Bedeutung der Ernährung für den Muskelaufbau

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Hauptteil
2.1. Muskulatur
2.1.1. Aufbau des Muskels
2.1.2. Die Kontraktion des Muskels
2.1.3. Sarkomere Hypertrophie
2.1.4. Sarkoplasmatische Hypertrophie
2.2. Grundbausteine der Ernährung
2.2.1. Kohlenhydrate
Glykämischer Index
Einfluss auf die Leistungsfähigkeit
Einfluss auf den Muskelaufbau
2.2.2. Protein
Aufgaben der Proteine im Körper
Biologische Wertigkeit von Proteinen
Einfluss auf die Leistungsfähigkeit
Einfluss auf den Muskelaufbau
Dosierung
Nebenwirkungen
2.2.3. Fette (Lipide)
Aufgaben im Körper
2.2.4. Vitamine
2.2.5. Mineralstoffe
2.2.6. Nahrungsergänzungsmittel
Kreatin
BCAAs
Glutamin
Koffein
2.3. Energiestoffwechsel
Wege der Energiegewinnung
2.4. Energiebedarf und zielorientierte Ernährung
Ernährungsvorschlag

3. Resümee

4. Literaturnachweis

5. Abbildungsverzeichnis

1. Einleitung

Selten wurden ein gesunder Lebensstil und die Bedeutung einer gesunden Ernährung so oft diskutiert wie zurzeit. Fitness- und Krafttraining nehmen aufgrund dessen eine immer wichtigere Rolle in unserer Gesellschaft ein. Rund 8,6% der Österreicher sind laut WKO Mitglieder eines Fitnessstudios¹. Obwohl die Tendenz steigt, ist Österreich im Vergleich zu Deutschland weiter hinten. Die Motive, die die Menschen bewegen, Kraftsport zu treiben, sind unterschiedlich: Einige betreiben Kraftsport, um besser auszusehen, andere zur Leistungssteigerung in Ergänzung zu sportartspezifischem Training oder einfach nur zum Muskelaufbau. Viele Stunden werden im Fitnessstudio verbracht, nur scheint das Training nicht alles zu sein, um Kraft und Muskelaufbau zu erreichen. Von Loeffelholz geht sogar davon aus, dass 50 – 70% des Trainingserfolgt von der richtigen Ernährung abhängen². Aber ist dieser Zusammenhang den Trainierenden bewusst?

Während Superfoods quasi in aller Munde sind und man laut Zeitungen und Berichten mit der richtigen Ernährung fast alles erreichen kann, wovon man immer geträumt hat, stellt sich nun die Frage nach dem Wahrheitsgehalt. Ist da wirklich was dran? Jeder kennt das, wenn nach dem Training in der Umkleide die Sportler erstmal ihren Proteinshake mischen und zu sich nehmen. Werden Sixpacks wirklich in der Küche gemacht und nicht im Fitnessstudio? Kann man seine sportlichen Ziele schneller erreichen, wenn die Ernährung eine zentrale Rolle spielt? Hilft viel auch viel?

Daher wird im Folgenden die Bedeutung der Ernährung für den Muskelaufbau behandelt und Klarheit geschaffen zwischen wissenschaftlichen Ergebnissen und „Bro Science“. Zu diesem Zweck wird zunächst auf den Aufbau der Muskulatur eingegangen. Ebenso werden die einzelnen Nährstoffe kurz erklärt und ihre Funktion im und für den Körper behandelt. Ziel der Arbeit ist es einen Zusammenhang zwischen dem Muskelaufbau und der Ernährung herzustellen und festzustellen, welche Bedeutung diese hat. Ist es möglich durch eine angepasste und zielorientierte Ernährung die Ergebnisse positiv zu beeinflussen? Ist eine Leistungssteigerung durch eine angepasste Ernährung möglich? Wie würde eine angepasste Ernährung aussehen?

2. Hauptteil

2.1. Muskulatur

Die Menschliche Muskulatur unterteilt sich in die quergestreifte Muskulatur, das Herzmuskelgewebe und die glatte Muskulatur. Im Gegensatz zur Herzmuskulatur und der glatten Muskulatur, sind die quergestreiften Muskeln, auch Skelettmuskeln genannt, in der Lage willentlich als Reaktion auf Nervenimpulse zu kontrahieren. Somit kommt die Bewegung des Körpers durch abwechselnde Anspannung und Erschlaffung der jeweiligen Skelettmuskulatur zustande.³

Mit der Möglichkeit, die Muskeln willentlich zu bewegen beziehungsweise kontrahieren zu lassen, erhalten wir die Voraussetzung diese Muskulatur einzusetzen, um uns fortzubewegen, den Alltag zu bestreiten und auch Sport zu treiben, zu trainieren und die Leistungsfähigkeit dieser Muskeln zu beeinflussen.

2.1.1. Aufbau des Muskels

Jeder Skelettmuskel besteht aus mehreren Muskelfaserbündeln, die wiederum aus mehreren Muskelfasern gebildet werden. Die einzelnen Muskelfasern bestehen wiederum aus mehreren aneinandergereihten Sarkomeren und können bis zu 50cm lang werden und Durchmesser von 0,01mm bis 0,02mm erreichen. Jedes Muskelfaserbündel ist von einer Bindegewebshülle, dem Epiysium, ummantelt (Siehe Abbildung 1).

Die Sarkomere bilden die kleinste funktionelle Einheit der Skelettmuskulatur und beinhalten die kontraktilen Elemente Aktin und Myosin, welche ein Zusammenziehen des Muskels ermöglichen (siehe 2.1.3. Kontraktion des Muskels)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Aufbau der Skelettmuskulatur ⁴

2.1.2. Die Kontraktion des Muskels

Muskelfasern bestehen aus Aktin- und Mysosinfilamenten, die miteinander verzahnt sind. Bei der Kontraktion gleiten diese Filamente ineinander, ohne sich dabei zu verkürzen. Strukturelle Grundlage dabei ist die Beweglichkeit des Mysosinfilamentkopfes.

Er löst durch Anlagerung von Adenosintriphosphat (ATP) seine Bindung an das Aktinfilament und knickt ab, gleitet am Aktinfilament entlang und lagert sich anschließend - induziert durch Adenosindiphosphat (ADP)- wieder an das Aktinfilament an.⁵ Somit funktionieren die Myosinfilamentköpfchen als eine Art Widerhaken, mit denen sich das Sarkomer verkürzt. In folge dessen verkürzt sich der Muskel und führt die gewünschte Bewegung aus.

2.1.3. Sarkomere Hypertrophie

Bei der Sarkomeren Hypertrophie reagiert der Körper mit einer Anpassungsreaktion auf eine intensive Zugbelastung des Muskels, zum Beispiel beim Krafttraining. Die mechanische Überlastung des Muskels führt zu einer Störung der Struktur der Muskelfasern.

Um sich vor einer derartigen Überlastung und der damit einhergehenden Störung in Zukunft zu schützen, versucht der Körper in der Regenerationsphase die Anzahl der Sarkomere zu steigern.

Da die neuen Sarkomere parallel zu den bestehenden Sarkomeren entstehen, steigt der Querschnitt der einzelnen Muskelfasern und in führt in Folge dessen auch zu einer Vergrößerung des gesamten Muskelquerschnitts. In diesem Fall spricht man von einer parallelen Hypertrophie.⁶

2.1.4. Sarkoplasmatische Hypertrophie

Bei der Sarkoplasmatischen Hypertrophie spricht man, wenn der Muskelquerschnitt nicht aufgrund einer Zunahme von kontraktilen Elementen, sondern durch die Zunahme verschiedener nicht-kontraktiler Elemente und Flüssigkeit erfolgt.

Maßgeblichen Einfluss auf das trainingsbedingte sarkoplasmatische Muskelwachstum hat die Ansammlung von Glykogen im Sarkoplasma. Jedes Gramm Glykogen bindet im Muskel 3 Gramm Wasser. Die Wasserbindung im Muskel bewirkt eine Vergrößerung des Muskelquerschnitts und des Muskelvolumens.

Den dafür verantwortlichen Mechanismus, der für die Einlagerung von Wasser, der zur sarkoplasmatischen Hypertrophie führt, kennt man unter dem Namen „Energiemangeltheorie“⁷ oder Umgangssprachlich „pump“.

2.2. Grundbausteine der Ernährung

Unsere Lebensmittel, die wir Tag täglich zu uns nehmen liefern im Wesentlichen sieben Grundbausteine: Wasser, Mengen- und Spurenelemente, Vitamine, Eiweiße, Kohlenhydrate und Fette.⁸ Der Energiebedarf des Körpers wird aus diesen Bestandteilen gedeckt.

Wir unterscheiden bei den Bestandteilen zwischen Mikro- und Makronährstoffen. Die Mikronährstoffe umfassen Vitamine und Mengen- und Spurenelemente. Aus ihnen gewinnt der Körper zwar keine Energie, Allerdings sind sie für wichtige Prozesse im Körper unerlässlich. Zusätzlich stellen Wasser und Sauerstoff die am Dringendsten benötigten Bestandteile dar.⁹ Bei Wasser und Mikronährstoffen handelt es sich um überlebenswichtige Bestandteile der Ernährung

Die Energie und damit Leistungsfähigkeit gewinnt der Körper aus den Makronährstoffen Kohlenhydrate, Eiweiße und Fette. Somit liegt das Hauptaugenmerk auf diesen drei Nährstoffen in Bezug auf das Krafttraining und den damit verbunden möglichen Effekt auf den Muskelaufbau.

2.2.1. Kohlenhydrate

Zur Vermeidung von Unklarheiten und Verwechslungen ist vorab der Begriff „Kohlenhydrate“ zu erklären. Wird von Kohlenhydraten gesprochen, wird in diesem Zusammenhang oft der Begriff „Zucker“ genannt. Auch wenn mit „Zucker“ oft der kristalline Haushaltszucker gemeint ist, bezieht sich der Begriff in der Ernährungswissenschaft nicht allein auf die aus Küche und Haushalt bekannte Kristallsubstanz.

Zucker wird oft als übergreifende Bezeichnung für sämtliche kurzkettigen Kohlenhydrate genutzt oder gern auch als Bezeichnung für sämtliche in der menschlichen Ernährung vorkommenden Kohlenhydrate. In Sportlerkreisen wird auch der Begriff „Carbs“ oft auftauchen, was lediglich die Kurzform des englischen Begriffs „Carbohydrates“ ist.

Kohlenhydrate sind die Hauptenergiequelle für unseren Körper und liefern rund 4 Kalorien pro Gramm. Damit besitzen sie denselben Brennwert wie das Eiweiße, dennoch gibt es gravierende Unterschiede und diese gilt es auseinander zu halten. Unser Körper ist darauf ausgelegt seine Energie aus Kohlenhydraten zu beziehen und Energie für Muskeln und Gehirn bereitzustellen.

Kohlenhydrate unterteilen sich in kurz- und langkettige Kohlenhydrate, genauer Monosaccharide, Disaccharide und Polysaccharide. Alle Kohlenhydrate werden ausschließlich als Monosaccharide, also Einfachzucker, über den Darm ins Blut aufgenommen.¹⁰

Vor der Aufnahme müssen die Disaccharide erst zu Monosacchariden aufgespalten werden, Polysaccharide hingegen werden in mehreren Schritten zu Monosacchariden aufgespalten, wodurch die langsamer und kontinuierlich ins Blut gelangen. Für die verschiedenen Stoffwechselprozesse im Körper ergeben sich daraus verschiedene Wirkungen der Saccharid Arten wie zum Beispiel ein längeres Sättigungsgefühl.¹¹

Somit müssen letztendlich alle Kohlenhydratketten, wie in Abbildung 1, aufgespalten werden damit sie in Form von Einfachzucker die Darmwand passieren können, um in den Blutkreislauf zu gelangen, wo sie dem Körper in Form von Energie zur Verfügung stehen.

Die Abbildung 2 verdeutlicht dabei die Wirkungsdauer verschiedener Lebensmittel.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Das Prinzip der Kohlenhydratverdauung ¹²

Dextrose (Traubenzucker) stellt den wichtigsten Einfachzucker dar. Im Darm angekommen, wird Traubenzucker zügig durch die Darmwand geschleust und steht dem Körper innerhalb kürzester Zeit als Energieschub für Aufgaben zur Verfügung.¹³

Aufgrund der schnellen Verdaulichkeit steigt der Blutzuckerspiegel rasant an, fällt aber ebenso schnell wieder ab und verursacht eine Heißhungersituation bis hin zur Unterzuckerung, die sich mit Zittern, Schweißausbrüchen, Schwächeanfällen bis hin zur Bewusstlosigkeit äußern.¹⁴ Zudem begünstigt ein hoher Blutzuckerspiegel die Einlagerung nicht verwendeter Kohlenhydrate in Fettzellen.¹⁵

Der Zweifachzucker (Disaccharide) bestehen aus zwei gleichen oder verschiedenen Zuckerbausteinen. Die Aufspaltung in zwei einzelne Bausteine ist die Voraussetzung für die Aufnahme ins Blut und damit den Stoffwechsel. Für den Hantelsportler sind die wichtigsten Vertreter des Zweifachzuckers der Haushaltszucker, Malzzucker (Maltose) sowie der Milchzucker (Laktose).¹⁶

Der Mehrfachzucker stellt die letzte Gruppe dar. Auch hier muss der Zucker aufgespalten werden. Zunächst werden die mittel- und langkettigen Kohlenhydrate im Verdauungstrakt wieder in einzelne Bruchstücke zerlegt. Dabei entsteht letztendlich wieder Glukose, die ins Blut aufgenommen werden kann.¹⁷

Damit der Zucker nicht unkontrolliert ins Blut gelangt, wird der Zuckerspiegel im Blut beim gesunden Menschen durch verschiedene Hormone reguliert. Das wichtigste dieser Hormone ist das Insulin. Das Bauchspeicheldrüsenhormon wird unmittelbar nach einer Kohlenhydratmahlzeit ausgeschüttet und schleust den ins Blut strömenden Zucker in die Skelettmuskulatur, wo 80% der verzehrten Kohlenhydrate vom Muskel aufgenommen und verarbeitet werden, woraufhin der der Blutzuckerspiegel wieder sinkt.¹⁸

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Wirkungsdauer verschiedener Energiequellen ¹⁹

Glykämischer Index

Abhängig davon, wie schnell die Verdauung im Magen-Darm-Trakt abläuft, stehen dem Körper Kohlenhydrate aus den aufgenommenen Nahrungsmitteln unterschiedlich schnell zur Verfügung, da die Kohlenhydrate in Lebensmitteln entweder bereits als Einfachzucker vorliegen oder erst im Zuge der Verdauung aufgespalten werden (Siehe Abbildung 2), damit sie aufgenommen werden können.²⁰

Der Glykämische Index (kurz Glyx, GI) ist ein Maß für den Anstieg des Blutzuckerspiegels nach einer Mahlzeit. Er gibt die blutzuckersteigernde Wirkung an, die 100g in einem Lebensmittel im Vergleich zu 100g reiner Glukose (Traubenzucker, Referenzwert 100) entfalten. Je niedriger der glykämische Index ist, desto langsamer steigt der Blutzuckerspiegel und desto länger hält das Sättigungsgefühl an. So haben zum Beispiel Bratkartoffeln einen Glyx von 95 Cornflakes von 85, Langkornreis von 60 Haferflocken von 40, Milch und Milchprodukte von 30, Nüsse von 20 und Blattsalate von 10.

Kritikpunkte am glykämischen Index sind, dass der Kohlenhydratgehalt der Lebensmittel teilweise unterschiedlich ist und die Blutzuckerwirksamkeit auch von der Verarbeitung eines Lebensmittels abhängt, sowie der mit diesen verzehrten übrigen Bestandteilen der Mahlzeit.²¹

Nahrungsmittel mit einem niedrigen glykämischen Index sind oft reich an Vitaminen, Mineralstoffen, Spurenelementen und sekundären Pflanzenstoffen, die sich positiv auf den St0ffwechsel auswirken und eine optimale sportliche Leistung fördern.²²

Einfluss auf die Leistungsfähigkeit

Nimmt der Hantelsportler vor dem Training komplexe, also langverkettete Kohlenhydrate zu sich, steigt der Blutzuckerspiegel und wird länger auf einem konstanten Level gehalten.²³ Damit ist man in der Lage, ein längeres Training zu absolvieren und somit schneller Fortschritte zu erzielen.

Einfachzucker wie Dextrose führt zu einem raschen Blutzuckeranstieg, dieser fällt allerdings innerhalb kürzester Zeit wieder ab.²⁴ Die kann negative Folgen auf den Körper und seine Leistungsfähigkeit haben, was der leistungsorientierte Sportler natürlich vermeiden möchte, um ein intensives Training absolvieren zu können. Somit kann man festhalten, dass die Einnahme kurzverketteter Kohlenhydrate vor dem Training keinen positiven Effekt auf die Leistungsfähigkeit haben.

Durch die Zufuhr von schnell verdaulichen Kohlenhydraten nach einem intensiven Training wird die Insulinausschüttung angeregt, was wiederum auf den Aufbau von Muskeleiweiß und auf die Regenerationsphase einen positiven Einfluss hat.²⁵ Schnellerer Aufbau sowie eine schnellere Regeneration haben zur Folge, dass der Sportler eher ein neues intensives Training beginnen kann, es ihm ermöglicht innerhalb kürzerer Zeit Erfolge zu erzielen und Ziele zu erreichen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Energiekurve beim 5-Mahlzeiten-Model ²⁶

Abbildung 4 ist zu entnehmen wie sich die Leistungskurve des Menschen über den Tag verhält und somit auch die Leistungsspitzen, also die besten Zeitpunkte, um auf dem Höhepunkt seines Leistungsniveaus trainieren zu können. Der beste Zeitpunkt dafür ist laut Prof. Dr. Michael Hamm nach dem Frühstück zwischen 8 Uhr und 10:30 Uhr.

Einfluss auf den Muskelaufbau

Um Muskulatur aufzubauen ist nicht nur der trainingswirksame Reiz durch ein intensives Training ausschlaggebend, sondern ebenfalls die Versorgung mit Nährstoffen. Wichtig ist hierfür ein Kalorienüberschuss, also mehr Kalorien zu sich zu nehmen als der Gesamtenergieumsatz. Abbildung 5 zeigt den ungefähren Kalorienbedarf von Frauen und Männern pro Tag. Laut dieser Tabelle beträgt der geschätzte Bedarf bei einem 25 Jahre alten Mann je nach Aktivitätslevel zwischen 2300 Kcal und 3000 Kcal.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: Kalorienbedarf bei Erwachsenen nach Körperlichem Aktivitätslevel²⁷

PAL steht für „physical activity level“ und beschreibt mit 1,4 PAL eine leichte Bürotätigkeit, 1,6 PAL eine gehende und sitzende Tätigkeit und mit 1,8 PAL eine vorwiegend gehende und stehende Tätigkeit. Bei ungefähr 40 Minuten Freizeitaktivität kommen noch einmal 0,3 PAL dazu.²⁸ PAL ist der Faktor, mit dem der Grundumsatz je nach Aktivität hochgerechnet wird.

[...]

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¹ (WKO, 2017)

² (Loeffelholz, 2017)

³ (Menche, 2007)

⁴ (Altersberger, 2019)

⁵ (Antwerpes, 2019)

⁶ (unbekannt, Akademie für Sport und Gesundheit, 2019)

⁷ (unbekannt, Akademie für Sport und Gesundheit, 2019)

⁸ (Loeffelholz, 2017)

⁹ (Raschka & Ruf, 2012)

¹⁰ (Loeffelholz, 2017)

¹¹ (Tiefenböck, 2018)

¹² (Loeffelholz, 2017)

¹³ (Loeffelholz, 2017)

¹⁴ (Griesser, 2014)

¹⁵ (Illgner, 2018)

¹⁶ (Loeffelholz, 2017)

¹⁷ (Menche, 2007)

¹⁸ (Loeffelholz, 2017)

¹⁹ (Nordrhein-Westfalen, 2016)

²⁰ (Loeffelholz, 2017)

²¹ (Menche, 2007)

²² (DEBInet, 2019)

²³ (Konopka, 2018)

²⁴ (Loeffelholz, 2017)

²⁵ (Loeffelholz, 2017)

²⁶ (Hamm, 2015)

²⁷ (DGE, 2017)

²⁸ (Neumann, 2016)