Zur Nährstoffversorgung von Athleten im Breitensport und zum Umgang mit Nahrungsergänzungsmitteln

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung-Problemstellung

2 Proteine/Aminosäuren
2.1 Aminosäuren-Supplementation und sportliche Leistungsfähigkeit
2.2 Zeitpunkt der Proteinzufuhr: Vor und nach Training
2.3 Nährstoffzufuhr

3 Kohlenhydrate
3.1 Ergogene Wirkung von Kohlenhydraten
3.2 Überblick Studien
3.3 Kohlenhydrataufnahme vor der Belastung
3.4 Kohlenhydrataufnahme während der Belastung
3.5 Kohlenhydrate nach der Belastung

4 Kreatin
4.1 Kreatin und Regeneration
4.2 Kreatin und anaerobe Leistungsfähigkeit
4.3 Kreatin und Hirnfunktionen
4.4 Kreatin und Knochenheilung
4.5 Kreatin und Glukosetoleranz
4.6 Kreatin bei Vegetariern
4.7 Kreatinvarianten
4.7.1 Kreatin Monohydrat:
4.7.2 Micronized Creatin:
4.7.3 Kreatinphosphat:
4.7.4 Kreatincitrat
4.7.5 Kreatin Ethyl Ester (CEE):
4.7.6 Kre-Alkalyn
4.7.7 Kreatin Serum:
4.8 Gibt es mögliche Gesundheitsprobleme ?
4.9 Schlussfolgerung

5 Vitamine
5.1 Vitaminzufuhr

6 Empirische Untersuchung
6.1 Untersuchungsmethodik
6.2 Untersuchungsziel
6.3 Untersuchungsorganisation
6.3.1 Studiendesign
6.3.2 Untersuchungsvorbereitungen
6.3.3 Entwicklung des Frageinstruments
6.3.4 Methodendiskussion
6.3.5 Beschreibung der Stichprobe
6.3.6 Auswertungsverfahren und Ergebnisdarstellung

7 Ergebnisse

8 Fazit

9 Literaturverzeichnis

10 Anlagen
10.1 Anschreiben des Fragebogens
10.2 Fragebogen
10.3 Auswertung zu den Fragen

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Positive Korrelation zwischen Muskelglykogen-Utilisation und Dauer bis zur Erschöpfung (Rico-Sanz et al., 1999)

Abbildung 2: Studienvergleich: Effekte einer Kohlenhydrat-Supplementation (aus Kraus, W (2005). Ergogene Substanzen im Sport. Norderstedt: Grin, S. 14ff)

Abbildung 3: Glykogenspeicher bei täglichem Training mit kohlenhydratreicher und -armer Kost (Costill et al., 1980)

Abbildung 4: Empfehlung für Kohlenhydratzufuhr für Sportler (nach Burke et al., 2001)

Abbildung 5: Empfohlene tägliche Vitaminzufuhr

Abbildung 6: Anstieg der Einnahme von Nahrungsergänzungsmittel (USA)

Abbildung 7: Auswertung zur Frage 2 : Geschlecht

Abbildung 8: Auswertung zur Frage 6: Gibt es eine Gewichtsbeschränkung

Abbildung 9; Auswertung zur Frage 7: Trainigshäufigkeit pro Woche

Abbildung 10: Auswertung der Frage8: Trainingsstunden/ Woche

Abbildung 11;Auswertung zu Frage 9: Durchschnittliche Trainingsbelastung

Abbildung 12:Auswertung zur Frage 10: Nehmen sie NEM zu sich?

Abbildung 13: Auswertung zur Frage 12: Welche NEM warden eingenommen

Abbildung 14: Auswertung zur Frage13: Ist die Einnahme von NEM von der Trainingsintensität abhängig?

Abbildung 15: Auswertung zur Frage 14: Können sie durch die Einnahme von NEM ein höheres Trainingspensum bewältigen?

Abbildung 16: Auswertung zur Frage 15: Zusätzliche Stoffe wie Vitamine, etc

Abbildung 17: Auswertungs zur Frage 16:Zeitpunkt der Einnahme

Abbildung 18:Auswertung zur Frage 17: Welche Ziele/Absichten verfolgen sie mit der EInnahme?

Abbildung 19Auswertung zur Frager 18: Sind Verbesserungen durch die EInnahme entstanden?

Abbildung 20: Auswertung zur Frage 19: Vorinfomation über Wikungsweisen

Abbildung 21: Auswertung zur Frage 20: Wie haben sie sich informiert?

Abbildung 22: Auswertung zur Frage 21: Fühlen sie sich gut über die Wirlungsweisen von NEM informier

Abbildung 23:Auswertung zur Frage 22: Wieviel Geld geben sie Durchschnittlich im Monat für NEM aus?

Abbildung 24: Auswertung zur Frage 23: Gefühl der ausreichenden Versorgtheit mit Nährstoffen

1 Einleitung-Problemstellung

„Red Bull" verleiht bekanntlich Flügel, folgt man zumindest den Aussagen der Konzernleitung. Aber nicht nur „Energy-Drinks" sollen Flügel verleihen und die sportliche Leistungsfähigkeit in unerreichte Sphären katapultieren. Eben­so stehen die (Sport-) Ernährung und Nahrungsergänzungsmittel bzw. Supp­lemente, sowie die Nährstoffversorgung vor, während und nach einer sportli­chen Belastung im Fokus von Spitzen-, Leistungs- und Breitensportlern, Trainern, Wissenschaftlern und Konzernen. Eine optimale Sporternährung bzw. eine gute Versorgung mit Makro- sowie Mikronährstoffen soll die Kraft- und Ausdauerleistung positiv beeinflussen, die mentale Leistungsfähigkeit steigern, eine schnelle Regeneration generieren und eine optimale Energie­bereitstellung garantieren. Dabei mangelt es nicht an Angeboten von Nah­rungsergänzungsmitteln. Im Internet kann man in diversen Versandshops von „Fitness- u. Bodybuilding Nutrition Anbietern" von Muskelaufbau Präpa­raten bis zu Fettabbauprodukten wie Pulver, Gels, Tabletten etc. alles be­kommen was das Sportlerherz benötigt um eine adäquate Leistungsfähigkeit herzustellen. Diese Produkte sind in voneinander abweichenden Preiskate­gorien gestaffelt und in verschiedensten Größen (g, Kg, ml, L.) erhältlich. Aber auch in immer mehr Supermärkten, Discountern und Drogerie-Ketten werden hunderte verschiedene Produkte angepriesen, um die normale Er­nährung zu vervollkommen. Daraus ergibt sich ein weites, unübersichtliches Feld an Zusatzpräparaten, das den „Laien" vor eine schwere Auswahl stellt. Im Bereich des Sports spielen insbesondere Getränke während einer sport­lichen Belastung eine bedeutende Rolle und werden von Leistungs- ebenso wie von Breitensportlern zur Aufrechterhaltung des Flüssigkeits- u. Energie­haushaltes konsumiert. Dabei stehen massenhaft unterschiedlich zusam­mengesetzte Produkte zur Auswahl. Viele Sportgetränke sind mit Kohlenhyd­raten, Aminosäuren und/oder Proteinen versetzt und gehen je nach Zusam­mensetzung mit einer hohen Anzahl an Kalorien einher. Vorwiegend im Brei­tensport sollte dieses Detail die Aufmerksamkeit erhöhen. Denn viele Sport­ler nehmen durch die Einnahme einiger hoch kalorischer Produkte mehr Energie auf, als sie durch die sportliche Bewegung verbrennen. Im Leis­tungssport hingegen legt man im Wesentlichen Wert auf die Aufrechterhal­tung bzw. die Steigerung der sportlichen Leistungsfähigkeit, gleichwohl auch auf eine schnelle und gute Regenerationsfähigkeit, ebenso soll durch eine optimale Nährstoffaufnahme nach dem Training, inflammatorischen Effekten entgegengewirkt werden. In diesem Bereich braucht der Athlet meist neben der normalen Ernährung eine zusätzliche Supplementation mit speziellen Nährstoffen. Die Nährstoffversorgung von Profisportlern, insbesondere in populären Sportarten wie im Fußball, scheint mittlerweile in Deutschland au­ßerordentlich gut zu sein (auch aufgrund der Versorgung durch „Experten" wie Sportmedizinern und/oder Ernährungswissenschaftlern). In unserem Pro­jekt soll der Umgang von Breitensportlern mit Nahrungsergänzungsmitteln einer genaueren Untersuchung unterzogen. Dabei sollen Breitensportler in Fitnessstudios befragt werden, ob und was sie während der sportlichen Be­lastung zu sich nehmen. Aufgrund der Komplexität des zu bearbeitenden Feldes sollen die Makronährstoffe Kohlenhydrate und Proteine (Aminosäu­ren), sowie Mikronährstoffe wie u.a. Vitamine, Mineralstoffe näher untersucht werden. Nach der Literaturrecherche und der Abbildung des aktuellen For­schungsstandes soll dann der Fragebogen entwickelt werden.

2 Proteine/Aminosäuren

2.1 Aminosäuren-Supplementation und sportliche Leistungsfähig­keit

Aminosäuren sind für die volle Funktionsfähigkeit des Organismus von ele­mentarer Bedeutung. Während alle 20 Aminosäuren für das Wachstum und die Homöostase der Zellen benötigt werden, sind es die essentiellen Amino­säuren, die, gemessen am Bedarf, nicht ausreichend vom Körper hergestellt werden und daher mit der Nahrung aufgenommen bzw. in Form von Nah­rungsergänzungsmitteln supplementiert werden müssen (Wu et al, 2009). Differenziert sollte man die Verwendung von funktionellen Aminosäuren be­trachten. Während Tryptophan und Leucin zu den essentiellen Aminosäuren zählen, sind Arginin, Cystein, Glutamin und Prolin gemessen an der Stick­stoffbalance nicht-essentiell und werden vom Körper im ausreichenden Maße synthetisiert. Dies darf jedoch nicht darüber hinwegtäuschen, dass auch eine Gabe von nicht-essentiellen Aminosäuren in bestimmten Lebenssituationen, wie beispielsweise eine Arginin-Supplementation zur Verbesserung der Zeu­gungsfähigkeit von Männern im fruchtbaren Alter, oder bei intensiven Belas­tungen wie z.B. eine BCAA-Supplementation im Leistungssport, sinnvoll er­scheint (Wu et al, 2009).

Während die Empfehlungen bezüglich des täglichen Gesamtproteinbedarfs zwischen 0,75 und 0,8 g Eiweiß pro kg Körpergewicht liegen, empfehlen Phil­lips et al, abhängig von Art und Intensität der Belastung, eine tägliche Auf­nahme von 1,3 bis 1,8 g Protein pro kg Körpergewicht. Bei starken Belastun­gen können auch Gaben von 2 g und mehr sinnvoll sein. Da sich der Prote­inbedarf aufgrund der Stickstoffbalance errechnet, hält Phillips diesen für dis­kussionswürdig und möglicherweise für zu gering angesetzt (Phillips et al, 2011). Trainingsinduziert steigt der Bedarf an funktionellen Aminosäuren, während der Bedarf an nicht-funktionellen Aminosäuren sinkt (Maughan et al, 2011). Der Proteinbedarf sollte daher aus funktioneller Sichtweise betrachtet werden. Dem ambitionierten Sportler geht es um den Erhalt bzw. die Verbes­serung der sportlichen Leistungsfähigkeit. Diese geht meist mit dem Wunsch Muskelmasse zu generieren und Fettmasse zu reduzieren einher. Aminosäu­ren sind elementar für die Reparatur und Neubildung von Zellen, das beinhal­tet auch die Muskelzellen. Die erhöhte Proteingabe soll nun das Verhältnis von Muskelproteinsynthese und Muskelproteinabbau, die Muskelproteinba­lance, zu Gunsten des Aufbaus beeinflussen. Eine Einnahme von 20-25 g hochwertigen Proteins (bspw. isoliertes Eiprotein) direkt nach einem erschöp­fenden Krafttraining ist ideal um die Muskelproteinsynthese zu maximieren (Phillips et al, 2011). Maughan et al geben ebenfalls 20 g hochwertiges Pro­tein bzw. 6 g essentielle Aminosäuren als optimale Menge und die zeitnahe Einnahme nach Beendigung des Trainings als adäquaten Zeitpunkt an (Maughan et al, 2011).

Die Muskelproteinsynthese im gesamten Körper kann darüber hinaus als Indikator für eine adäquate Proteinversorgung dienen und somit an die Stelle der Stickstoffbalance treten, die den Proteinbedarf bei körperlicher Belas­tung, wie bereits erwähnt, nur unzureichend bestimmen kann. In Studien hat sich eine Versorgung mit 0,86 g Protein pro kg Körpergewicht täglich als un­zureichend erwiesen (Phillips et al, 2011). Mit der Einnahme von 1,3 g Prote­in pro kg Körpergewicht wurde eine positive Netto-Muskelproteinbalance er­zielt. Man kann daher nicht sagen, dass 1,3 g Protein ausreichend ist, aller­dings sind 0,86 g definitiv unzureichend (Phillips et al, 2011 ).

Phillips et al kommen in ihrer Arbeit zu dem Ergebnis, dass die Einnahme von Protein vor bzw. während der Belastung keine eindeutige leistungsstei­gernde Wirkung hat. Einige Studien zeigen eine gesteigerte Leistungsfähig­keit, andere können dies nicht bestätigen (Phillips et al, 2011). Die Protein­einnahme nach dem Training optimiert die durch das Training initiierten An­passungsvorgänge und die Stimulation der Muskelproteinsynthese. Es scheint für Hypertrophieeffekte ratsam, dass die Proteinaufnahme schnellst­möglich nach der Belastung erfolgt (Phillips et al, 2011).

Bezüglich der Qualität des empfohlenen Proteins empfehlen Phillips et al die Einnahme von Milchprotein. Möglicherweise liegt dies an dem erhöhten Vor­kommen der Aminosäure Leucin. Diese scheint isoliert keine Leistungsstei­gerung zu bewirken, in Verbindung mit anderen essentiellen Aminosäuren, insbesondere den BCAAs, kommt es allerdings zu einer verstärkten Stimula­tion der Muskelproteinsynthese (Phillips et al, 2011).

Die Zusammensetzung des Körpers, der Anteil an Fett- bzw. Muskelmasse, wird durch proteinreiche Ernährung günstig beeinflusst. Insbesondere in Sportarten in denen eine Gewichtsreduktion nötig ist, werden positiven Aus­wirkungen auf metabolische Prozesse und der verhältnismäßig hohe Sätti­gungseffekt proteinreicher Kost genutzt (Phillips et al, 2011). Kohlenhydrate sollten in diesen Phasen nicht mehr als 40% der Gesamtkalorienzufuhr aus­machen. Der optimale Proteinanteil wird mit ca. 20-30% angegeben, das be­deutet 1,8 bis 2,7 g Protein pro kg Körpergewicht täglich (Phillipset al, 2011 ). Im Folgenden wird die Gabe von „Branched-chain amino acid"-Präparaten (BCAA) anhand von Studienergebnissen näher betrachtet.

Die BCAA-Supplementation erhöht die BCAA-Konzentration im Blut, beein­flusst aber nicht die sportliche Leistungsfähigkeit bei erschöpfender Ausdau­erbelastung von trainierten Radfahrern. Die wahrgenommene Anstrengung ist allerdings im Vergleich zu einer Placebo-Gruppe reduziert (Greer et al, 2011).

Gualano et al zeigen, dass BCAA-Supplementation zu einer verbesserten Ermüdungsresistenz bei erschöpfender Ausdauerbelastung, verglichen mit einer Placebo-Gruppe, führt. Diese sind um 17,2 %-Punkte schneller bzw. stärker ermüdet. Außerdem ist während der Belastung der respiratorische Quotient reduziert, während die Blut-Glukose-Werte höher als in der Kont- rollgruppe liegen. Er kommt zu dem Schluss, dass BCAA-Supplementation bei glykogen-verarmten Probanden die Ermüdungsresistenz erhöht und die Fettoxidation verbessert (Gualano et al, 2011 ).

Sharp zeigt in einer Untersuchung an 8 krafttrainierten Männern, dass kurz­fristige BCAA-Supplementation anabole, hormonelle Auswirkungen und eine protektive Wirkung gegenüber Muskelzellschäden in Phasen hochintensiven Trainings hat. Während und nach dem Training waren die Serum­testosteronwerte signifikant höher als in einer Kontrollgruppe, Kortisol- und Kreatinkinasewerte signifikant niedriger. Neben einer leistungssteigernden Wirkung wird das Risiko für Verletzungen und Krankheiten reduziert (Sharp et al, 2010).

Leucin als eine der BCAAs führt in Verbindung mit kohlenhydratreichem Es­sen bei hochintensivem Training an aufeinanderfolgenden Tagen zu einer Erhöhung der Leistungsfähigkeit und einer möglichen Reduktion von Rissen in der Muskelmembran. Thomson hat dies an 10 männlichen Radsportlern nachgewiesen (Thomson et al, 2011).

Bei einer 2-stündigen Laufbandbelastung konnte mit der Gabe eines Geträn­kes, welches BCAAs, Kohlenhydrate und Koffein beinhaltet, eine Leistungs­steigerung um 2 Prozent gegenüber dem Konsum eines Placebogetränks nachgewiesen werden. Neuromuskuläre Effekte konnten jedoch nicht beo­bachtet werden (Peltier et al, 2011 ).

Hsu et al untersuchten den Effekt der Gabe einer Getränkemischung aus BCAAs, Arginin und Kohlenhydraten, auf biochemische Prozesse und die psychologische Verfassung nach einer erschöpfenden Ausdauerbelastung. Direkt nach der Belastung konsumiert, hat das Getränk offenbar eine unter­stützende Wirkung auf anabole Prozesse in der Erholungsphase. Dies erklärt sich durch verstärkte Insulinausschüttung und einem Anstieg des Testosteronwertes bei gleichzeitigem Sinken des Kortisolspiegels. Des Wei­teren wurde ein verringerter Tryptophanwert im Blut entdeckt, der ein gerin­geres Auftreten dieser Aminosäure im Gehirnbereich zur Folge haben könnte und somit eine reduzierende Wirkung auf die Müdigkeit besitzt (Hsu et al, 2011).

Auch da Luz et al kommen zu dem Ergebnis, dass bestimmte biochemische Marker, die im Zusammenhang mit muskulärer Ermüdung bzw. Muskelschä­den auftreten, nach der Einnahme von BCAA-Supplementen verringert sind. Dies scheint sich jedoch nicht auf die Funktionalität der Muskulatur auszuwir­ken. Hier besteht weiterer Forschungsbedarf (da Luz, 2011).

Eine weitere funktionelle semi-essentielle Aminosäure, die von potentiellem gesundheitlichem bzw. leistungssteigerndem Nutzen ist, ist Arginin. Durch eine vermehrte Stickoxidproduktion kommt es zu einer Erweiterung der Blut­gefäße. Dies soll aufgrund verbesserter Durchblutung Muskelkraft und - Muskelausdauer erhöhen und zum schnelleren Abbau von Laktat und Am­moniak während der Erholungsphase beitragen. Alvares et al berichten von 5 Studien, die den akuten Effekt einer Arginin-Supplementation vor dem Trai­ning untersuchten. Drei dieser Studien melden signifikante Verbesserungen der Leistungsfähigkeit. Die Langzeitwirkung von Arginin wurde in acht Studi­en untersucht, von denen in der Hälfte von positiven Auswirkungen auf die sportliche Leistungsfähigkeit ausgegangen wird. Dass die Stickoxidprodukti­on durch Arginingabe erhöht wird, scheint als gesichert. Der direkte Einfluss auf die Leistungsfähigkeit von Athleten muss allerdings in weiteren Studien nachgewiesen werden, um eine Argininsupplementation zur Leistungssteige­rung zu empfehlen (Alvares et al, 2011). Dies wird durch Ergebnisse einer Studie von Greer und Jones unterstützt. Diese fanden keine signifikanten Veränderungen der skelettmuskulären Ausdauer bzw. des Blutdrucks nach Arginineinnahme vor einem Krafttraining mit Widerstand. Es kam eher zu einer leichten, nicht signifikanten Verschlechterung der Leistungsfähigkeit (Greer und Jones, 2011 ).

Gesundheitlich präventiven Nutzen scheint die Einnahme von Arginin zu ha­ben. Sie eignet sich, wie bereits erwähnt, zur Fruchtbarkeitssteigerung, da sie die Spermatogenese stimuliert und auch für die Behandlung des metabo­lischen Syndroms, da sie zur Reduktion von Fettmasse bei Typ-II-Diabetes- Patienten führt, die Stickstoffverfügbarkeit verbessert und die Insulinsensitivi- tät erhöht (Wu et al, 2009).

2.2 Zeitpunkt der Proteinzufuhr: Vor und nach Training

Es ist generell anerkannt, dass aktive Individuen mehr Nahrungsprotein, auf­grund eines Anstieges der intramuskulären Proteinoxidation (Rodriguez et al., 2007) und eines verstärkten Proteinabbaus (Phillips et al., 2002), welcher während des Trainings auftritt, benötigen. Desweiteren besteht die Notwen­digkeit die intramuskuläre Proteinresynthese weiter voranzutreiben und die proteolytische Aktivität, welche in der Nachbelastungs- bzw. Erholungsphase nach einem Training auftritt, so gering wie möglich zu halten (Rennie et al., 2006; Yang et al., 2006; Biolo et al., 1995). Frühe Forschungen gingen davon aus, dass hohe Konzentrationen von Aminosäuren im Blut nach einer Kraft­trainingseinheit der entscheidende Bestandteil zur Förderung der Muskelpro­teinsynthese sei (Biolo et al., 1997). Es mehren sich die Hinweise, dass der richtig gewählte Zeitpunkt der Proteinzufuhr vor bzw. nach einer Trainings­einheit einen entscheidenden Einfluss auf die Entwicklung einer Muskelhy­pertrophie hat (Willoughby et al., 2007; Cribb et al., 2007; Tipton et al., 2003; Esmarck et al., 2001; Tipton et al., 1999). Man ist sich gegenwärtig weitge­hend im Klaren darüber, dass es zu positiven Veränderungen in der Muskel­proteinsynthese und Proteinbilanz kommt, wenn bestimmte Nährstoffe nach Beendigung einer Krafttrainingseinheit (Trainingsbout) zugeführt werden (Borsheim et al., 2002; Tipton et al., 1999; Tipton et al., 1996; Rasmussen et al., 2000; Borsheim et al., 2004; Esmarck et al., 2001). Was aber noch nicht so genau geklärt ist, ist der exakte Zeitpunkt und die Zusammensetzung bzw. die Struktur der aufgenommenen Nahrung. Eine Reihe von Studien (Borsheim et al., 2002; Tipton et al., 1999; Rasmussen et al., 2000), in wel­chen jeweils geringe Mengen (6-12 g) von Aminosäuren nach vergleichbaren Krafttrainingseinheiten verabreicht wurden, zeigten allesamt beträchtliche Anstiege der Proteinsynthese, welche jeweils in einer positiven Netto­Proteinbilanz resultierten. Ebenso fanden Esmark und Mitarbeiter (2001) bei älteren Männern nach 12 Wochen Krafttraining heraus, dass jene Proban­den, die eine gemischte Nährstofflösung unmittelbar nach der Trainingsein­heit aufnahmen, im Gegensatz zu jenen die die Nährstofflösung erst 2 Stun­den nach Abschluss der Trainingseinheit einnahmen, größere Anstiege der Muskelmasse (bestimmt durch Magnetresonanz MRI) und Kraft (Esmarck et al., 2001) verzeichneten, was vorangegangene Erkenntnisse unterstützte (Levenhagen et al., 2001). Das richtige "Timing” der Zufuhr von Nahrungsmit­teln dürfte für beschleunigte Regenerationsprozesse der verschiedenen Ge­webe von Bedeutung sein und nach intensiven bzw. umfangreichen Belas­tungseinheiten gegenüber ungeplanter Energiezufuhr deutliche Vorteile mit sich bringen und darüber hinaus belastungsbedingte Muskelschädigungen vermindern (Kerksick et al., 2008).

Hinsichtlich des optimalen Zeitpunktes der Verabreichung von essentiellen Aminosäuren in Kombination mit Kohlenhydraten fanden Tipton und Mitarbei­ter (2001), dass die Zufuhr einer EAA und CHO Lösung (6 g EAA + 35 g CHO) unmittelbar vor einer Krafttrainingseinheit die Proteinsynthese in höhe­rem Ausmaß stimuliert, als eine Zufuhr im Anschluss an das Training. Die­selbe Arbeitsgruppe (Tipton, et al. 2004) untersuchte später, ob die Zufuhr von 20 g Weizenprotein vor - bzw. nach einer Krafttrainingseinheit unter­schiedliche Effekte auf die Proteinsynthese zeigt und fanden bei dieser Ver­suchsanordnung keine Unterschiede der beiden Applikationszeitpunkte. Cribb et al. (2006) fanden signifikant größere Zuwächse der fettfreien Kör­permasse, der Maximalkraft (1 WH-Maximum) bzw. des Querschnitts der Typ II Muskelfasern, wenn das Supplement vor dem Training verabreicht wurde. Zahlreiche Studien untersuchten die Auswirkungen der Zufuhr von Amino­säuren vor Krafttrainingseinheiten in Bezug auf eine mögliche Prävention von Muskelschäden (White et al., 2008; Cribb et al. 2006; Coburn et al., 2006; Kraemer et al., 2007). Obwohl die Befunde hier nicht einheitlich sind, zeigt sich doch tendenziell eine gewisse Schutzfunktion bei Proteinzufuhr vor Krafttrainingsbelastungen (Review in Kerksick et al., 2008). Generell zeigt sich, dass die alleinige Zufuhr von Aminosäuren bzw. gezielt vor dem Trai­ning zugeführt eine Zunahme der Proteinsynthese bewirkt, welche aber signi­fikant größer ausfällt, wenn diese Supplemente mit Kohlenhydraten kombi­niert werden (Tipton et al. 2001; Tipton et al. 2004; Tipton und Ferrando, 2008). Werden dagegen nur Kohlenhydrate (ohne Proteine) zugeführt, wür­den die anabolen Effekte signifikant geringer ausfallen (Cribb et al., 2006; Coburn et al., 2006; Willoughby et al., 2007). Der optimale Gehalt von Prote­inen und Kohlenhydraten hängt dabei von zahlreichen Faktoren wie Belas­tungsdauer, Intensität oder Trainingszustand ab. Generelle Richtlinien emp­fehlen eine Zusammensetzung von 1-2 g CHO/kg und 0,15-0,25 g Protein/kg 3-4 Stunden vor einem Wettkampf (Kerksick et al., 2008). Aus diesem Grund sollte eine genaue Proteinaufnahme zeitlich geplant und auf die körperliche Aktivität abgestimmt sein (Campbell et al., 2007). Hoffman und Mitarbeiter (2008) beobachteten die Auswirkung eines Energie-Supplements (eine Kom­bination von BCAA's, Kreatin, Taurin, Koffein und Glucuronolacton) einge­nommen vor einem Krafttraining, auf die Hormonantwort. An dieser Studie nahmen 8 krafttrainierte Männer im Alter von 20,3 ± 1,6 Jahren teil. Alle die­se Probanden hatten bereits mindestens 3 Jahre Krafttrainingserfahrung. Die Studie dauerte 1 Woche. Unter anderem wurden Krafttrainings-Parameter erfasst, und Hormonkonzentrationen im Blut vor, unmittelbar, 15 und 30 Mi­nuten nach dem Training gemessen. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass ein EnergieSupplement welches 10 Minuten vor dem Krafttraining aufge­nommen wird, die Leistungsfähigkeit (gemessen an der Anzahl von Wieder­holungen) und den Gesamttrainingsumfang des Trainings verbessern kann. Die verbesserte bzw. gesteigerte Leistungsfähigkeit resultierte in einem signi­fikant größeren Anstieg der Konzentration an Wachstumshormonen und der Insulinkonzentration, was auf eine Stimulierung der anabolen Hormonant­wort, durch das vor dem Training verabreichte Energie-Supplement, hinweist. Eine Studie von Cribb et al. (2006) versuchte ebenfalls den Zeitpunkt der Aufnahme eines Supplementes in Hinblick auf die Muskelhypertrophie zu untersuchen. Konkret dauerte die Studie 10 Wochen, und es nahmen 23 krafttrainierte Männer („Freizeitbodybuilder“) teil. Die Probanden wurden in zwei Gruppen aufgeteilt. Das Supplement beinhaltete Protein, Kreatin, Glu­kose und wurde von einer Gruppe (PRE POST) kurz vor und unmittelbar nach dem Krafttraining aufgenommen. Es zeigte sich bei der PRE-POST- Gruppe ein größerer Anstieg (P<0,05) in der fettfreien Körpermasse (Anstieg in CSA der Typ II Fasern und kontraktiler Protein-Inhalt) und im 1 WHmax. Weiter waren in der PRE-POST-Gruppe die Muskel-Kreatin (Cr) -und Glykogenwerte nach dem Trainingsprogramm erhöht (P<0,05). Die Autoren schließen daraus, dass der Zeitpunkt der Supplementation eine sehr einfa­che, aber auch sehr effektive Strategie darstellt, um die Adaptationen auf ein Krafttraining entsprechend verbessern zu können. Zu diesem Thema gibt es auch eine Positionierung bzw. Empfehlung der “International Society of Sports Nutrition”, nämlich, dass trainierende Personen hochqualitative Prote­ine auch während der Trainingseinheit konsumieren sollten (Campbell et al., 2007)(vgl. Heissenberger, 2008).

2.3 Nährstoffzufuhr

Die DGE-Empfehlungen für die Nährstoffzufuhr liegen bei erwachsenen Menschen in der üblichen Mischkost bei 0,8 g Protein pro kg KG täglich. Die­se Menge ist gewissermaßen laut DGE ein Spitzenwert, denn er enthält Sicherheitszuschläge für unterschiedliche Bioverfügbarkeit und biologische Wertigkeit. Nach allen bisher vorliegenden experimentellen Befunden reicht dieser Wert laut DGE aus, um jeden Bedarf an Aminosäuren sicherzustellen. Dies gilt auch für Menschen mit sehr großen Muskelmassen wie Kraftsportler und Bodybuilder, wie entsprechende Stickstoffbilanzen und biokinetische Untersuchungen mit Leistungssportlern gezeigt haben (DGE Beratungsstan­dards, 2003). Da die tatsächliche Proteinzufuhr z.B. in Deutschland die Zu­fuhrempfehlungen der DGE um etwa 50 % übersteigt (sie liegt bei ca. 1,2 g/kg KG/d), wird auch ein evtl. Geringfügig höherer Bedarf problemlos abge­deckt, aber immer noch ist der Irrglaube weit verbreitet, nur mit viel Protein könne Muskelmasse schnell aufgebaut werden (DGE Beratungsstandards, 2003). Die Proteinempfehlungen für Kraftsportler lagen vor zehn Jahren noch bei bis zu 4 g/KG. Auf Grund aktueller theoretischer Berechnungen und ex­perimenteller Befunde reduzierten die meisten Autoren jedoch ihre Empfeh­lungen auf Werte unter 2 g/kg KG (DGE Beratungsstandards, 2003). Berechnungen der DGE zur Proteinzufuhr im Aufbautraining: Ziel des Auf­bautrainings ist in der Regel die Verbesserung der Leistungsfähigkeit und damit meist die Vergrößerung der Muskelmasse. Es ist evident, dass Mus­kelaufbau den Proteinbedarf erhöht. Die Größenabschätzung zeigt jedoch, dass die für den Aufbau erforderliche zusätzliche Proteinzufuhr sehr gering ist (DGE Beratungsstandards, 2003). Durch Veränderung des Lebensstils mit verstärkter sportlicher Aktivität ist im Laufe eines Jahres eine Vergrößerung der Muskelmasse um 2 kg erreichbar. Dazu müssen nur 400 g Protein ein­gebaut werden, denn Muskeln bestehen zu 80 % aus Wasser. Das entspricht einer Proteinmenge von 1,1 g pro Tag, der Muskelzuwachs beträgt 5,5 g pro Tag. Unter Berücksichtigung weitestgehender Sicherheitszuschläge von 100 % sind nicht mehr als 2.2 g pro Tag an zusätzlicher Proteinzufuhr erforder­lich. Das sind etwa 0,03 g pro kg KG und damit weniger als 5 % der empfoh­lenen täglichen Proteinzufuhr. Die durchschnittliche Mischkost bei sporttrei­benden Personen enthält unter Berücksichtigung des zusätzlichen Energie­bedarfs etwa 100 g Protein pro Tag. Mit dieser Ernährung wird mehr Protein zugeführt, als selbst unter extremen Training für den Aufbau von Muskel­masse benötigt wird (DGE Beratungsstandards, 2003). Aus diesem Grund müssen für Breiten- und Leistungssportler deshalb keine besonderen Emp­fehlungen für die Proteinzufuhr formuliert werden. Denn mit einer ausgewo- genen und vielseitigen Ernährung nach den Empfehlungen der DGE nehmen sie mehr als die erforderliche Menge zu sich. Aminosäureverluste werden mit Sicherheit kompensiert (DGE Beratungsstandards, 2003). Eine ausreichende Proteinzufuhr ist auch bei vegetarischer Ernährung möglich. Hinsichtlich der biologischen Wertigkeit steht sie anderen Ernährungsweisen nicht nach, wenn durch geeignete Lebensmittelauswahl möglichst viele verschiedene Proteine gemischt werden. Hinzu kommt, dass sich bei Einschränkung tieri­scher zugunsten einer vermehrten Aufnahme pflanzlicher Proteine auch die Zufuhr unerwünschter Begleitstoffe wie gesättigten Fettsäuren, Cholesterin und Purine verringert und die Zufuhr an Kohlenhydraten verbessert wird (DGE Beratungsstandards, 2003). Bei einer Proteinzufuhr die oberhalb der Empfehlungen, aber unter der genannten Obergrenze einer unbedenklichen Zufuhr (s.u.) liegt, werden keine zusätzlichen positiven Auswirkungen auf den Organismus (z.B. verstärkter Muskelaufbau bei Sportlern) beobachtet (DGE Beratungsstandards, 2003). Durchaus widersprüchlich zu den Empfehlungen der DGE, sind die Empfehlungen der anerkannten International Society of Sports Nutrition. Auch einige sehr überzeugende Studien sprechen dafür, dass die Empfehlungen für Sportler erhöht sind. Nachfolgend soll dieses er­örtert werden. Empfehlungen der International Society of Sports Nutrition:

Die International Society of Sports Nutrition geht sehr detailliert auf dieses Thema ein. Viele Aussagen beziehen sich auf die Recommended Daily Allowance - Werte (RDA-Werte). Diese Werte werden im US- amerikanischen Raum für die Ernährungsempfehlungen verwendet, und können verglichen werden mit den Referenzwerten der D-A-CH bzw. mit den Empfehlungen der DGE. Über die Sicherheit und Effektivität einer Proteinzu­fuhr über den derzeit empfohlenen Mengen existieren Kontroversen. Derzeit sind die „Recommended Dietary Allowances" (RDA) für Protein für gesunde Erwachsene für 0,8 g/kg KG/Tag angesetzt (Campbell et al., 2007). Im Ge­gensatz zu den RDA sind für trainierende Personen jedoch viele Faktoren zu berücksichtigen, und nicht nur jene, die mit Stickstoffbilanz und Aminosäure­Tracer Studien aufgestellt werden. Diese Faktoren umfassen unter anderem Proteinqualität, Energieaufnahme, Kohlenhydrataufnahme, Art, Form und Intensität des Trainings, und den Zeitpunkt der Proteinzufuhr (Lemon, 2000). Es wird vermutet, dass die empfohlene Höhe der Proteinaufnahme (0,8 g/kg/Tag) ausreicht, um die Anforderungen von fast allen (97,5%) gesunden Männern und Frauen im Alter von 19 Jahren oder älter, zu erfüllen. Diese Menge der Proteinaufnahme mag zwar für nicht trainierende Individuen an­gemessen sein, ist jedoch weder ausreichend um die Oxidation von Protei­nen bzw. Aminosäuren während eines Trainings (etwa 1-5 % des Energie­aufwands beim Training) zu gewährleisten, noch ist diese Menge ausrei­chend um genügend Substrate für die Erhaltung bzw. Zunahme der fettfreien Körpermasse sicher zu stellen, oder für die Wiederherstellung und Erholung bzw. die Prävention trainingsinduzierter Muskelschädigung sicher zu stellen (Joint Position Statement: Nutrition and Athletic Performance. American Col­lege of Sports Medicine, American Dietetic Association, and Dietitians of Canada, 2000; Tarnopolsky et al., 2004). Die Stickstoffbilanzstudien könnten die Menge von erforderlichem Protein für die optimale Funktion unterschät­zen, weil diese Studien nicht direkt im Zusammenhang mit Training durchge­führt werden. Außerdem wäre es möglich, dass eine Proteinaufnahme über diesen Bereichen als notwendig erachtet werden kann, um tatsächlich die körperliche Leistungsfähigkeit durch Verbesserung der Energieverwertung zu steigern oder Anstiege in der Fettfreien Masse in trainierenden Personen zu verbessern (Lemon, 2000). In der Tat zeigt eine ganze Reihe von Studien, dass Personen, welche körperlich aktiv sind, höhere Mengen Proteine als 0,8 g/kg KG pro Tag benötigen. Dieser erhöhte Bedarf ist unabhängig von der Art des Trainings (z.B. Ausdauer, Kraft, ...) oder dem Leistungsstand (z.B. Rekreation, mäßig oder gut trainiert) (Forslund et al., 1999; Meredith et al., 1989; Phillips et al., 1993; Lamont et al., 1990; Friedman et al., 1989; Tarnopolsky et al., 1992; Lemon et al., 1992; Lemon, 1991).

Ebenso besteht ein ernsthaftes Risiko in der Aufnahme unzureichender Mengen von Protein, speziell im Kontext mit Training. Eine negative Stick­stoffbilanz würde wahrscheinlich folgen und dazu führen, dass der Katabo­lismus verstärkt, und die Erholung und Wiederherstellung nach einem Trai­ning beeinträchtigt oder verringert wäre (Kreider et al., 2004). Am Beispiel des Ausdauertrainings ist die empfohlene Proteinaufnahme von 1,0 g/kg bis zu 1,6 g/kg/Tag ausreichend, abhängig von Intensität und Dauer des Aus­dauertrainings, sowie vom Trainingsstatus der Personen (Lemon, 2000; Tarnopolsky, 2004; Meredith et al., 1989; Gaine et al., 2006).

Zum Beispiel, benötigt ein Spitzen-Ausdauersportler eine höhere Proteinauf­nahme, im oberen Niveau des vorher genannten Bereiches (1,0 bis 1,6 g/kg/d). Mit steigender Belastungsintensität und Belastungsdauer kommt es jedoch auch zu einer erhöhten Oxidation der BCAA's, was den Proteinbedarf weiter erhöht, und somit eine Aufnahme vom oberen Ende dieses Bereiches notwendig macht. Es kann weiter davon ausgegangen werden, dass Kraft­training den Proteinbedarf, noch mehr als Ausdauertraining erhöht. Dies tritt vor Allem während der Anfangsphase eines Trainings und/oder raschen An­stiegen im Trainingsumfang auf. Empfehlungen für Krafttraining reichen da- her von 1,6 bis 2,0 g/kg/d (Joint Position Statement: Nutrition and Athletic Performance. American College of Sports Medicine, American Dietetic Association, and Dietitians of Canada , 2000; Tarnopolsky et al., 1992; Lemon et al., 1995; Lemon, 1991; Antonio, 2001), obwohl einige Untersu­chungen anmerken, dass der Proteinbedarf während des Trainings durch physiologische Adaptionen welche die Netto- Proteinretention verbessert, abnehmen könnte (Rennie und Tipton, 2000).

Für Sportarten bzw. Sportler, die intervallartige Belastungen vollführen, gibt es eigentlich noch wenige Untersuchungen (z.B. Fußball, Basketball, Kampf­sportarten, ...). In einem Review welches sich auf Fußballspieler konzentrier­te, wurde eine Proteinaufnahme von 1,4-1,7 g/kg empfohlen (Lemon, 1994). Proteinaufnahmen in diesem Bereich werden auch für alle anderen Intervall­sportarten empfohlen. Die Position der International Society of Sports Nutriti­on ist in diesem Zusammenhang, dass Trainierende bzw. Personen die kör­perlich aktiv sind, Proteine im Bereich von 1,4- 2,0 g/kg/Tag aufnehmen soll­ten. Ausdauerathleten sollten dabei Mengen am unteren Rand dieses Berei­ches aufnehmen, Personen welche intervallartige Belastungen durchführen (z.B. Fußball), sollten Protein in der Mitte dieses Bereiches aufnehmen, und solche, welche Kraft/Schnellkraft trainieren, sollten Mengen im oberen Ende dieses Bereiches zu sich nehmen (Campbell et al., 2007).

3 Kohlenhydrate

Kohlenhydrate gehören, wie bereits erwähnt, neben Fetten und Proteinen zu den Hauptnährstoffen der täglichen Nahrung. Es ist bekannt, dass sie in na­hezu allen Organismen als rasch zur Verfügung stehende Energielieferanten dienen. Daneben werden Polysaccharide in tierischen und pflanzlichen Zel­len als Energiespeicher verwendet (Löffler & Petrides, 2003). Oft werden Kohlenhydrate negative Eigenschaften zugesagt. Nicht selten werden Koh­lenhydrate ganz gemieden, insbesondere das Low-Carb Training ist in die­sem Zusammenhang zu nennen. Jedoch ist anzunehmen, dass gerade im Ausdauersport, die vermehrte Aufnahme von Kohlenhydraten die Leistung direkt und indirekt steigern kann.

3.1 Ergogene Wirkung von Kohlenhydraten

Rico-Sanz et al. (1999) konnten z.B. zeigen, dass die Dauer bis zur Ermü­dung während eines Fußballspiels mit der Größe der Glykogenreserven in der Muskulatur positiv korreliert und die Höhe des Ausgangswerts der Glykogenreserven ausschlaggebend für die Nutzung ist.

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Abbildung 1: Positive Korrelation zwischen Muskelglykogen-Utilisation und Dauer bis zur Erschöpfung (Rico-Sanz et al., 1999)

3.2 Überblick Studien

Die folgende Abbildung zeigt einen Überblick an Forschungsarbeiten, der beiden vergangenen Dekaden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Studienvergleich: Effekte einer Kohlenhydrat-Supplementation (aus Kraus, W (2005). Ergogene Substanzen im Sport. Norderstedt: Grin, S. 14ff)

3.3 Kohlenhydrataufnahme vor der Belastung

Bereits 1980 konnten Costill et al zeigen, wie sich eine kohlenhydratarme Kost auf die Glykogenreserven auswirkt, wenn über einen längeren Zeitraum ein intensives Training absolviert wurde:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Glykogenspeicher bei täglichem Training mit kohlenhydratreicher und -armer Kost (Cos­till et al., 1980)

Durch eine kohlenhydratarme Kost (40% der aufgenommenen Energie) konnten sie eine signifikant geringere Glykogenkonzentration in der Muskula­tur bereits nach drei Tagen feststellen. Sie empfehlen deshalb in Phasen in­tensiveren Trainings bzw. bei hohen Umfängen sowie bei einem täglichen Training eine Kohlenhydrataufnahme von mehr als 70 Energieprozent, um die stetige Glykogenentleerung und ein damit eventuell einhergehendes Übertraining zu verhindern.

Burke et al. (2001) hingegen sieht eine Empfehlung der Kohlenhydratauf­nahme nicht in Relation zur Gesamtenergieaufnahme, sondern in absoluten Mengen an der Kohlenhydratzufuhr. Bei einer derartigen Empfehlung ist die Gefahr einer Unterversorgung zumindest an Energie weniger wahrscheinlich.

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Abbildung 4: Empfehlung für Kohlenhydratzufuhr für Sportler (nach Burke et al., 2001)

3.4 Kohlenhydrataufnahme während der Belastung

Es hat sich herausgestellt, dass eine Zufuhr von Kohlenhydraten während einer Ausdauerbelastung erst ab einer Dauer von mehr als 45 Minuten eine positive Auswirkung zeigt (Below et al., 1995 und Jeukendrup et al., 1997). Begründet sei dies, dass bis dahin die körpereigenen Glykogenvorräte aus­reichen und eine vermehrte Glukoseverfügbarkeit keinen zusätzlichen Vorteil bringen kann. Des Weiteren wird bei intensiveren Belastungen die Resorpti­on der Glukose durch verminderte Durchblutung des Gastrointestinaltrakts herabgesetzt.

Bein einem Zeitrennen über 30 Minuten konnten Palmer et al. (1998) eben­falls keine Leistungssteigerung feststellen. Auch sie kommen zu dem Schluss, dass die zirkulierende Glucose im Blut hochintensive Belastungen nicht beeinflussen kann.

McConell et al. (2000) konnten in einer Tracerstudie zeigen, dass bei einer Belastung von 80 bis 85% der maximalen Sauerstoffaufnahme innerhalb ei­ner Stunde nur 22g von 84g der verabreichten Kohlenhydraten im Körper oxidiert werden konnten. Während dieser Belastung wurden insgesamt je­doch 270g Kohlenhydrate verbrannt. Einerseits kann man davon ausgehen, dass die Glykogenreserven noch nicht vollständig aufgebraucht waren und andererseits kann sich die nicht aufgenommene Menge an Glukose im Kör­per ansammeln und gastrointestinale Beschwerden hervorrufen (Jentjens et al., 2004). McConeel et al. (2000) sehen deshalb den limitierenden Faktor bei intensiven Belastungen nicht in der Glykogenentleerung sondern eher in der mangelnden Effizienz der aeroben Verwertung von Glukose.

Bei hochintensiven, jedoch intermittierenden Belastungen, wie es bei Spiel- und Mannschaftssportarten der Fall ist, gibt es hingegen einen Vorteil, wenn man während der Pausen Kohlenhydratgetränke zu sich nimmt.

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