Die Muskeln verbrauchen weniger Energie als die roten Muskelfasern. Ihre Energie bekommen die ST-Fasern durch Oxidation, die Energiebereitstellung ist also aerob mit Sauerstoff.

Die Versorgung mit Sauerstoff kann leichter aufrechterhalten werden, als bei einer alternativen Energieversorgung. Außerdem haben die roten Muskelfasern sehr viele Kapillare um sich herum aufgebaut, was die Zufuhr mit Sauerstoff vereinfacht. Die Typ-1-Fasern können somit über einen deutlich längeren Zeitraum arbeiten, bevor sie ermüden. Ausdauersportler haben daher einen deutlich höheren Anteil an roten Muskelfasern.

Die weißen Muskelfasern

Das genaue Gegenteil sind die weißen Muskelfasern, die man in verschiedene Unterrubriken einteilen könnte. Sie sind deutlich dicker, können deutlich mehr Kraft entwickeln und werden vergleichsweise von schneller leitenden Nerven angesteuert. Die Frequenz ist mit 40 Aktionspotentialen/sek viermal so hoch wie bei den roten Muskelfasern. Dadurch können sie deutlich schneller kontrahieren, benötigen dafür aber auch sehr viel mehr Energie. Diese beziehen sie überwiegend durch die Glykolyse, die Energieversorgung ist also anaerob ohne Sauerstoff. Bei dieser Energiebereitstellung entstehen auch die typischen Stoffwechsel-Abfallprodukte wie Laktat. Bei einer hohen Belastung ermüden die Muskelfasern sehr schnell. Daher können die FT-Fasern nur kurze Zeit ihre volle Kraft entfalten. Sprinter haben einen hohen Anteil an den weißen Muskelfasern.

Ein normaler Mensch hat ungefähr einen ausgeglichenen Anteil von beiden Muskelfasern. Bei einer entsprechenden genetischen Veranlagung kann die Verteilung von weißen und roten Muskelfasern aber auch stark variieren. Der frühere 100m-Weltrekordhalter Carl Lewis soll beispielsweise einen Anteil von 90 Prozent weißen Muskelfasern gehabt haben. Für einen Sprinter sind das natürlich ideale Voraussetzungen. Ein weltklasse Marathonläufer kann hingegen bis zu 95 Prozent rote Muskelfasern haben.

Auch durch Training kann sich der Anteil der verschiedenen Muskelfasern verschieben. Allerdings tendieren die Muskeln eher dazu, weitere Kapillare auszubilden und sich so von weißen zu roten Muskelfasern umzuwandeln. Es ist also deutlich einfacher, ausdauernder als schneller zu werden. Einige Sportmediziner bezweifeln sogar ganz, ob sich rote in weiße Fasern umwandeln können. Auch mit zunehmendem Alter nimmt der Anteil an ST-Fasern zu. Das ist ein Grund, warum Ausdauerathleten wie Langläufer oder Radsportler länger ihrem Sport nachgehen können als Sprinter.

Christian Riedel