Leseprobe
Gliederung
1. Einleitung
2. Sprintspezifische Energiebereitstellung
3. Überlegungen zur Beeinflussung der sprintspezifischen Energiebereitstellung
4. Kreatin als Supplement
4.1 Kreatin im menschlichen Organismus
4.2 Optimales Applikationsschema
5. Versuch
5.1 Versuchsdurchführung
5.2 Versuchsergebnisse
5.3 Auswertung
6. Fazit
7. Literaturverzeichnis
1. Einleitung
Die Leistungssteigerung im Sport ist ein Thema, über welches sich jeder leistungsorientierte Sportler regelmäßig Gedanken macht. Das Training unterliegt einem ständigen Optimierungsprozess, die Ernährung wird bis ins Detail durchdacht und selbst die Regenerationspausen werden speziell geplant. Des Weiteren wird versucht, mit allen zur Verfügung stehenden legalen Mitteln die sportliche Leistung zu optimieren, um am Wettkampftag bestmöglich vorbereitet zu sein. Eines der bekanntesten Mittel ist Kreatin.
Ebenso wie der zermürbende Gedanke an das anstehende harte Training ist jedem Sportler auch der geheime Wunsch an eine Leistungssteigerung ohne Training vertraut. Ob dieses mit dem Supplement Kreatin machbar ist, möchte ich in dieser Facharbeit anhand eines 70m-Sprints untersuchen.
2. Sprintspezifische Energiebereitstellung
Zunächst betrachte ich den Energiestoffwechsel bei einen 70m-Sprint, um Rückschlüsse über eine eventuelle Wirksamkeit von Kreatin ziehen zu können.
Muskelkontraktionen können nur erfolgen, wenn Energie bereitsteht. Diese Energie wird durch die Spaltung von Adenosintriphosphat (ATP) in Adenosindiphosphat (ADP) und ein freies Phosphat (Pi) gewonnen. Jedoch sind nicht nur Muskelkontraktionen energieabhängig, sondern auch Muskelrelaxationen. Folglich ist ohne verfügbarem ATP keine Muskelarbeit möglich.
Die Menge an ATP im menschlichen Muskel beträgt ca. 5 mmol/kg Muskelmasse und ist somit nur sehr begrenzt vorhanden. Diese Menge reicht für 3-4 maximale Kontraktionen mit einer Dauer von jeweils unter einer Sekunde.
Ein Sprint mit 70m Laufdistanz fordert maximale Muskelkontraktionen über einen relativ kurzen Zeitraum, der jedoch nicht mit 3-4 maximalen Muskelkontraktionen zu bewältigen ist. Deshalb muss der Körper das bereits aufgespaltete ATP (ADP + Pi) zu neuem ATP resynthetisieren. Dies erfolgt über eine Zusammenfügung von zwei ADP-Molekülen, oder einem ADP- und einem Kreatinphosphat-Molekül zu einem ATP-Molekül. Hierbei handelt es sich um die anaerob-alaktazide Energiebereitstellung.
Innerhalb dieses Energiebereitstellungsweges unterscheidet man wiederum zwischen Myokinase-Reaktion und Lohmann-Reaktion (vgl. Rost et al. 2002, 26).
Bei der Myokinase-Reaktion handelt es sich um den bereits erwähnten Vorgang:
ADP + ADP ßà ATP + AMP
Bei der Lohmann-Reaktion kann von einem Kreatinphosphat-Molekül ein Phosphatrest auf ein ADP übertragen werden. Somit entsteht ein neues ATP-Molekül.
ADP + KrP ßà ATP + Kr
Grundsätzlich gibt es zwei weitere Möglichkeiten der Energiebereitstellung: die anaerob-laktazide und die aerobe ATP-Resynthese (vgl. Rost et al. 2002, 27).
Dabei darf nicht vergessen werden, dass es keine Energiegewinnung über nur einen einzigen Prozess gibt. Während der Energiegewinnung treten immer Mischformen der einzelnen Prozesse auf, die sich nur in ihrem Anteil an der gesamten Energiegewinnung unterscheiden. Wird in dieser Facharbeit von einem einzigen Prozess gesprochen, so ist davon auszugehen, dass dieser im entsprechenden Kontext als Prozess mit höchstem Anteil an der gesamten Energiegewinnung anzusehen ist.
Ich erachte es nicht als notwendig, die anaerob-laktazide und aeroben Resynthesewege im Rahmen der Facharbeit näher zu betrachten, da während der kurzen Dauer eines 70m-Sprints hauptsächlich der anaerob-alaktazide Energiebereitstellungsweg aktiv ist. Im Übrigen haben wir bereits mit der Lohmann-Reaktion (Kreatinkinase), die für etwa 7s maximaler Muskelkontraktionen genügt und bei einem guten Sprinter ca. für die ersten 50m ausreicht, den für uns relevanten Energiebereitstellungsprozess gefunden.
3. Überlegungen zur Beeinflussung der sprintspezifischen Energiebereitstellung
Um den Einsatz der anaerob-laktaziden ATP-Resynthese hinauszuzögern, müsste der Zeitraum der Energiegewinnung über die Kreatinkinase verlängert werden. Gelingt dieses, so verschiebt sich der Zeitpunkt des Übergangs von der Energiegewinnung durch Kreatinkinase zur Energiegewinnung durch Glykolyse zu Gunsten einer länger andauernden Kreatinkinase. Das wäre für unseren Fall von Vorteil, da die Energiegewinnung über die Kreatinkinase eine höhere chemische Energie innerhalb einer sehr kurzen Zeit bereitstellt als die anaerobe Glykolyse. In diesem Fall würde die verlängerte Kreatinkinase nicht mehr für ca. 7s Energie bereitstellen, sondern evtl. sogar bis zu 9s (siehe Grafik).
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Grafik in Anlehnung an Rost et al. 2002, 28
Daraus lässt sich folgern, dass eine verlängerte Kreatinkinase einem Sprinter ermöglicht, das individuelle Maximaltempo über einen längeren Zeitraum beizubehalten und dadurch die Laufzeit einer bestimmten Strecke zu minimieren.
Nun stellt sich die Frage, wie sich die Kreatinkinase zeitlich verlängern lässt.
Eine Möglichkeit wäre die Belastung, und somit auch den Kreatinphosphatabbau zu verringern. Dadurch würde der Kreatinphosphatvorrat im Muskel für eine längere Zeit ausreichen. Voraussetzung für diesen Effekt wäre eine langsamere Laufgeschwindigkeit, die jedoch zu schlechteren Sprintergebnissen führt und somit für unseren Zweck außer Frage steht.
Eine weitere Möglichkeit bietet sich über die Vergrößerung der Kreatinphosphatreserven an. Würde es gelingen, die Reserven zu vergrößern, könnte man weiterhin mit maximaler Geschwindigkeit laufen und diese Geschwindigkeit über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten (siehe Grafik 1).
Die zweite Möglichkeit erscheint sinnvoll, da sie sich vermutlich über die orale Einnahme von Kreatin realisieren lässt.
4. Kreatin als Supplement
Bei Kreatin handelt es sich um ein Produkt, das in der Leber und der Niere aus den Aminosäuren Arginin, Glycin und Methionin synthetisiert wird, aber auch durch die Nahrung aufgenommen werden kann. Hauptsächlich beinhalten tierische Produkte wie Fleisch, Fisch und Milch Kreatin. Ebenfalls lässt sich Kreatin in Form von Kreatinmonohydrat als Nahrungsergänzungmittel supplementieren und findet in dieser Form hohen Anklang bei Sportlern.
4.1 Kreatin im menschlichen Organismus
95% des gesamten im Körper befindlichen Kreatins werden in der Skelettmuskulatur gespeichert. Bei einem 70kg schweren Erwachsenen beträgt dieser Anteil ca. 100g und entspricht einem Kreatingehalt von ca. 22kg rohem Rindfleisch (vgl. Moosburger, 2f). Eine solche Person „setzt täglich 1-2% des Kreatinpools, das sind rund 2g Kreatin, um“ (Schek 2000, 279).
Bei oral zugeführtem Kreatin wird nur ein Bruchteil als Kreatin in die Muskelzelle eingeschleust. Das restliche Kreatin wird über den Urin in Form von Kreatinin ausgeschieden. Oral zugeführtes Kreatin hat eine direkte Wirkung auf die Kreatinkonzentration im Serum und gelangt auf diesem Wege in die Muskelzellen (vgl. Schek 2000, 279).
Laut Moosburger sind „ca. 20% des in die Muskelzellen aufgenommenen Kreatins als Kreatinphosphat messbar“. Allerdings kann der Kreatingehalt der Muskulatur nicht beliebig erhöht werden, denn es „gibt nämlich einen Grenzwert für den Kreatingehalt der Muskelzelle, der durch zusätzliche Kreatinzufuhr nicht weiter erhöht werde kann (150 bis 160 mmol/kg Muskeltrockenmasse)“ (Moosburger, 3). Ob sich ein Training während der Einnahme auf diese Werte auswirkt, bleibt bei Moosburger allerdings offen. Schek hingegen führt eine Untersuchung von Green an, in der vier Probanden sechsmal 5g Kreatinmonohydrat pro Tag einnahm, und ein Proband viermal 5g Kreatinmonohydrat erhielt. Die Probanden waren aufgefordert, täglich eine Stunde lang einbeinig so intensiv auf dem Fahrradergometer zu trainieren, wie es ihnen möglich war. Das andere Bein diente zur Kontrolle. Die Kreatinkonzentration erhöhte sich im Durchschnitt auf 150 mmol/kg Muskeltrockenmasse im unbelasteten und auf 160mmol/kg Muskeltrockenmasse im belasteten Bein (vgl. Schek 2000, 280).
Unter der Berücksichtigung des von Moosburger genannten Maximalwertes von 150 bis 160 mmol/kg Muskeltrockenmasse ist davon auszugehen, dass es keine signifikanten Unterschiede zwischen der Supplementierung in Kombination mit und ohne direktem Training des untersuchten Muskels gibt. Das schließt aber nicht aus, dass bei einer Supplementation möglicherweise doch viel weniger Kreatin im Muskel gespeichert wird, falls der gesamte Körper keinem Training unterliegt. Dann wäre in Greens Untersuchung eine Aufnahmesteigerung von Kreatin im untrainierten Bein als indirekte Folge des Trainings des anderen Beines anzusehen.
In beiden Fällen wird zwar mehr Kreatin im Muskel gespeichert, aber letztendlich bleibt unklar, ob eine vollständig trainingsunabhängige Erhöhung der Kreatinmenge/kg Muskeltrockenmasse bis auf den Maximalwert möglich ist. Auf den in dieser Facharbeit behandelten Fall (70m-Sprint) könnte dieses Detail messbare Auswirkungen haben.
Da nun feststeht, dass bei einer oralen Supplementation vermehrt Kreatin in der Muskelzelle gespeichert wird, sollte der nächste Schritt die Überlegung nach dem optimalen Applikationsschema sein.
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