Sport gehört zu den beliebtesten Freizeitaktivitäten in Deutschland. 27,5 Millionen Menschen sind Mitglieder in Sportvereinen.
Die Ziele für eine sportliche Betätigung sind vielfältig und reichen vom Spaß an der Bewegung und einem gesundheitsorientierten Training bis zum leistungsorientierten Training und Wettkampfsport.
Sport löst erwiesenermaßen zahlreiche Anpassungserscheinungen im Organismus aus. Die maximale Sauerstoffaufnahme steigt durch Adaptionen des Kardiopulmonalen Systems, die Knochen, Knorpel, Sehnen und Bänder werden widerstandsfähiger. Die nervale Ansteuerung der Muskulatur verbessert sich, die Muskulatur verstärkt ihre Kapillarisierung, steigert ihre Mitochondrienzahl und macht ein Dickenwachstum durch, um den jeweiligen sportlichen Anforderungen gerecht zu werden.
Außerdem wirkt moderat getriebener Sport präventiv gegen Wohlstandskrankheiten wie Diabetes Typ II, Arteriosklerose und Krebs.
Sportliche Belastung führt jedoch auch zu einer verstärkten Radikalbildung, abhängig von der Sportart, der Intensität, der Dauer, dem Typ des Sports (exzentrisch, konzentrisch oder isometrisch) und dem daraus entstehenden Energiebedarf, Sauerstoffbedarf sowie der Gewebsschädigung.
Freie Radikale sind Spezies, die ein oder mehrere ungepaarte Elektronen besitzen. Diese sind äußerst reaktionsfähig. Ein gestörtes Gleichgewicht zwischen Radikalbildung und Radikalentgiftung durch die antioxidativen Schutzsysteme resultiert in oxidativem Stress. In Folge davon sind freie Radikale an der Entstehung von Krankheiten wie Krebs, Katarakt und Arteriosklerose beteiligt. Sie lösen solche Erkrankungen durch ihre Fähigkeit aus, verschiedene biologische Moleküle wie Lipide, Proteine und Nukleinsäuren zu oxidieren. Auch sind sie an Alterungsprozessen beteiligt.
Zahlreiche Sportler, besonders intensiv Trainierende, nehmen deshalb antioxidativ wirkende Präparate ein. Sie möchten damit ihr antioxidatives Schutzsystem unterstützen, um ihre Gesundheit zu erhalten, ihr Immunsystem zu verbessern und ihre Leistung zu steigern.
Das Ziel dieser Arbeit ist es deshalb, Studien zu der Wirkung einer antioxidativen Supplementation auf den Körper in Verbindung mit sportlicher Belastung zu sichten, um zu einer Beurteilung der Wirkung nach derzeitigem Stand des gesicherten Wissens zu kommen.
Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Entstehung von oxidativem Stress und ob dieser durch Antioxidantien unterdrückt werden kann. Außerdem sind geschlechtsspezifische Unterschiede bezüglich des antioxidativen Systems und einer Antioxidantienzufuhr von Interesse. Eine mögliche Leistungssteigerung sowie Auswirkungen der Antioxidantienzufuhr auf sportinduzierte Signalkaskaden und Anpassungserscheinungen sollen ebenfalls herausgestellt werden.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Material und Methoden
3 Stand der Wissenschaft
3.1 Freie Radikale
3.2 Mechanismen zur Bildung sportinduzierter freier Radikale
3.2.1 Grundlagen und Mechanismen der Radikalbildung in Mitochondrien
3.2.2 Grundlagen Mechanismen der Radikalbildung im Arachindonsäuremetabolismus
3.2.3 Grundlagen und Mechanismen der Radikalbildung durch Katecholamine
3.2.4 Mechanismen der Radikalbildung durch Oxidasen
3.3 Messmethoden für oxidativen Stress
3.4 Das nichtenzymatische antioxidative System
3.4.1 Glutathion
3.4.2 Tocopherole und Tocotrienole
3.4.3 L-Ascorbinsäure
3.4.4 Carotinoide
3.4.5 Phenolische Verbindungen
3.4.6 Ubichinon / Coenzym Q10
3.4.7 Harnsäure
3.4.8 Liponsäure
3.5 Das enzymatische antioxidative System
3.5.1 Superoxid-Dismutase
3.5.2 Glutathion-Peroxidase
3.5.3 Glutathion-Reduktase
3.5.4 Katalase
3.6 Effekte von Sport auf das Immunsystem
3.7 Effekte von Vitamin E-, Vitamin C- und -Carotin-Supplementation auf das Immunsystem
4 Einflüsse supplementierter Antioxidantien beim Sport
4.1 Übersicht über die verwendenten Studien
4.2 Beschreibung und Resultate der verwendeten Studien
4.2.1 Wirkungen supplementierter Antioxidantien auf das antioxidative System und den sportinduzierten oxidativen Stress
4.2.2 Der Einfluss des Geschlechts auf durch Sport induzierten oxidativen Stress
4.2.3 Die Wirksamkeit in Säften enthaltener natürlicher Antioxidanten beim Sport
4.2.4 Sportinduzierte Radikalproduktion, deren Auswirkungen auf die Zelladaption und die Folgen einer antioxidativen Nahrungsergänzung
4.2.5 Verhinderung der Symptome von sportinduzierten Muskelschäden durch „natürliche“ Antioxidantien
5 Diskussion der Studien
5.1 Wirkung supplementierter Antioxidantien auf das antioxidative System und den sportinduzierten oxidativen Stress
5.2 Sportinduzierte Radikalproduktion, deren Auswirkungen auf die Zelladaption und die Folgen einer antioxidativen Nahrungsergänzung
5.3 Verhinderung der Symptome von sportinduzierten Muskelschäden durch natürliche Antioxidantien
6 Eigene Diskussion der Studien
6.1 Ist eine antioxidative Nahrungsergänzung für Sportler sinnvoll?
6.1.1 Oxidativer Stress, eine Folge sportlicher Belastung
6.1.2 Sind Antioxidantien wirksam gegen sportinduzierten oxidativen Stress?
6.1.3 Keine unterschiedliche Reaktion der verschiedenen Geschlechter auf Sport
6.1.4 Leistungssteigerung durch Antioxidantien
6.1.5 Sportinduzierte Zelladaption und die Auswirkungen von Antioxidantien
7 Zusammenfassung
Zielsetzung & Themen
Das Ziel der Arbeit ist die kritische Sichtung aktueller Studien zur Wirkung einer antioxidativen Supplementation in Verbindung mit sportlicher Belastung, um den Stand des gesicherten Wissens bezüglich der Leistungssteigerung, der Unterdrückung von oxidativem Stress und geschlechtsspezifischer Unterschiede zu evaluieren.
- Entstehung von oxidativem Stress durch körperliche Aktivität
- Antioxidative Schutzsysteme des menschlichen Organismus
- Wirkung von Vitamin- und Mineralstoffsupplementation bei Sportlern
- Geschlechtsspezifische Unterschiede bei oxidativem Stress und Antioxidantienzufuhr
- Einfluss von Antioxidantien auf sportinduzierte Signalkaskaden und Anpassungsprozesse
Auszug aus dem Buch
3.2.1 Grundlagen und Mechanismen der Radikalbildung in Mitochondrien
Zur Energiegewinnung zieht der Körper vor allem Kohlenhydrate in Form von Glucose heran. Auch in Glycerin und freie Fettsäuren aufgespaltene Fette, wobei das Glycerin in Glycerinaldehyd-3-phosphat umgewandelt wird und die Fettsäuren durch die -Oxidation in den Mitochondrien zu Acetyl-CoA abgebaut werden, verwendet der Körper als Energiequelle. Proteine können ebenfalls der Energiegewinnung dienen, müssen zuvor jedoch zu Aminosäuren hydrolysiert und desaminiert werden. Danach können sie abhängig vom jeweiligen Kohlenstoffgerüst der Aminosäure zu Pyruvat, Acetyl-CoA, -Ketoglutarat, Succinyl-CoA, Fumarat und Oxalacetat transferiert werden ( Löffler, Schömerich 2008, S. 148-149).
Die Zellatmung unterteilt sich in drei schematisch getrennte Stoffwechselwege: 1. Die Glykolyse, 2. den Citratzyclus und 3. die Atmungskette.
Die Glykolyse findet im Cytosol einer Zelle statt. Im ersten Schritt phosphoryliert das Enzym Hexokinase ein Glucosemolekül. Es entsteht Glucose-6-phosphat. Dabei wird ein Molekül Adenosintriphosphat (ATP) zu Adenosindiphosphat (ADP) abgebaut.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Einführung in die Thematik der sportlichen Betätigung und der daraus resultierenden Bildung freier Radikale sowie der Motivation zur Einnahme von Nahrungsergänzungsmitteln.
2 Material und Methoden: Beschreibung der angewandten Literaturrecherche und der genutzten Datenbanken zur Erhebung der wissenschaftlichen Grundlage.
3 Stand der Wissenschaft: Detaillierte Darstellung der Entstehung freier Radikale, ihrer Wirkung im Körper sowie der Beschreibung körpereigener und zugeführter antioxidativer Schutzsysteme.
4 Einflüsse supplementierter Antioxidantien beim Sport: Übersicht und Analyse verschiedener Studien hinsichtlich der Wirksamkeit von Antioxidantien bei sportlicher Belastung.
5 Diskussion der Studien: Kritische Auseinandersetzung und Wertung der in Kapitel 4 beschriebenen Studienergebnisse im wissenschaftlichen Kontext.
6 Eigene Diskussion der Studien: Synthese der Ergebnisse zur Beantwortung der Kernfrage, ob eine antioxidative Nahrungsergänzung für Sportler sinnvoll ist.
7 Zusammenfassung: Komprimierte Wiederholung der zentralen Erkenntnisse über die Rolle von Sport bei der Radikalbildung und die Wirksamkeit antioxidativer Maßnahmen.
Schlüsselwörter
Oxidativer Stress, Freie Radikale, Sport, Antioxidantien, Mitochondrien, Lipidperoxidation, Supplementation, Glutathion, Vitamin C, Vitamin E, Immunsystem, Leistungsfähigkeit, Zelladaption, Proteincarbonyle, 8-OHdG
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser wissenschaftlichen Arbeit grundlegend?
Die Arbeit untersucht den Zusammenhang zwischen sportlicher Belastung, der damit einhergehenden Entstehung von oxidativem Stress durch freie Radikale und der Frage, ob eine gezielte Einnahme von Antioxidantien als Nahrungsergänzung für Sportler sinnvoll oder wirksam ist.
Was sind die zentralen Themenfelder der Analyse?
Die zentralen Felder umfassen die Mechanismen der Radikalbildung (insbesondere in Mitochondrien), die physiologischen Schutzmechanismen des Körpers (enzymatisch und nicht-enzymatisch), die Auswirkungen von Sport auf das Immunsystem und die Evaluierung zahlreicher Studien zur antioxidativen Supplementation.
Welches primäre Ziel verfolgt der Autor mit dieser Arbeit?
Das primäre Ziel ist es, den aktuellen Stand des gesicherten Wissens zu sichten und zu beurteilen, ob antioxidative Präparate bei Sportlern tatsächlich oxidativen Stress verhindern, die Gesundheit erhalten oder die sportliche Leistung messbar verbessern können.
Welche wissenschaftliche Methode wird zur Erstellung der Arbeit verwendet?
Es handelt sich um eine umfangreiche Literaturarbeit, die auf Recherchen in wissenschaftlichen Datenbanken wie PubMed.gov sowie der Nutzung von Universitätsbibliotheken und Fachlexika basiert, um den aktuellen wissenschaftlichen Diskurs zu erfassen.
Was wird im umfangreichen Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in einen theoretischen Stand der Wissenschaft, der die biochemischen Grundlagen der Radikalentstehung und Abwehr erläutert, gefolgt von einer detaillierten Analyse spezifischer Studien zu Wirkungen von Vitaminen, Mineralstoffen und natürlichen Konzentraten auf den oxidativen Stress von Sportlern.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Untersuchung am besten?
Die Arbeit lässt sich durch Begriffe wie oxidativer Stress, freie Radikale, Supplementation, antioxidative Kapazität, Leistungsfähigkeit und Zelladaption sowie spezifische Marker wie MDA, PC oder Glutathion definieren.
Wie wirkt sich intensiver Sport auf die körpereigene antioxidative Abwehr aus?
Sport induziert einerseits die Bildung freier Radikale, kann aber bei richtiger Dosierung als Adaptionsreiz dienen, der die körpereigenen antioxidativen Abwehrsysteme stärkt; eine übermäßige Zufuhr exogener Antioxidantien kann diese gesunden Anpassungsprozesse jedoch unter Umständen sogar blockieren.
Welche Rolle spielen Kirschsaftkonzentrate laut der diskutierten Studien?
Einige der analysierten Studien weisen darauf hin, dass natürliche Antioxidantien, wie sie in Kirschsaftkonzentraten vorkommen, entzündungshemmende Eigenschaften besitzen und beispielsweise einen Kraftverlust nach exzentrischem Training mildern können.
- Quote paper
- Jens Brandl (Author), 2010, Sport, oxidativer Stress, körpereigenes antioxidatives System und Antioxidantien - macht eine Supplementation Sinn?, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/186725
