Nahrungsergänzungsmittel im Kraftsport. Supplementierung und Wirkungsweisen ausgewählter Nahrungsergänzungsmittel

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Einführung und Zielsetzung

2 Grundlagen des Krafttrainings
2.1 Definitionen
2.2 Belastungsnormative im Krafttraining
2.3 Trainingsprinzipien
2.4 Kraftarten und Muskelwachstum
2.5 Trainingsmethoden im Krafttraining

3 Grundlagen der Ernährung
3.1 Energieumsatz
3.2 Nährstoffe
3.3 Zufuhrempfehlungen

4 Sportgerechte Ernährung
4.1 Ernährung im Kraftsport
4.1.1 Nährstoffe
4.1.2 Ergogene Substanzen

5 Nahrungsergänzungsmittel
5.1 Eiweißpräparate
5.1.1 Einführung
5.1.2 Supplementierung & Wirkungsweisen
5.1.3 Nebenwirkungen & Gesundheitliche Risiken
5.2 Verzweigtkettige Aminosäuren (BCAAs)
5.2.1 Einführung
5.2.2 Supplementierung & Wirkungsweisen
5.2.3 Nebenwirkungen & Gesundheitliche Risiken
5.3 Kreatin
5.3.1 Einführung
5.3.2 Non-Responder
5.3.3 Supplementierung & Wirkungsweisen
5.3.4 Nebenwirkungen & Gesundheitliche Risiken
5.4 Koffein
5.4.1 Einführung
5.4.2 Supplementierung & Wirkungsweisen
5.4.3 Nebenwirkungen & Gesundheitliche Risiken
5.5 Vitamin C
5.5.1 Einführung
5.5.2 Supplementierung & Wirkungsweisen
5.5.3 Nebenwirkungen & Gesundheitliche Risiken

6 Schlussbetrachtung

7 Literaturverzeichnis

1 Einleitung

1.1 Einführung und Zielsetzung

Nahrungsergänzungsmittel, auch engl. Supplements genannt, sind Produkte, die überwiegend Vitamine, Mineralstoffe sowie Spurenelemente, aber auch bestimmte Fettsäuren, Proteine und Aminosäuren meist in Form von Pulver, Kapseln oder Tabletten enthalten. Sie dienen dazu, die normale Ernährung zu ergänzen, falls diese aus bestimmten Gründen nicht adäquat erscheint. Diese Gründe können beispielsweise eine einseitige Ernährung oder ein akut erhöhter Bedarf bestimmter Nährstoffe sein.

Die Präparate lassen sich in verschiedene Gruppen unterteilen: Energie-, Kohlenhydrat- und Proteinkonzentrate sowie Mikronährstoff- und Vitaminpräparate. Diese Arbeit befasst sich mit den beliebtesten legalen Nahrungsergänzungsmitteln im Kraftsport:

- Eiweißpräparate
- Verzweigtkettigen Aminosäuren (BCAA)
- Kreatin
- Koffein
- Vitamin C

Viele Kraftsportler erhoffen sich von diesen Supplementen mehr Energie mit einer einhergehenden Leistungssteigerung im Training sowie schnelleres Muskelwachstum.

Auf dem Markt gibt es unzählige Produkte, die genau dies versprechen und durch teure Werbekampagnen stark beworben werden.

Aus einer Studie von Prof. Dr. Michael Kunze und Prof. Dr. Mag. Ingrid Kiefer vom Institut für Sozialmedizin an der Universität Wien geht hervor, dass in Deutschland zwischen 20 und 35 Prozent der Erwachsenen Nahrungsergänzungsmittel konsumieren. Diese Zahlen decken sich auch mit der Nationalen Verzehrstudie II vom Max Rubner- Institut.¹

Betrachtet man die Zusammensetzung der Zivilisationskost, so fällt auf, dass häufig eine zu niedrige Nährstoffdichte² vorliegt. Daher verwundert es nicht, dass viele Menschen auf Nahrungsergänzungsmittel zurückgreifen, um ihre Nährstoffaufnahme zu optimieren. Diese Arbeit soll sich jedoch nicht mit der Thematik beschäftigen, ob eine Einnahme von Supplementen durch eine adäquate Ernährungsweise vermieden werden kann. Vielmehr sollen die ausgewählten Nahrungsergänzungsmittel vorgestellt und hinsichtlich der Aspekte der Supplementierung und ihrer Wirkungsweisen mithilfe von bedeutenden wissenschaftlichen Studien analysiert werden. Des Weiteren soll der Frage nachgegangen werden, ob eine Supplementierung dieser Nahrungsergänzungsmittel Nebenwirkungen und gesundheitliche Risiken nach sich ziehen kann.

2 Grundlagen des Krafttrainings

2.1 Definitionen

„ Training ist die planmäßige und systematische Realisation von Maßnahmen (Trainingsinhalte und Trainingsmethoden) zur nachhaltigen Erreichung von Zielen (Trainingsziele) im und durch Sport.“ (Hohmann et al, 2007: 14-15)

Das Erreichen dieser Ziele hängt von verschiedenen Faktoren ab. Zum einen ist natürlich die individuelle genetische Voraussetzung entscheidend, das heißt, wie schnell und in welchem Maße Leistungssteigerungen hervorgerufen werden können. Zum anderen entscheiden ein angemessenes Training und eine sportartspezifische Ernährung über Erfolg und Misserfolg. Die Bedeutung des Faktors Ernährung im Sport - speziell die unterstützende Supplementierung mit Nahrungsergänzungsmitteln im Kraftsport - soll in dieser Arbeit im Blickpunkt stehen.

„ Kraft im Sport ist die Fähigkeit des Nerv-Muskelsystems, durch Innervations- und Stoffwechselprozesse mit Muskelkontraktionen Widerstände zu überwinden (konzentrische Arbeit), ihnen entgegenzuwirken (exzentrische Arbeit) oder sie zu halten (statische Arbeit).“ (Grosser et al, 2008: 40)

Es gibt mehrere Faktoren, die die Kraft bestimmen (Friedrich, 2007):

- Muskelquerschnitt
- Muskelfaserspektrum
- Inter- und intramuskuläre Koordination
- Energiebereitstellung
- Motivation und Wille
- Grad der Beherrschung der sportlichen Technik

Die Faktoren Muskelquerschnitt und Energiebereitstellung werden im Laufe der Arbeit hinsichtlich ihres Zusammenhangs mit der Ernährung sowie ihrer Bedeutung im Kraftsport immer wieder auftauchen und thematisiert.

Zunächst sollen die Belastungsnormative im Krafttraining geklärt und anschließend die wichtigsten Trainingsprinzipien, welche die trainingsmethodischen Richtlinien festlegen, dargestellt werden, um eine grundlegenden Überblick über den Kraftsport zu erhalten.

2.2 Belastungsnormative im Krafttraining

Die Belastungsnormative sind die Beschreibungsgrößen der Trainingsbelastung und damit der Trainingsmethoden. Mit ihrer Hilfe wird bestimmt wie intensiv, wie umfassend, wie lange, mit welchen Pausen und wie oft trainiert wird. Eine Variation dieser Größen führt zu verschiedenen Trainingsmethoden. Die wichtigsten Belastungsnormative haben Wend- Uwe Boeckh-Behrens und Wolfgang Buskies näher erläutert:

„Die Belastungsintensität (Trainingsintensität) wird durch den Anstrengungsgrad bei einer Übung bestimmt.“

„Die Belastungsdauer (Reizdauer) im Krafttraining gibt an, wie lange eine einzelne Kraftübung als Bewegungsreiz auf die Muskulatur wirkt.“

„Der Belastungsumfang (Reizumfang) stellt die Gesamtmenge an Belastungsreizen bzw. der bewältigten Last in Kilogramm bei einer Übung dar, der Trainingsumfang die Gesamtmenge bei einer Trainingseinheit.“ Oft wird auch der Begriff Belastungs- und Trainingsvolumen benutzt.

„Die Belastungsdichte (Reizdichte) ergibt sich aus dem zeitlichen Verhältnis von Belastung und Erholung in einer Trainingseinheit.“

„Die Trainingshäufigkeit gibt die Anzahl der Trainingseinheiten pro Woche an.“ (Boeckh-Behrens & Buskies, 2001: 31-34)

Ein „ Satz “ oder auch eine „ Serie “ bezeichnet mehrere direkt hintereinander ausgeführte Wiederholungen einer Übung. Zwischen den einzelnen Sätzen wird eine Pause eingelegt. Wiederholungszahl und Pausenlänge variieren je nach Trainingsziel.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

2.3 Trainingsprinzipien

Trainingsprinzipien sind allgemeine Grundsätze für Sportler und Trainer zur Organisation und zum systematischen Aufbau eines Trainings. Verschiedene Sportwissenschaftler haben im Laufe der Zeit eine unterschiedliche Anzahl von Trainingsprinzipien formuliert. Nach Boeckh-Behrens und Buskies lassen sich folgende sechs Trainingsprinzipien darstellen, welche ich im Anschluss erläutern möchte. (Boeckh-Behrens & Buskies, 2001: 25):

- Prinzip der biologischen Anpassung (Superkompensation)
- Prinzip der optimalen Relation von Belastung und Erholung
- Prinzip der progressiven Belastungssteigerung
- Prinzip der Belastungsvariation
- Prinzip der Regelmäßigkeit des Trainings
- Prinzip der Individualisierung

Prinzip der biologischen Anpassung (Superkompensation)

Die Reaktion des menschlichen Organismus auf körperliche Belastungen mit biologischen Anpassungsprozessen stellt beim Menschen ein Grundphänomen des Überlebens dar. Eine körperliche Belastung geht beispielsweise mit dem Krafttraining einher und ruft beim menschlichen Körper eine spezielle Anpassungsreaktion hervor. Trainiert ein Kraftsportler den Beinstrecker nach der Hypertrophiemethode, so zeigen sich die Anpassungserscheinungen (Muskelzuwachs) in der angesprochenen Muskulatur.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Jede überschwellige Kraftbelastung verursacht in den beanspruchten Strukturen (Muskulatur, Sehnen, Bänder, Knochen) eine Anpassungsreaktion, sodass ein höheres Struktur- und Funktionsniveau erreicht wird. In Bezug auf Krafttraining ist dies eine Zunahme von Masse und der Kraft des Muskels.

Durch den gesetzten Trainingsreiz beginnt die Ermüdung der beanspruchten Muskulatur. Mit Beenden des Trainings beginnt die Regenerationsphase. Dabei erholt sich die trainierte Muskulatur und steigt als „Schutzmaßnahme“ über das vorherige Leistungsniveau an. Dieser Effekt wird Superkompensation genannt. Der ideale Zeitpunkt für den nächsten Trainingsreiz für diesen Muskel wäre der Höhepunkt der Superkompensation, welcher etwa 48-72 Stunden nach gesetztem Trainingsreiz vorliegt.

Das Prinzip der Superkompensation ist als ein Denkmodell zu verstehen, welches verdeutlicht, wie die konditionellen Anpassungsprozesse des menschlichen Organismus ablaufen könnten. Neuronale Adaptionen bleiben hierbei unbeachtet.

Die Anpassungserscheinungen können abhängig von Alter, Geschlecht, Trainingszustand und genetischen Voraussetzungen sehr individuell ausfallen. Trainingsanfänger können sehr schnell Leistungssteigerungen erzielen, bereits gut trainierte Personen brauchen für weitere Steigerungen deutlich länger. Natürlich lassen sich Kraft- und Muskelmassezunahme nicht bis ins Unendliche steigern, denn jeder Organismus hat eine individuelle genetische Grenze. Die Trainingspraxis zeigt allerdings auch, dass durch die Umsetzung von neuen Erkenntnissen aus der Trainingslehre und Ernährungswissenschaft immer wieder kleine Steigerungen möglich sind.

Auch die Regeneration verläuft, abhängig von Körperzusammensetzung, Leistungsniveau und körperlicher Belastung im Alltag nicht immer in der gleichen Geschwindigkeit. (Boeckh-Behrens & Buskies, 2001: 25-27)

Prinzip der optimalen Relation von Belastung und Erholung

Dieses Prinzip beschäftigt sich mit dem Zusammenhang von Belastung und Erholung während eines Trainings sowie zwischen zwei Trainingseinheiten.

Letzteres wurde im vorhergehenden Prinzip der Superkompensation schon angerissen. Nach einem Belastungsreiz braucht die beanspruchte Muskulatur Erholung. Werden Erholungszeiten nicht ausreichend eingehalten, kommt es auf Dauer zu einer Leistungsminderung („Übertraining“).

Während einer Trainingseinheit ergeben sich je nach Trainingsmethode verschiedene Pausenzeiten zwischen den einzelnen Sätzen und Übungen. In den meisten Fällen beträgt die Pausenlänge zwischen 1 - 6 Minuten. Ausnahmen bilden Kraftzirkel oder Supersätze, bei denen verschiedene Übungen mit sehr kurzer Pause nacheinander ausgeführt werden. (Boeckh-Behrens & Buskies, 2001: 27-28)

Prinzip der progressiven Belastung

Bei adäquatem Training hinsichtlich der zuvor genannten Prinzipien stellt sich mit der Zeit eine Leistungssteigerung beim Trainierenden ein. Nimmt die Kraft des Sportlers zu, sollten auch die gewählten Arbeitsgewichte in Abhängigkeit vom Trainingsziel und individueller Belastbarkeit dem neuen Leistungsniveau angepasst werden. Ein Training mit stetigen Belastungsparametern generiert keine Leistungssteigerung. Im Idealfall werden die Gewichte kontinuierlich erhöht, um neue Reize für die Muskulatur zu setzen. Von sprunghaften Steigerungen ist in der Regel hinsichtlich der Prävention von Überlastungen abzuraten, da verschiedene Strukturen des Bewegungsapparates unterschiedliche Anpassungsgeschwindigkeiten an ein Krafttraining aufweisen. (Boeckh-Behrens & Buskies, 2001: 28-29)

Prinzip der Belastungsvariation

Wie eben schon beschrieben, belasten gleich bleibende Trainingsanforderungen den Organismus mit der Zeit immer weniger und ihre leistungssteigernde Wirkung verringert sich. Es ist wichtig das Training zu variieren, um ein Anpassen der Muskulatur an die Reize zu verhindern und langfristig Leistungssteigerungen hinsichtlich Kraft und Muskelwachstum zu gewährleisten.

Aus genannten Gründen sollte eine systematische Steigerung der Trainingsbelastung beispielweise wie folgt durchgeführt werden:

- Erhöhung der Trainingseinheiten pro Woche, um mehr Trainingsreize zu setzen
- Erhöhung der Übungsanzahl
- Veränderung der Übungsauswahl
- Erhöhung der Belastungsintensität
- Steigerung der Satzzahl
- Veränderung der Wiederholungszahl eines Satzes

(Boeckh-Behrens & Buskies, 2001: 29-30)

Prinzip der Regelmäßigkeit des Trainings

Ein regelmäßiges Training ist notwendig, um positive Effekte beim Krafttraining zu erzielen. Trainingsunterbrechungen oder zu lange Pausen zwischen den Trainingseinheiten führen zu einer Leistungsstagnation oder sogar Leistungsminderung. (Boeckh-Behrens & Buskies, 2001: 30)

Prinzip der Individualisierung

Ein effektives Krafttraining bedarf zudem einer individuellen Anpassung an die Besonderheiten des Trainierenden. Individuelle Trainingsziele und Bedürfnisse, wie beispielsweise Kraftzunahme, Fettabbau und Muskelzuwachs, sind ebenso Faktoren, die in die Trainingsplanung miteinfließen sollten. Dies gilt ebenso für genetische Voraussetzungen hinsichtlich Belastung, Erholung und Anpassungserscheinungen.

Des Weiteren sollte die individuelle Belastungsverträglichkeit, das biologische Alter, Trainingsalter, Geschlecht und Leistungsstand berücksichtigt werden. (Boeckh-Behrens & Buskies, 2001: 30)

2.4 Kraftarten und Muskelwachstum

In der Trainingspraxis findet eine Unterscheidung verschiedener Kraftarten statt. Neben der Maximalkraft existieren noch die Schnellkraft und Kraftausdauer. Diese drei Kraftarten sind jedoch nicht gleichrangig einzuordnen und stehen nicht unabhängig voneinander. Die Maximalkraft bildet die Basiskraft für die Kraftausdauer und die Schnellkraft mit ihren speziellen Ausprägungen Reaktivkraft und Explosivkraft. Das bedeutet, dass mit einem Training der Maximalkraft in der Regel auch eine Verbesserung der Schnellkraft- und Kraftausdauerleistung einhergeht. Dies lässt der Maximalkraft eine entscheidende Rolle im Kraftsport zukommen und soll daher in dieser Arbeit vorrangig betrachtet werden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.2: Kraftarten

„Die Maximalkraft ist die höchstmögliche Kraft, die das Nerv-Muskelsystem bei maximaler willkürlicher Kontraktion auszuüben vermag“ (Martin et al., 2001, S. 103)

Sie ist neben der Schnellkraft, Reaktivkraft und Kraftausdauer eine spezielle Art der konditionellen Fähigkeit Kraft und wird in der Praxis oftmals durch die Methode 1RM (One repetition maximum) ermittelt, bei der jener Widerstand gemessen wird, der nur einmal gehoben werden kann.

Die Maximalkraft hängt von mehreren Faktoren ab, zum Beispiel vom Querschnitt der eingesetzten Muskelfasern, der Muskelfaserzahl, der intra- und intermuskulären Koordination sowie der individuellen Struktur des Muskels. (de Marées, 2003, S. 190) Dies zeigt, dass ein Muskelwachstum entscheidend zur Verbesserung der Maximalkraftleistung beitragen kann. Durch ein gezieltes Krafttraining kann der Muskelumfang vergrößert werden. Die Umfangzunahme wird als Hypertrophie bezeichnet. Dies kann durch eine Zunahme der Querschnittsfläche einzelner Muskelfasern (Faserhypertrophie) hervorgerufen werden. Umstritten ist bis heute, ob es auch zu einer Zunahme der Anzahl der Muskelfasern (Hyperplasie) im Krafttraining kommt.

2.5 Trainingsmethoden im Krafttraining

Für ein Muskelwachstum ist eine spezielle Krafttrainingsmethode erforderlich. Grundlegendes Merkmal der Methode zur Auslösung einer Muskelhypertrophie ist die Durchführung submaximaler Krafteinsätze, bei relativ langsamer Bewegungsausführung, bis zur lokalen Muskelermüdung. Genauere Belastungsnormative zur Trainingsmethodik zur Steigerung der Muskelmasse veranschaulicht Abbildung 3. (Hottenrott & Neumann, 2014: 162-168)

Im Gegensatz zu einem Muskelaufbautraining ist ein Maximalkrafttraining durch eine explosive Ausführung konzentrischer Muskelarbeit mit 90-100 % der ermittelten 1RM und wenigen Wiederholungen charakterisiert.

Es ist in der Trainingspraxis üblich sein Training einer gewissen Periodisierung zu unterziehen, um Gewöhnungseffekte der Muskulatur an bekannte Trainingsreize zu vermeiden. Dabei werden verschiedene Trainingszyklen durchlaufen. Die Dauer der einzelnen Zyklen kann dabei sehr individuell von Sportler zu Sportler variieren. Für die Krafttrainingspraxis bedeutet dies, dass beispielweise auf einen Muskelaufbautrainingszyklus ein Maximalkrafttrainingszyklus folgen kann.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.3: Überblick über Belastungsnormative zur Trainingsgestaltung eines Muskelaufbau- und Maximalkrafttrainings (nach Hottenrott & Neumann, 2014)

3 Grundlagen der Ernährung

„Der Mensch ist, was er isst“ ist eine Redewendung, die man heutzutage immer öfter hört. Zugegebenermaßen entspringt diese Äußerung des deutschen Philosophen Feuerbach aus dem 19. Jahrhundert einem anderen Gedanken, als sie heutzutage gebraucht wird - doch spiegelt sie auch in ihrer heutigen pointierten Prägnanz die Bedeutung der Ernährung für die Funktionstüchtigkeit des menschlichen Organismus wider. Dies gilt sowohl unter Ruhe-, als auch unter Belastungsbedingungen wie dem Sport. Eine ausreichende und vollwertige Ernährung bedarf der Berücksichtigung mehrerer Aspekte. Die Deckung des Energiebedarfs durch ausreichende Zufuhr der Hauptenergielieferanten Kohlenhydrate und Fette, die Deckung des Stoffbedarfs für den Aufbau, den Erhalt und die Reparatur von Zellen durch insbesondere Eiweiße, sowie eine ausreichende Zufuhr von Vitaminen und Mineralien stellen hierbei die Grundpfeiler der Ernährung dar. (de Marées, 2003: 397)

3.1 Energieumsatz

Der menschliche Organismus benötigt kontinuierlich Energie, um verschiedenste Prozesse im Körper aufrechtzuerhalten. So muss ständig Energie für Organe wie Herzmuskulatur und Atemmuskulatur sowie für Prozesse wie der Erhalt der Zellstrukturen bereitgestellt werden.

Der Energieumsatz steigt dabei durch Faktoren wie Muskelarbeit, Verdauung oder Umgebungstemperaturen, die außerhalb der thermischen Neutralzone des Körpers liegen, an.

Es ist erkennbar, dass sich der benötigte Energiebedarf eines Menschen aus zwei verschiedenen Aspekten zusammensetzt. Ein Bestandteil ist der Grundumsatz, der den Energieverbrauch am Morgen in völliger Ruhe (keine Muskelarbeit), bei nüchternem Magen (letzte Nahrungsaufnahme vor 12 Stunden) und bei einer für den Menschen „angenehmen“ Außentemperatur beschreibt (auch Ruhe-Nüchtern-Wert genannt). Der zweite Bestandteil ist der Leistungsumsatz, der durch körperliche Aktivität, wie beispielsweise Sport, hervorgerufen wird.

Beide Energieumsätze werden in Kilokalorien (kcal) oder Kilojoule (kJ) angegeben. Dabei gilt folgende Umrechnungsformel: 1kcal = 4,187 kJ

3.1.1 Grundumsatz

Der Grundumsatz ist abhängig von Körpermasse, Alter, Geschlecht, sowie hormonellen und zentralnervösen Einflüssen. Mit steigender Körpermasse nimmt der Grundumsatz eines Menschen zu, wobei die Zunahme nicht linear verläuft. Frauen besitzen einen circa 10 % geringeren Umsatz als Männer. Grund hierfür ist der höhere Anteil an Muskelgewebe und niedrigere Fettgewebeanteil bei Männern sowie die stoffwechselsteigernde Wirkung der männlichen Sexualhormone. Hormonelle Einflüsse können beispielsweise durch eine Adrenalinausschüttung hervorgerufen werden, da diese ebenfalls den Stoffwechsel steigert. Bei Frauen liegt der Grundumsatz vor der Menstruation in der Phase der vermehrten Gelbkörperproduktion um circa 20 % höher als postmenstruell. Zentralnervöse Änderungen des Muskeltonus, beispielsweise bei Ängstlichkeit, können ebenfalls Auswirkungen auf den Grundumsatz haben. Auch Krankheiten haben direkten Einfluss auf den Grundumsatz, so kann pro Grad Temperaturanstieg bei Fieber eine Umsatzsteigerung von bis zu 14 % stattfinden.

Anteilig sind die Muskulatur und die Leber mit 26 % am stärksten am Grundumsatz beteiligt. Ihnen folgen das Gehirn mit 18 %, das Herz mit 9 % und die Nieren mit 7 %. (de Marées, 2003: 386-388)

Zur näherungsweisen Berechnung des Grundumsatzes haben verschiedene Personen unterschiedliche Formeln entwickelt. Die Harris-Benedict-Formel wurde bereits im Jahre 1918 von den beiden Wissenschaftlern J. A. Harris und F. G. Benedict entwickelt, gilt jedoch nach wie vor als guter Richtwert für den täglichen Grundumsatz.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Am Beispiel eines 22 Jahre alten Mannes (180 cm groß, 80 kg schwer) würde sich der tägliche Grundumsatz also näherungsweise aus folgender Rechnung erschließen:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

3.1.2 Leistungsumsatz

Die Erhöhung des Energieumsatzes über den Grundumsatz hinaus wird als Leistungsumsatz bezeichnet. Er beinhaltet körperliche Aktivität, Verdauungstätigkeiten einschließlich des Anlegens von Energievorräten wie Fettdepots sowie wärmeregulatorische Maßnahmen des menschlichen Organismus.

Auch für den Leistungsumsatz gibt es verschiedene Modelle zur näherungsweisen Berechnung. Hier gibt es sehr detaillierte Berechnungsmodelle, bei denen jede Tätigkeit am Tag zeitlich möglichst genau dokumentiert wird und mit speziellen Energieumsätzen für eben jene berechnet wird.

Genauer wirkt dagegen die Methode der PAL-Faktoren. PAL steht für das Englische „Physical Activity Level“. Da der Umfang der täglichen Muskelarbeit sehr unterschiedlich ist, werden die Menschen je nach körperlicher Aktivität in verschiedenen Gruppen mit eigenen PAL-Faktoren eingeteilt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.4 : Verschiedene körperliche Aktivitäten mit entsprechenden PAL-Faktoren (nach Biesalski et al., 2011)

Der individuelle PAL-Faktor wird nun mit dem Grundumsatz multipliziert. Somit erhält man den näherungsweisen Gesamtenergieumsatz pro Tag durch:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Ausgehend von der Annahme, dass es sich bei dem 22-jährigen Mann aus dem vorherigen Beispiel um einen Student handelt, ergibt sich sein Gesamtumsatz wie folgt:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Es ist jedoch zu sagen, dass die oben genannten Berechnungen nur Anhaltspunkte sind. Bei davon abweichenden Personengruppen muss der Gesamtenergiebedarf individuell ermittelt werden.

So lange die Energiezufuhr in Form von Nahrungsmitteln und der Energiebedarf ausgeglichen sind, hält die Person das Gewicht. Führt die Person mehr Energie durch Nahrung zu, als sie verbraucht, nimmt sie zu. Umgekehrt nimmt die Person ab. Dieses Modell zeigt jedoch nur die quantitative Seite der Ernährung, der qualitative Aspekt sollte jedoch auch Berücksichtigung finden.

3.2 Nährstoffe

Der Mensch gehört zu den Lebewesen, die sich von pflanzlichen Nahrungsmitteln wie Getreideprodukte, Obst und Gemüse sowie tierischen Nahrungsmitteln wie Fleisch, Eier oder Milchprodukten ernähren.

Neben Vitaminen, Mineralstoffen und Wasser enthalten unsere Nahrungsmittel drei weitere chemisch definierte Gruppen von Nährstoffen, die vom menschlichen Organismus aufgenommen und verarbeitet werden. Zu diesen Nährstoffen gehören Kohlenhydrate und Fette als hauptsächliche Energielieferanten sowie Eiweiße als Zellbausteine. Sie werden auch als Makronährstoffe bezeichnet und sollen im Folgenden näher vorgestellt werden.

3.2.1 Makronährstoffe

Kohlenhydrate

Kohlenhydrate sind in verschiedener Form vorhanden und können in vier Gruppen unterteilt werden.

Unter die Monosaccharide, sogenannte Einfach-Zucker, fallen beispielsweise Glukose (Traubenzucker), Fruktose (Fruchtzucker) und Galaktose (Schleimzucker).

Die bekanntesten Disaccharide, auch Zweifach-Zucker genannt, sind Maltose (Malzzucker), Saccharose (Rohr-, Rübenzucker) und Laktose (Milchzucker).

Darüber hinaus gibt es noch die Oligosaccharide (Mehrfach-Zucker), die aus 3-10 Monosacchariden bestehen und Polysaccharide (Vielfach-Zucker) wie beispielsweise Stärke und Zellulose. Letztgenannte bestehen aus einer Vielzahl von Monosaccharidmolekülen.

Das wohl wichtigste Polysaccharid ist die pflanzliche Stärke, die sich zum Beispiel in Kartoffeln oder Getreide befindet. Tierische Stärke, sogenanntes Glykogen, spielt dagegen für die menschliche Ernährung nur eine untergeordnete Rolle, gleichwohl dem Glykogen eine wichtige Rolle als Energiespeicher zukommt. (de Marées, 2003: 398)

Traubenzucker, welcher sehr schnell ins Blut übergeht, stellt somit für den Menschen eine schnelle Energiequelle dar. Andere Zuckerformen benötigen dagegen mehr Zeit, um in den Blutkreislauf zu gelangen. Ein Maß über die Wirkung eines kohlenhydrathaltigen Lebensmittels auf den Blutzuckerspiegel gibt der glykämische Index. Der glykämische Index drückt vereinfacht gesagt aus, wie schnell der Zucker aus dem Lebensmittel ins Blut übergeht und diesen ansteigen lässt. Die Glukose wird dabei als Bezugswert gleich 100 gesetzt.

Kohlenhydrate liefern dem menschlichen Organismus 4,1 kcal pro Gramm an Energie. Sie werden im menschlichen Körper in Form von Glykogen, einem osmotisch inaktiven Polysaccharid, hauptsächlich in Muskel- und Leberzellen gespeichert. Aufgeladene Glykogenspeicher der Muskulatur sind eine der Grundvoraussetzungen für eine optimale Leistung in fast allen sportlichen Disziplinen. Im Krafttraining zeigt sich bei hoch intensiven Trainingseinheiten eine massive Aktivierung der Glykogenolyse, welche einen rapiden Glykogen-Verlust von 25% und höher in der Muskulatur nach sich zieht. (Robergs et al., 1991: 1700)

Aus diesem Grunde ist es für Kraftsportler unerlässlich, die Muskelglykogenspeicher nach dem Training durch das Zuführen von Kohlenhydraten wieder aufzufüllen.

Zudem spielen Kohlenhydrate eine entscheidende Rolle in der Beeinflussung der Sekretion anaboler Hormone wie beispielsweise dem Insulin und der Suppression des katabolen Hormons Cortison. (Chandler et al., 1994: 839-845)

Fette

Fette und fettähnliche Substanzen werden gemeinsam auch Lipide bezeichnet. Die Fette stellen im menschlichen Organismus das mit Abstand größte Energiedepot dar.

Fette spielen in der Energiebereitstellung eine entscheidende Rolle und liefern mit 9,3 kcal pro Gramm mehr als doppelt so viel Energie wie die Kohlenhydrate mit 4,1 kcal pro Gramm.

Bei Fetten handelt es sich um wasserunlösliche Moleküle. Sie gehören zu den essentiellen Bestandteilen einer jeden menschlichen Zelle. Fette werden in sogenannte gesättigte und ungesättigte Fettsäuren unterschieden. Letztgenannte ungesättigte Fette weisen in ihrem Molekül eine oder mehrere Doppelbindungen auf und sind „stoffwechselaktiver“ als die gesättigten Fette. Einige ungesättigte Fettsäuren wie zum Beispiel die Linolsäure kann der menschliche Organismus nicht selbst synthetisieren und muss daher durch die Nahrung aufgenommen werden. Aus diesem Grunde werden sie als essentielle Fettsäuren bezeichnet und sollten ein Drittel der Fetternährung einnehmen.

Die Fettsäuren sollten als Bestandteil der Makronährstoffe nur kurz erläutert werden, finden im weiteren Verlauf der Arbeit aber keine besondere Betrachtung mehr.

Proteine

Proteine, auch Eiweiße genannt, sind großmolekulare Verbindungen, die den Hauptanteil organischer Moleküle in der Zelle ausmachen. Sie enthalten im Gegensatz zu Kohlenhydraten und Fetten einen Stickstoffanteil von 16 % und bestehen aus Aminosäuren, von denen 20 regelmäßig in den Proteinen vorkommen.

Die aufgenommenen Proteine werden im Darmtrakt zu Aminosäuren gespalten, dort aktiv resorbiert und ebenfalls von der Leber aufgenommen. Sie verfügen wie Kohlenhydrate über einen Energiegehalt von 4,1 kcal pro Gramm.

Die Skelettmuskulatur des menschlichen Organismus beinhaltet ungefähr 65% des körpereigenen Proteinvorkommens. Neben der Bedeutung als eines der drei Makronährstoffe haben Proteine in den verschiedenen körpereigenen Strukturen und Systemen wichtige Aufgaben. Die im Blut enthaltenen freien Aminosäuren und körpereigenen Proteine werden zur Proteinsynthese in den Zellen, beispielsweise für den Aufbau von Enzymmolekülen und Muskeleiweiß, herangezogen.

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¹ http://www.was-esse-ich.de/uploads/media/NVSII_Abschlussbericht_Teil_2.pdf

² Nährstoffdichte beschreibt das Verhältnis zwischen nicht energieliefernden essenziellen Nährstoffen wie Vitaminen oder Mineralstoffen zum Kaloriengehalt eines Lebensmittels.