I. Einführung

I.1 Allgemeine Einführung in das Thema

Nach HOLLMANN/HETTINGER (2000) erfüllen die aufgenommenen Nahrungsstoffe für den menschlichen Organismus drei grundsätzliche Funktionen:

1. Aufbau und Unterhalt von Zellen und Geweben 2. Aufbau von Enzymen oder die direkte Stoffwechselregulation 3. Energielieferung.

Bei den Nahrungsstoffen wird in Makro- und Mikronährstoffe unterschieden. Vitamine, Spurenelemente, Mineralstoffe und Wasser bilden die Gruppe der Mikronährstoffe; die Makronährstoffe sind in drei chemische Gruppen unterteilt: Eiweiße (Proteine), Kohlehydrate (KH) und Fette (KONOPKA, 1996). Während Proteine, Wasser und u.a. Eisen dem Zell- und Gewebeaufbau dienen, sind die meisten Vitamine und viele Mineralstoffe für die Enzymbildung oder die Stoffwechselregulation verantwortlich; vornehmlich Fette und KH übernehmen die Aufgabe der Energielieferung durch die Nahrung (HOLLMANN/HETTINGER, 2000).

Daher wird zunächst ein kurzer Überblick über die verschiedenen Formen der Energiebereitstellung des menschlichen Organismus gegeben, um dann näher auf die einzelnen Makronährstoffe einzugehen. Diese werden im Anschluss auf ihre sportspezifische Bedeutung untersucht und die Thematik „Sporternährung“ abschließend in einer kritischen Stellungnahme beurteilt.

I.2 Kurzer Überblick über die Energiebereitstellung

Nach COSTILL (1988) enthält unsere Nahrung, „die chemisch gebundene Energie, die zur Aufrechterhaltung des Lebens notwendig ist und die körperliche Bewegung ermöglicht“. Allerdings muss die durch die Nahrungsmoleküle aufgenommene chemische Energie über komplexe Stoffwechselprozesse in biologische Energie umgewandelt werden. Diese chemischen Prozesse werden durch verschiedene Enzyme (z.B. ATPase) gesteuert. Erst dann kann in Form des hochenergetischen Phosphats Adenosintriphosphat (ATP) biologische Energie für die Muskelkontraktion freigesetzt werden (vgl. GEISS/HAMM, 1992). Hierbei dienen körpereigene Speicher der Energiebereitstellung.

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Die ATP- und Kreatinphophatspeicher bilden die Phosphatdepots in der Muskelzelle. Während die ATP-Speicher die Muskelzelle direkt mit Energie versorgen können, muss das ebenfalls in den Zellen gespeicherte Kreatinphosphat (CP oder KrP) zunächst in Kreatin und anorganisches Phos- phat gespalten werden, von denen letzteres schließlich der ATP-Produktion dient; beide Prozesse der Energiebereitstellung aus Phosphatspeichern sind anaerob, d.h. sie laufen ohne Zuhilfenahme von Sauerstoff ab. Da jedoch beide Phosphatspeicher nur für wenige Sekunden Energie bereit stellen können (z.B. bei einem Maximalsprint), ist der Körper gezwungen, den Energiebedarf bei länger anhaltenden Belastungen durch ATP anderweitig zu decken. Hierbei unterscheidet man die Glykolyse, die ATP mit Hilfe von im Muskel gespeicherten Zucker (Glykogen in Form von KH) aber anaerob erzeugt, und die Oxydation, die ATP unter Zuhilfenahme von Sauerstoff (aerob) aus KH-, Fett- und Eiweißmolekülen mit Hilfe der Mitochondrien gewinnt (COSTILL, 1988).

Da die ATP-CP-Speicher wie oben erwähnt schnell geleert sind, und die Glykolyse laktazid ist, d.h. als Nebenprodukt den Milchsäuregehalt (Laktatwert) im Blut erhö ht, der zu einer Übersäuerung und somit Ermüdung der Muskulatur führt, sind die anaeroben Energiestoffwechsel nur für kurze, intensive Belastungen geeignet (nach COSTILL 1 bis 2 min.). Die Oxydation bzw. der aerobe Stoffwechsel ist hingegen auf niedrigere Belastungsintensitäten bei längerer Belastungsdauer ausgerichtet. dabei ist zu beachten, dass aerobe und anaerobe Stoffwechselprozesse nicht strikt voneinander zu trennen sind, sondern je nach Belastungsgefüge in gemischter Form mit unterschiedlicher Gewic htung zusammen wirken (WEINECK, 1994), worauf hier aber nicht näher eingegangen werden soll.

Die Energie, die während dieser Stoffwechselvorgänge freigesetzt wird, wird als physiologischer Brennwert bezeichnet und in Kilojoule (kJ) oder Kilokalorien (kcal) berechnet. Die Menge an kJ/kcal, die in Nahrungsmittel enthalten sind, wird als physikalischer Brennwert bezeichnet. Nach GEISS/HAMM (1992) sind beide Brennwerte bei Fetten und Kohlenhydraten identisch (Mittelwert 9,3 kcal/g Fett bzw. 4,1 kcal/g KH), während bei Proteinen der physikalische Brennwert (Mittelwert 5,7 kcal/g Eiweiß) über dem physiologischen (Mittelwert 4,1 kcal/g Eiweiß) liegt. Dies erklärt sich mit dem in Proteinen enthaltenen Stickstoff, der bei Stoffwechselprozessen nicht rückstandslos abgebaut werden kann und in Form von Harnstoffverbindungen über den Urin ausgeschieden werden muss (Harnstoff hat einen physikalischen Brennwert von 2,5 kcal/g).

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Den durchschnittlichen Energieverbrauch, also den physiologischen Brennwert, eines Menschen mit „normalem Lebensregime“ gibt COSTILL mit 125 bis 150 kJ/kg Körpermasse/Tag an; neben dem Gewicht sorgen die Faktoren Alter, Geschlecht und Körpergröße für die individuellen Unterschiede (GEISS/HAMM, 1992). Ein 70 kg schwerer Mann würde nach COSTILL also zwischen 8750 bis 10500 kJ (2083 bis 2500 kcal) täglich verbrennen. Sportler können diesen Wert je nach Belastungsgefüge erheblich steigern. So schätzen KARDEL/COSTILL (1981) bei Radrennfahrern, die 540 km in 19,3 Std. zurückgelegt haben Spitzenwerte von bis zu 58200 kJ bzw. 13850 kcal. Dabei ist zu beachten, dass die maximale tägliche Kalorienaufnahme auf 7000 kcal = 29000 kJ (NÖCKER, 1971) bis 8000 kcal =33500 kJ (GRÄFE, 1964) geschätzt wird.

II. Hauptteil

II.1 Die Makronährstoffe

Nach KONOPKA (1996) bestehen alle Nahrungsmittel aus den drei chemischen Gruppen der Haupt- bzw. Makronährstoffe: Kohlehydrate, Fette und Eiweiße. Nach der Nahrungsaufnahme werden die aufgenommenen Lebensmittel im Magen-Darm- Bereich verdaut, d.h. in die Makronährstoffe aufgespalten (Digestion) und über die Darmwand ins Blut aufgenommen (Resorption). Das Blut transportiert dann die Substanzen zur Leber, wo ein Großteil der Nährstoffe sofort verarbeitet wird. Der andere Teil wird zu den verschiedenen Zellen transportiert und dort je nach Stoffwechsellage direkt zur Energiegewinnung mit Sauerstoff verbrannt oder als Energiereserve gespeichert (vgl. GEISS/HAMM, 1992). Nach ÄSTRAND (1970) werden die körpereigenen Speicherkapazitäten wie folgt angegeben:

- Energiereiche Phosphate (ATP, KrP) ca. 5kcal bzw. 21 kJ

- Kohlenhydrate (Glykogen) ca. 1200 kcal bzw. 5000 kJ

- Fette ca. 50000 kcal bzw. 210000 kJ

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Eiweiße können dagegen nicht vom menschlichen Organismus gespeichert werden und kommen im Körper lediglich in Form von Struktur- und Enzymproteinen und nach zahlreichen Enzym- gesteuerten Spaltungsprozessen in freien Aminosäuren vor (GEISS/HAMM, 1992).

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