Grundlagen der Sporternährung
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FITNESS UND AUSDAUER Dieser Text soll dazu dienen, die Grundlagen der Sporternährung verständlicher zu machen. Sämtliche Empfehlungen zu Nährstoffrelationen beziehen sich auf Ausdauersportler ohne Gewichtsprobleme. Personen, die abnehmen möchten, sollten jedoch den Inhalt dieses Textes als Grundlage der Sporternährungslehre nutzen. Bitte entnehmen Sie die entsprechenden Empfehlungen zu ihrem persönlichen Ziel den jeweiligen Abschnitten dieser Einleitung unseres Registers „Fitness und Ausdauer“. Grundlagen der Sporternährung Seit den ersten athletischen Wettkämpfen im antiken Griechenland ist bekannt, dass Athleten, die große Leistungen vollbringen, mehr Energie benötigen als vorwiegend sitzende Personen. Bei erwachsenen Frauen und Männern zwischen 25 und 51 Jahren mit vorwiegend sitzender Tätigkeit (Leichtarbeiter) wird die Energiezufuhr mit 1900 bis 2500 Kalorien pro Tag [Kalorien [kcal]/Tag] als Richtwert angegeben. (D-A-CH-Referenzwerte für die tägliche Nährstoff- und Mineralstoffzufuhr, Stand 2000) Sport kann diesen Richtwert um 500 bis 1000 Kalorien pro Tag erhöhen (Konopka 1998, Seite 49). Bodybuilder mit einem Körpergewicht von über 100 Kilogramm haben an Trainingstagen einen Kalorienbedarf von über 6000 Kalorien pro Tag (Geiß/Hamm 1998, Seite 182). Auch Ausdauersportler, z.B. Radrennfahrer der Tour de France, erhöhen ihren Kalorienbedarf auf bis 10.000 Kalorien am Tag. Um diese große Kalorienmenge aufzunehmen, bedarf es gründlicher Planung. Schließlich soll das nötige intensive Training ohne Beschwerden durch Verdauungsvorgänge erfolgen (Zeit-Mengen-Problem). Viele Sportler wissen leider nur wenig über Sporternährung. Auch etliche Trainer und Betreuer haben wenig Kenntnisse in Ernährungsfragen. Obwohl immer mehr Aufklärungsarbeit in diesem Bereich betrieben wird, bleibt der Wissenstand, häufig auch aus mangelndem Interesse gering. Dabei ist längst erwiesen, dass eine abgestimmte Ernährung die Leistung verbessern kann. Ein Beispiel zur Erläuterung Die meisten Menschen wissen erstaunlich viel über die Funktionsweise eines Automotors. Leider gilt dies nicht für die Funktionsweise ihres Körpers bzw. die Wichtigkeit einer richtigen Ernährung. Dass vor der Autobahnfahrt der Tank mit Treibstoff aufgefüllt wird, damit der Wagen nicht stehen bleibt, scheint ganz klar zu sein. Sportliche Aktivität fordert den Körper mehr als am Schreibtisch. Diese Aktivität kann durchaus mit einer Autobahnfahrt verglichen werden. Gleiches gilt für den Körper des Sportlers. Hier nehmen nehmen wir den Sportwagenmotor als technisches Pendant, der auf der Autobahn Vollgas fahren muss. SEITE 1 Der „Tank“ des Sportlers sollte stets mit Treibstoff (Kohlenhydrate) versorgt sein, damit genügend Energie für das zur Leistungssteigerung oder Gesunderhaltung erforderliche Training zur Verfügung steht. Ist beim Auto der Tank leer, bleibt es stehen. Der menschliche Körper ist besser „gebaut“: Er kann auch mit leerem Tank Leistung FITNESS UND AUSDAUER vollbringen. Allerdings verbrennt er dann vorrangig Muskelsubstanz, was nicht im Sinne eines Sportlers ist. Der möchte gesund bleiben oder Fett abbauen. Die folgende Kapitel beschreiben die richtige Ernährung für Sportler. Die typische Ernährung im Alltag Bereits morgens verzichtet man aus Zeitgründen auf das Frühstück. Im Büro gibt es einen kleinen Schokosnack. Mittags geht‘s in die Kantine, und nachmittags steht irgendetwas zum Kaffee auf dem Plan. Weil wir schließlich gesund leben wollen, gehen wir nach getaner Arbeit ins Sportstudio. – Doch, oh Wunder, wann stellen sich endlich die gewünschten Fortschritte im Sport ein? Wer seine Basisernährung nicht sportgerecht gestaltet, sollte auf jeden Fall über den Einsatz von Sportlernahrung nachdenken und diese in seine Ernährungsweise einbeziehen. Zum Beispiel morgens: Wer länger schlafen möchte, sollte zum Frühstück einen Weight-Gainoder Protein-Shake trinken; die Zubereitung dauert maximal fünf Minuten. Als Power-Snack bei der Arbeit bieten sich Fertigdrinks oder Riegel an. Das ist auf jeden Fall besser, als irgendetwas schnell „mitzunehmen“. Das Angebot ist groß. Welche dieser Produkte für wen geeignet sind, erfahren Sie in den folgenden Abschnitten dieses Textes bzw. anhand der Datenblätter im GfE-Ringordner „Basiswissen Nahrungsergänzungen“. Genetik und Training Der Erfolg im Freizeit- und Leistungssport basiert primär auf den natürlichen genetischen Voraussetzungen, also dem Talent. Ein weiteres Kriterium ist der Trainingszustand. Besonders im Bodybuilding wird dies sichtbar. Bei gleicher Körpergröße und gleichem Körpergewicht hat jeder Athlet ein anderes Erscheinungsbild. Nicht alle können aufgrund ihrer genetisch vorgegebenen Muskelansätze einen vergleichbar ausgeprägten hohen Bizepskopf entwickeln wie z.B. der frühere Mr. Olympia Arnold Schwarzenegger. Eines jedoch haben alle Sportler gemeinsam: Ganz gleich, ob Sie olympisches Gold oder einen Landeswettbewerb gewinnen möchten – jeder sucht nach Möglichkeiten, seine Leistung zu verbessern. An der individuell vorgegebenen Genetik lässt sich (noch) nichts ändern. Die Trainingsprogramme und -techniken haben sich allerdings in den zurückliegenden Jahren rasant entwickelt. Die Sport- bzw. Trainingswissenschaften haben diese Bemühungen durch immer besser ausgeklügelte Methoden zur Leistungssteigerung unterstützt; nicht zuletzt auch durch Fortschritte auf dem Gebiet der Sporternährung. SEITE 2 FITNESS UND AUSDAUER Ziele der Sporternährung Grundsätzlich gilt: Jeder Sporttreibende, der seine persönliche Bestleistung erzielen möchte und sich im oberen Bereich seiner funktionellen Kapazität bewegt, beansprucht seinen Stoffwechsel maximal. Gleichgültig, ob Profi oder Amateur, Leistungs- oder Freizeitsportler. Gut trainierte Sportler haben eine größere Stoffwechsel-Kapazität entwickelt. Deshalb können sie intensiver trainieren und sich schneller erholen. Doch auch dem durchtrainierten Athleten sind Energiedepletion, Dehydrierung und Erschöpfung nicht fremd. Bewegt er sich doch während harten Trainings oder im Wettkampf oft mit maximaler Kapazität betätigt. Hier wird deutlich, dass sich Trainings-und Belastungsrichtlinien inklusive Ernährungsmaßnahmen und die Nutzung von Nahrungsergänzungsmitteln/Sportgetränken für beide Gruppen von Sportlern nicht wesentlich unterscheiden. Ziele einer sinnvoll zusammengestellten Sporternährung – – Optimierung des Stoffwechsels; Optimierung des Energiestoffwechsels; → des intrazellurären Stoffwechsels, → des hormonellen Stoffwechsels, – Beschleunigung der Regeneration; – Substitution verlorengegangener Stoffe; – Wiederauffüllen der Depots. Daraus folgt: – Verbesserung der körperlichen Leistungsfähigkeit; – Verbesserung des allgemeinen Wohlbefindens; – Gesunderhaltung des Sporttreibenden. Anforderungen an die Basisernährung des Ausdauersportlers (vgl. Anforderungen an die Sportbasisernährung, Geiß/Hamm 1998, Seite 71) Für alle Ausdauersportler dominieren in der Basisernährung kohlenhydratreiche Lebensmittel. Sie sind das eigentliche Muskelbenzin des Kraftsportlers. Nicht Steak und Salat, sondern die vor der „Ernährungsrevolution“ noch als Nur-Beilagen bezeichneten Kartoffeln, Teigwaren, Reis und Gemüse in Verbindung mit fettarmen, biologisch hochwertigen Proteinquellen dominieren heute auf dem Speiseplan erfolgreicher (Kraft-)sportler (Wagner/Schupp 1994, Seite 13). Kohlenhydratreiche Kost Circa 55 bis 60 Prozent der täglichen Kalorien sollen aus Kohlenhydraten bestehen, vorzugsweise komplexe ballaststoffhaltige Kohlenhydrate aus Getreide, Kartoffeln, Gemüse, ergänzt durch frisches Obst. SEITE 3 FITNESS UND AUSDAUER Kontrolle des Gesamtfettanteils der Nahrung Täglich sollten nicht mehr als 30 Prozent Fettkalorien aufgenommen werden. In der Praxis bedeutet dies, fettarme Produkte zu bevorzugen und sparsam mit Streich-und Zubereitungsfett umzugehen. Bei der Lebensmittelzubereitung sollen fettsparende Garmethoden den Vorzug genießen. Hochwertiges Eiweißangebot Die aufgenommene Gesamtenergie sollte durchschnittlich zu 10 bis 15 Prozent aus Eiweiß (Kraftsportler bis zu 30 Prozent) gedeckt werden. Besonders berücksichtigt sollte die Kom bination von pflanzlichen-und tierischen Eiweißlieferanten werden, um möglichst eine hohe biologische Wertigkeit zu erlangen. Hohe Nährstoffdichte Lebensmittel bevorzugen, die ein günstiges Verhältnis von Vitaminen und Mineralstoffen zum Kaloriengehalt haben. Hier sind hauptsächlich Vollkornprodukte, frisches Obst und Gemüse, sowie fettarme Milchprdukte zu nennen. Ausreichende Trinkmenge Kein anderer Nährstoffmangel wie der Mangel an Wasser wirkt sich schneller negativ auf die Leistung aus. Das durstlöschende Getränk sollte die Wasser-und Mineralstoffverluste ausgleichen. Geringe Kohlenhydratmengen im Getränk können bei längerandauernden Belastungen zur Stabilisierung der Blutglukosekonzentration beitragen. Persönliche Verträglichkeit Das „gute Gefühl um den Magen herum“ ist ein ganz wichtiges Ernährungsziel für jeden Sportler. Dazu tragen ein auf den Sport abgestimmter Mahlzeitenrhythmus und eine persönlich bekömmliche Lebensmittelauswahl und Nahrungszubereitung bei. SEITE 4 FITNESS UND AUSDAUER Unsere Abbildung 1 zeigt die Empfehlung und Ist-Zustand der zugeführten Nährstoffe (vgl.: Empfehlung und Ist-Zustand der Nährstoffzufuhr, Wagner/Schupp 1994, Seite 12). Häufige Ernährungsfehler in der Basisernährung von Sportlern (vgl.: Empfehlung und Ist-Zustand der Nährstoffzufuhr, Wagner/ Schupp 1994, Seite 13) – – – SEITE 5 Zu hohe Energiezufuhr; zu hohe Fettzufuhr, insbesondere des tierischen Fettes; zu geringe Kohlenhydrataufnahme, die zudem zu wenig komplexe Kohlenhydrate aus Vollkornprodukten, Gemüse, Obst und Teigwaren enthält. FITNESS UND AUSDAUER Die aid-Ernährungspyramide (unsere Abbildung 2) gilt als Grundlage der Empfehlungen für Ausdauersportler und Personen, die Gewicht zunehmen möchten. SEITE 6 FITNESS UND AUSDAUER Der Stoffwechsel Unter Stoffwechsel (Metabolismus) wird die Summe aller physikalischen und biochemischen Prozesse verstanden, die im Organismus ablaufen. Stoffwechselprozesse sind beispielsweise die Umwandlung der aufgenommenen Nahrungsmittel, die Bildung von körpereigenen Strukturen, Hormonen und Enzymen, das Wachstum und der Abbau von Knochen, Muskeln und anderen Geweben. Der Stoffwechsel gliedert sich in zwei Gruppen: – – Baustoffwechsel; Betriebsstoffwechsel (Energiestoffwechsel). Der Baustoffwechsel regeneriert den Organismus. Normalerweise stehen Aufbau (Anabolie) und Abbau (Katabolie) der verschiedenen Strukturen im Gleichgewicht. Bei Sportlern sollten die aufbauenden Vorgänge dominieren, d.h. es überwiegt eine anabole Stoffwechsellage. Allerdings kann es beim Sportler auch zu katabolen Stoffwechsellagen kommen, wenn keine ausreichende Regeneration oder kein Ersatz der verbrauchten Energie nach dem Training erfolgt. Viele Sportler sind übertrainiert, da die Regenerationszeiten nicht eingehalten werden. Der Grund liegt darin, dass viele Sportler denken: Viel Training hilft viel. (Williams 1997, Seite 73). Durch den Energiestoffwechsel wird durch Verbrennung (Oxidation) von Kohlenhydraten, Fetten und – zum kleinen Teil – Eiweiß Energie gewonnen. Welche Substanzen zur Energiegewinnung genutzt werden, hängt vom Ernährungs- und Trainingszustand des Organismus ab und besonders auch davon, ob zum jeweiligen Zeitpunkt genügend Sauerstoff zur Verfügung steht oder nicht. Der Anteil der Energiegewinnung verwendeten Nährstoffe ist also nicht konstant, sondern wechselt je nach der bestehenden Situation (Konopka 1998, Seite 33). Für die Muskelkontraktion wird immer Adenosintriphosphat (ATP) benötigt. ATP wird auch als die Energiewährung des Körpers bezeichnet. Dabei ist es egal, ob man eine leichte Tätigkeit, wie z.B. das Öffnen einer Flasche, oder einen Weltrekord im Gewichtheben aufstellen möchte. Energiebereitstellung bei intensiver Sportausübung Durch den Einfluss des Trainings findet man im Muskel eine Erhöhung von ATP (Adenosintriphosphat), Kreatinphosphat, Glykogen, sowie eine gesteigerte Aktivität der glykolytischen Enzyme, vor allem im Cytoplasma. Aufgrund der sehr kurzen, aber intensiven Belastungsform deckt die Zelle ihren Energiehaushalt über den Weg der anaeroben Oxidation ab. Darüber hinaus kommt es zu einem vermehrten Proteineinbau in die kontraktiven Elemente und so zu einer Vergrößerung des Muskelquerschnitts (Muskelhypertrophie). Eine Anpassung des Herz-Kreislauf-Systems im Sinne einer Schlagvolumensteigerung wird bei reiner Ausübung von Krafttraining nicht vorgefunden (Geiß/Hamm 1998, SEITE 7 FITNESS UND AUSDAUER Seite 179; siehe Abbildung 3: Anteile der Energieliefernden Substanzen, Geiß/Hamm 1998, Seite 65). Adenosintriphosphat (ATP) Die gesamte Leistung, die der Körper mit Hilfe seiner Muskeln leisten kann (auch mechanische Energie), wird durch eine Vielzahl von chemischen Vorgängen in den Körpergeweben gewonnen. Aus der aufgenommenen Nahrung (Proteine, Kohlenhydrate, Fette, Mineralien, Vitamine etc.) werden über Magen, Darm und Leber die Nahrungsbestandteile so umgewandelt, dass neben vielen Produkten auch ATP hergestellt werden kann. ATP ist die unmittelbare Energiequelle für die Muskelkontraktion. Es wird gebildet aus Adenin, einer in vielen Naturprodukten enthaltenen Purinbase, aus Ribose, einem Kohlenhydratbestandteil der Ribonukleinsäure und drei Phosphorsäureresten. ATP ist der Garant dafür, dass ein Muskel sofort Spannung erzeugen, also kontrahieren kann, nachdem ein Reiz erfolgt ist. Nur unter Bereitstellung von ATP kann der Muskel arbeiten, denn jede Kontraktion benötigt Energie. Diese Energie entsteht durch Hydrolyse (ein Prozess, bei dem chemische Verbindungen unter Mitwirkung eines Enzyms gespalten werden). ATP liefert Energie, indem durch das Enzym Adenosintriphosphatase (ATPase) ein Phosphorsäurerest abgespalten wird. Die durch diese Reaktion aktivierten Querbrücken des Myosinfilaments ergreifen die Aktinfilamente, und der Muskel kontrahiert. SEITE 8 FITNESS UND AUSDAUER Als Endprodukt dieses chemischen Vorgangs entsteht das Adenosindiphosphat (ADP). ATP ist im Muskel in sehr geringen Mengen gespeichert und kann daher nur kurzfristig Energie bereitstellen. Bereits nach zwei bis drei Sekunden (Maximalkontraktion) sind die ATP-Speicher im Muskel erschöpft. Könnte ATP nicht sehr schnell wieder aufgebaut werden, wäre keine Energie mehr für weitere Kontraktionen vorhanden (Schulte-Weber 1996, Seite 48; siehe Abbildung 4: Die Bedeutung des ATP für den Muskel, Williams 1997, Seite 69). Um ATP wieder aufzubauen, kann ein ADP-Molekül einen Phosphatrest mit Hilfe des Enzyms Myokinase abspalten. Für diesen Prozess werden zwei ADP-Moleküle benötigt, um ein ATP-Molekül wieder „aufzuladen“. Das freiwerdende Phosphat baut ein ADP-Molekül zu ATP um, das andere wird zu Adenosinmonophosphat (AMP). Diese Resynthetisierung ist aber wenig effektiv, begrenzt der Prozess doch die Verfügbarkeit von ATP zur Muskelarbeit. AMP lässt sich auch nicht direkt wieder zu ATP aufbauen. Diese Umwandlung findet nur dann statt, wenn Creatinphosphat nicht in ausreichender Menge zur Verfügung steht. Um ATP auch während der Muskelarbeit wieder aufzubauen, und den wenig effektiven Umbau von ADP zu ATP zu vermeiden, stehen dem Muskel drei verschiedene Energiesysteme zur Verfügung: – – – SEITE 9 ATP-Kreatinphosphatsystem (anaerob-alaktazide Energiebereitstellung); Milchsäuresystem (anaerob-laktazide Energiebereitstellung); Sauerstoffsystem (aerobe Energiebereitstellung). Alle drei Systeme sind miteinander verbunden. Sie sind zeitlich aneinandergekoppelt und gewährleisten ein sanftes Überwechseln von einer Energieproduktion zur anderen. Die ATP-Speicher im Muskelgewebe sind bereits nach zwei bis drei Sekunden erschöpft. Danach ermöglicht das Creatinphospat bis zu maximal 10 Sekunden, ATP zu synthetisieren. Daran anschließend stellt die Glykolyse unter Bildung von Milchsäure die ATP-Herstellung für weitere 30 Sekunden sicher. Zuletzt übernimmt das aerobe System unter Hinzuziehung von Sauerstoff und Nährstoffen aus dem Blut den ATP-Aufbau (SchulteWeber 1996, Seite 49). FITNESS UND AUSDAUER Die einzelnen Nährstoffe Aufgabe der Ernährung ist es, den Organismus mit den erforderlichen Nährstoffen zu versorgen. Unter einem Nährstoff versteht man eine spezifische Substanz, die im Organismus eine oder mehrere physiologische oder biochemische Funktion erfüllt. Die Gesamtheit dieser Nährstoffe wird in sechs Hauptklassen aufgeteilt: – – – – – – Kohlenhydrate; Fette; Eiweiße (Protein); Vitamine; Mineralstoffe; Wasser (Williams 1997, Seite 2). Eine weitere Unterteilung erfolgt in Makro- und Mikronährstoffe (siehe unsere Abbildung 5: Aufteilung der Hauptnährstoffe und deren Bedeutung für den Sportler, modifiziert nach Konopka 1998, Seite 43). SEITE 10 FITNESS UND AUSDAUER Die Nährstoffe erfüllen drei Hauptfunktionen – – – Energiestoffwechsel: Die Nährstoffe versorgen den Organismus mit Energie. Die wichtigsten Energiequellen sind die Kohlenhydrate und Fette. Bei langer und intensiver sportlicher Tätigkeit, oder in Energiemangelsituationen werden auch Eiweiße zur Energiegewinnung herangezogen. Vitamine, Mineralstoffe und Wasser enthalten dagegen keine Energie. Baustoffwechsel: Nährstoffe werden genutzt, um Gewebe aufzubauen und bei Bedarf zu regenerieren. Die Eiweiße sind die wichtigsten Baustoffe für die Muskulatur, für Weichteilgewebe und Enzyme. Das Knochenskelett wird dagegen vorwiegend aus Mineralstoffen, speziell Kalzium und Phosphaten, aufgebaut. Bestimmte Nährstoffe werden in der Regulierung der Stoffwechselprozesse benötigt. Vitamine, Mineralstoffe und Proteine arbeiten bei den physiologischen Prozessen des menschlichen Organismus eng miteinander zusammen. So ist beispielsweise das Hämoglobin der roten Blutzellen wesentlich für den Transport des Sauerstoffs über das Blut zur Muskulatur beteiligt. Es stellt einen Komplex aus einer Eiweißstruktur und einem Eisenatom, also einem Spurenelement, dar. Andererseits werden zahlreiche Mineralstoffe und Vitamine benötigt um den Blutfarbstoff aufzubauen (Williams 1997, Seite 2). Kohlenhydrate Kohlenhydrate bestehen aus Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatomen. Auf ein Kohlenstoffatom (C) kommt jeweils ein Molekül Wasser (H2O), so dass sich die allgemeine Summenformel Cm(H2O)n ergibt. Da Kohlenhydrate auch Sauerstoff enthalten, muss bei ihrer Verbrennung (Oxidation), anders als bei Fetten und Proteinen, weniger Sauerstoff von außen zugeführt werden. Darauf beruht der Vorteil als ökonomische Energiequelle. Hauptsächlich in Lebensmitteln pflanzlicher Herkunft sind Kohlenhydrate vorhanden. Tierische Lebensmittel, mit Ausnahme von Milch und Milchprodukten (Milchzucker), enthalten wenig Kohlenhydrate. Die Kohlenhydrate sind die wichtigsten Energieträger und sollten mengenmäßig den Hauptbestandteil der täglichen Nahrung darstellen. Sie liefern zwar mit 4,1 Kalorien [kcal] pro Gramm nur annähernd halb soviel Energie wie die Fette, stehen aber viel schneller zur Energiebereitstellung zur Verfügung. Kohlenhydrate liefern pro Liter Sauerstoff die meiste Energie und stellen somit die ökonomischste Energiequelle dar. Alle verwertbaren Kohlenhydrate werden letztendlich zu Glucose abgebaut, die vollständig zu Wasser und Kohlendioxid oxidiert werden kann. Kohlenhydrate werden im Körper in Form von Glykogen gespeichert. Hauptspeicherorgane sind Leber und Skelettmuskeln. Der Abbau von Glykogen zu Glucose heißt Glykogenolyse. Der Abbau von Glucose zu CO2 und H2O wird Glykolyse genannt. Dabei unterscheidet man zwei unterschiedliche Stoffwechselwege: die aerobe und die anaerobe Glykolyse. SEITE 11 FITNESS UND AUSDAUER Der Aufbau von Kohlenhydraten erfolgt vorwiegend in den Pflanzen, die Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O) aufnehmen und daraus über verschiedene Reaktionsschritte Sauerstoff (O2) und Kohlenhydrate bilden können. Dieser Vorgang findet in den Chloroplasten der Pflanzen statt und wird als Photosynthese bezeichnet. Die Energie, die für die Bildung von Kohlenhydraten erforderlich ist, liefert die Sonne. Die Reaktion entspricht der Umkehrung der Glykolyse und sieht folgendermaßen aus: 6 CO2 + 6 H2O + 2.827 Kilo-Joule [kJ] (Energie) = C6H12O6 + 6 O2 Die in den Pflanzen gebildete Glucose (C6H12O6) wird in den Speicherorganen der Pflanze gelagert und zu Mehrfachzuckern (Di-, Tri-, Pentasaccharide etc.) und Vielfachzuckern (Polysaccaride) umgewandelt. Unsere Nahrung enthält daher einfache Kohlenhydrate, die nur aus einem Zuckerbaustein bestehen sowie komplexe, zusammengesetzte Kohlenhydrate, die ähnlich einer Perlenkette aus vielen hundert Einzelbausteinen bestehen können (Konopka 1998, Seite 54). Entsprechend der Kettenlänge unterscheidet man Nahrungs-Kohlenhydrate und deren Verwertbarkeit folgendermaßen (siehe Hamm/Weber 1994, Seite 23): Honig, Früchte, Getränke, Süßwaren, Milch, Präparate Glucose Fructose Galactose Disaccharide oder Zweifachzucker Oligosaccharide oder Mehrfachzucker 2 (Glucose + Fructose) 2 (Glucose + Glucose) 2 (Glucose + Galactose) Saccharose Haushaltszucker (Rübenzucker) Süßwaren, Kuchen, Getränke (z.B. Limonade) Maltose Malzbier (Malzzucker) Lactose Milch (Milchzucker) 3 bis 15 Maltodextrin Polysaccharide mehr als 15 oder Vielfachzucker mehr als 15 SEITE 12 Sportlerenergiegetränke, Zuckergemisch Knäckebrot, Zwieback Stärke Verdauliche, energieliefernde Nahrungskohlenhydrate Monosaccharide 1 oder Einfachzucker Vorkommen Schnell verfügbare Kohlenhydrate (Zucker, Ausnahme Milchzucker!) enthalten in Komplexe Kohlenhydrate mit Langzeitwirkung Kohlenhydratarten Anzahl der dazu zählen Verwertbarkeit Zuckerbausteine Kartoffeln, Getreideflocken, Müsli, Brot, Nudeln, Reis, Bananen Glykogen Muskelfleisch, Leber Cellulose Ballaststoffe aus GetreiderandUnverdauliche Hemicellulose schichten Kohlenhydrate (Kleie), Pektin Obst und Gemüse FITNESS UND AUSDAUER Für alle Ausdauersportarten gilt: Der Kohlenhydratanteil in der Trainingsphase sollte möglichst mindestens 55 Prozent der Gesamtkalorienzufuhr betragen, damit die Glykogenspeicher der Leber und der Muskeln stets gefüllt sind (Geiß/Hamm 1998). Die Speicherfähigkeit für Kohlenhydrate ist begrenzt. Den Anteil an Kohlenhydraten, der nicht zur Energieversorgung genutzt und nicht als Glykogen gespeichert wird, wandelt der Körper in Fett um (Hamm/Weber 1994, Seite 22). Eine kohlenhydratreiche Kost ist die Voraussetzung für ausreichende Glykogenreserven und nach einem erschöpfenden Training unerlässlich für eine rasche Wiederauffüllung der Glykogendepots. Auf diese Weise werden die Regenerationszeiten verkürzt und die volle Leistungsfähigkeit schnell wiederhergestellt (siehe Hamm/Weber 1994, Seite 20). Kostform Glykogengehalt pro 100 Gramm Muskelsubstanz kohlenhydratreich gemischt fett- und eiweißreich 3, 51 Gramm 1,75 Gramm 0,63 Gramm Bei hoher Belastungsintensität spielen die Kohlenhydrate die Hauptrolle in der Energieversorgung. Sind die Glykogenvorräte verbraucht, sinkt die körperliche- und geistige Leistungsfähigkeit und zwingt zum Abbruch der Aktivität. Der Blutglucosespiegel sollte nicht zu stark abfallen. Das Gehirn gewinnt seine Energie ausschließlich aus Glucose (Konopka 1998, Seite 56). Ist das Glucose-Angebot reduziert, sind vor allem Einschränkungen in der Konzentration und Koordination zu befürchten. Bei Belastungen von mehr als einer Stunde Dauer ist es sinnvoll, während des Trainings oder Wettkampfes Kohlenhydrate zu ersetzen. Dabei sollte der Glucoseanteil jedoch nicht mehr als 10 Prozent gemessen an der Gesamtkohlenhydratmenge betragen (Geiß/Hamm 1998, Seite 85). Traubenzuckertäfelchen sind daher nur in bescheidenen Maßen geeignet, den Blutzuckerspiegel zu stabilisieren. Wird zu viel Glucose oder Saccharose zugeführt, reagiert die Bauchspeicheldrüse mit einer Insulinausschüttung und senkt den Blutglucosespiegel. Dabei kommt es jedoch zu einer Überkompensation, das heißt: zu einer Absenkung des Blutglucosespiegels unter den Normalwert von 80 Milligramm pro Deziliter. Gerät der Sportler in den hypoglykämischen Zustand (Unterzucker), lässt sofort die Konzentration nach. Er bekommt Hunger und bricht seine Leistung ab. Die Radfahrer nennen dieses Phänomen auch den „Hungerast“ (Geiß/Hamm 1998, Seite 83). Komplexe Kohlenhydrate in Form von Vollkornprodukten oder Obst sind als Zwischenmahlzeit gut geeignet, den ersten Hunger zu stillen und die Kohlenhydratversorgung zu sichern. Sportgetränke wie die so genannten „isotonischen Durstlöscher“ sollten überwiegend Fructose oder Glucosepolymere wie Maltodextrin enthalten, um einen schnellen Blutzuckeranstieg zu vermeiden. SEITE 13 Maltodextrine sind verzweigtkettige Glucose-Polymere (zusammengesetzte Zucker), die in Sportlernahrungen wie z.B. in Weight Gainern FITNESS UND AUSDAUER oder Kohlenhydratkonzentraten eingesetzt werden. Die Basisernährung des Sportlers sollte vor allem polysaccharidhaltige Erzeugnisse wie stärkehaltige Getreideprodukte – am besten auf Vollkornbasis – aufweisen. Um die empfohlenen 55 bis 60 Prozent Kohlenhydrate aufzunehmen, müssen reichlich Kartoffeln, Reis, Nudeln, Obst und Gemüse auf dem Speiseplan stehen. Fleisch, und vor allem die meist fetthaltige Sauce, sollten zur Beilage werden. Auf diese Weise ist es möglich, den Kohlenhydratanteil der Nahrung deutlich zu erhöhen und gleichzeitig für eine ausreichende Ballaststoffzufuhr zu sorgen. Eine Ernährungsumstellung durch Einsparen von Fett zugunsten einer kohlenhydratreichen Ernährung ist für viele fortgeschrittene Sportler die Basis für eine spürbare Verbesserung der sportlichen Leistung (Geiß/Hamm 1998, Seite 88). Fett Das Nahrungsfett dient in erster Linie der Energieversorgung des Körpers. Ein Gramm Fett liefert dabei 9,1 Kalorien [kcal]. Fett wird in Form von Triglyzeriden als Depotfett (Körperfett) gespeichert. Die Speichermöglichkeit für Fett ist nahezu unbegrenzt. Ein Gramm Körperfett hat einen Energiegehalt von 6 bis 7 Kalorien [kcal], da Fettgewebe nicht aus reinem Fett besteht. Der durchschnittliche Körperfettanteil beträgt bei Männern ca. 15 bis 18 Prozent und bei Frauen 22 bis 25 Prozent (Williams 1997, Seite 351). Männer in Ausdauersportarten weisen durchschnittlich einen Körperfettanteil von 10,9 Prozent auf (Geiß/Hamm 1997, Seite 199). Häufig erreichen Bodybuilder(innen) in der Wettkampfvorbereitung kurzfristig einen Körperfettanteil von unter 5 Prozent (Froschauer 1996). Ähnlich geringe Werte in Höhe von 5 bis 7 Prozent Körperfettanteil wurden auch bei männlichen Turnern und Ringern festgestellt. Das gesundheitliche Mittelmaß sollte bei Männern 5 bis 10 Prozent und für Frauen bei 12 bis 15 Prozent Körperfettanteil betragen (Williams 1997, Seite 351). Fett spielt ferner bei der Wärmeisolierung eine Rolle, wird zum Aufbau von Zellmembranen benötigt (Phospholipide und Glykolipide) und erfüllt bestimmte Polster- und Stützfunktionen (Bandscheibe, Ferse). Zur Resorption der fettlöslichen Vitamine (A, D, E und K) ist Fett in geringen Mengen erforderlich (Konopka 1998, Seite 62). SEITE 14 FITNESS UND AUSDAUER Energiebereitstellung durch Fett Die Energiebereitstellung beim Training im Fitness-Studio erfolgt durch energiereiche Phosphate und der anaeroben Glykolyse. Erst bei einer länger andauernden Belastung (z.B. Ergometertraining) greift der Organismus auf seine Fettreserven zurück. (Siehe auch Abbildung 6: Art der Energiebereitstellung in Abhängigkeit von der Belastungsdauer, modifiziert nach Geiß/Hamm 1998.) SEITE 15 FITNESS UND AUSDAUER Eiweiß (Protein) Vor mehr als 100 Jahren entdeckte ein holländischer Wissenschaftler, dass alle Lebewesen über eine gemeinsame Grundsubstanz verfügen. Diese nannte er Protein (griechisch „protos“ = der Erste). Eiweiß setzt sich aus den einzelnen Aminosäuren zusammen. Von den mehr als 100 bekannten Aminosäuren spielen als Bestandteil des menschlichen Eiweißes lediglich 22 eine wesentliche Rolle. Davon kann der menschliche Körper einige selbst herstellen, andere muss er mit der täglichen Nahrung zu sich nehmen. Die letztgenannten bezeichnet man daher als essenziell. Zu den acht essenziellen Aminosäuren zählen: die verzweigtkettigen Leucin, Isoleucin, Valin, die aromatischen Aminosäuren Phenylalanin und Tryptophan, die schwefelhaltige Aminosäure Methionin sowie Lysin und Threonin. Als semi-essenziell bezeichnet man solche Aminosäuren, für die in bestimmten Wachstumsphasen ein erhöhter Bedarf besteht, der nicht durch Eigensynthese ausgeglichen werden kann. Hierzu zählen Arginin, Glutamin und Histidin. Sind zwei Aminosäuren miteinander verknüpft, spricht man von einem Dipeptid, bei drei Aminosäuren von Tripeptid usw. Sind nicht mehr als zehn Aminosäuren miteinander verknüpft, spricht man von Oligopeptiden. Zehn bis 100 Aminosäuren bilden die Polypeptide. Sind über 100 Aminosäuren verknüpft, heißen sie Makropeptide oder Proteine. Hierdurch ergibt sich eine große Zahl von Verknüpfungsmöglichkeiten (10130). Eiweiß dient dem Körper in erster Linie als Baustoff. Der Körper baut täglich – auch in Ruhe – bis zu 700 Gramm Eiweiß aus Aminosäuren auf und ebensoviel an anderer Stelle wieder ab. Die beim Aufbau entstehenden Aminosäuren bilden den so genannten Aminosäurepool. Da der Körper Eiweiß im Gegensatz zu Fett nicht unbegrenzt speichern kann, muss er überschüssiges Eiweiß in der Leber zu Harnstoff abbauen und über die Niere ausscheiden. Überwiegt die Ausscheidung von „Harnstoff-Stickstoff“, spricht man von einer negativen Stickstoffbilanz. Überwiegt die Menge an aufgenommenen „ProteinStickstoff“, ist die Bilanz positiv. Damit das aufgenommene Nahrungsprotein optimal in körpereigenes Eiweiß umgebaut werden kann, ist einerseits das richtige Mengenverhältnis der verzweigtkettigen Aminosäuren zu den übrigen Aminosäuren entscheidend. Andererseits ist wichtig, dass möglichst sämtliche Aminosäuren im Nahrungseiweiß vorkommen. Daher ist eine Eiweißzufuhr durch pflanzliches und tierisches Eiweiß zu empfehlen, wobei das tierische Eiweiß eine höhere biologische Wertigkeit aufweist. Fehlen in der Nahrung einzelne Aminosäuren oder stehen diese nicht in ausreichender Menge zur Verfügung, so bricht die Proteinbiosynthese ab; es steht dann kein Substrat mehr in ausreichender Menge bereit (Konopka 1998, Seite 68). Sojaprotein ist wie alle Hülsenfrüchte arm an Methionin. Getreideprotein ist arm an Arginin, Histidin und Lysin. SEITE 16 FITNESS UND AUSDAUER Biologische Wertigkeit „Biologische Wertigkeit“ lautet die ursprüngliche Bezeichnung für diejenige Menge an Körpereiweiß, die durch 100 Gramm des zu prüfenden Nahrungseiweißes ersetzt werden kann – bestimmbar nach der Formel: Retinierter Stickstoff x 100 Resorbierter Stickstoff Die tatsächliche Biologische Wertigkeit des Eiweißkörpers ist jedoch in erster Linie durch deren Gehalt an essenziellen Aminosäuren gegeben (Roche, Lexikon Medizin 1998). Als Referenzwert für die Biologische Wertigkeit eines Eiweißes wird die Aminosäuren-Zusammensetzung des Voll-Eis herangezogen. Die Zahl 100 ist demnach eine dimensionslose Zahl. Die biologische Wertigkeit verschiedener Proteingemische für den Menschen (vgl. Lang/Kofranyi aus Konopka 1998, Seite 71) Tierisches Eiweiß Vollei Rindfleisch Fisch Milch Edamer Käse Schweizer Käse Biologische Wertigkeit Pflanzliches Eiweiß Biologische Wertigkeit 100 92 bis 96 94 88 85 84 Soja Grünalgen Roggen Reis Kartoffeln Brot Linsen Weizen Erbsen Mais 84 81 76 70 70 70 60 56 56 54 Durch eine Kombination mit anderen eiweißhaltigen Nahrungsmitteln, die diese Aminosäuren in reichlicher Menge enthalten, kann dieses Defizit ausgeglichen und die Biologische Wertigkeit erhöht werden. Die folgenden Kombinationen machen dies anschaulich: Die biologische Wertigkeit verschiedener Proteingemische für den Menschen (nach P. Semmler aus Konopka 1998, Seite 71) Proteingemisch Bohnen und Mais Milch und Weizen Vollei und Weizen Vollei und Milch Vollei und Kartoffel Verhältnis [%] Biologische Wertigkeit 52 75 68 71 35 und und und und und 48 25 32 29 65 101 105 118 122 137 Anmerkung: Bei den genannten Werten handelt es sich um rechnerische Werte nach Kofranyi. Diese Werte bedeuten nicht, dass bei einer Biologischen Wertigkeit von 137 aus 100 Gramm Protein 137 Gramm Körperprotein aufgebaut werden können. Das wäre Zauberei. Es bedeutet nur, dass das Aminosäuren-Profil des Voll-Eis überboten wird. Für die Umsetzung im Körper zu Körpereiweiß spielen auch Faktoren wie Gesamtkalorienzufuhr und Bioverfügbarkeit eine entscheidene Rolle. SEITE 17 FITNESS UND AUSDAUER Der Eiweißbedarf ist abhängig von der körperlichen Belastung und dem Lebensalter (Wachstum). Unter Voraussetzung, dass genügend biologisch hochwertiges Eiweiß zur Verfügung steht, sollte die tägliche Eiweißaufnahme zwischen 0,9 und 2,5 Gramm Eiweiß pro Kilogramm Körpergewicht liegen (Konopka 1998, Seite 71). Kraftsportler benötigen zum Aufbau von Muskelmasse ca. 2 Gramm Eiweiß pro Kilogramm Körpergewicht (Geiß/Hamm 1998, Seite 179). Zur Wirksamkeit von Eiweißpräparaten hat A. Bredenkamp im Jahre 1983 eine zehnmonatige Untersuchung an neun Bodybuildern durchgeführt, die sich an der damaligen Praxis von 2 bis 4 Gramm Eiweiß pro Kilogramm Körpergewicht orientierte. Die Ergebnisse hinsichtlich Muskelaufbau und Kraftzuwachs bei einer Dosierung von 3 bis 4 Gramm Eiweiß pro Kilogramm Körpergewicht waren eindeutig positiv. Bei der Zufuhr von 1 Gramm Eiweiß pro Kilogramm Körpergewicht war bei höherem Trainingsniveau keine weitere Leistungssteigerung möglich (Bredenkamp/Hamm 1998, Seite 246). (Siehe auch Abbildung 7: Veränderung des Körpergewichts, Körpermaße und Kraftleistung, durch die Supplementation von Eiweißpräparaten, Bredenkamp/ Hamm 1998, Seite 247.) SEITE 18 FITNESS UND AUSDAUER Eiweiß dient nicht nur zum Aufbau der Muskeln, sondern darüber hinaus zur Herstellung der Enzyme (synonym „Fermente“), Hormone, Immunglobuline, Antigene und Antikörper und zur Hämoglobinsynthese. Ferner wird Eiweiß zur Bildung von Stütz- und Bindegewebe (Kollagen) benötigt. Da Enzyme aus Eiweiß (Protein) bestehen, macht sich eine Unterversorgung mit Eiweiß als erstes durch einen Mangel an Enzymen bemerkbar. Enzyme steuern eine Vielzahl von Stoffwechselvorgängen des Körpers (Geiß/Hamm 1998, Seite 107). Glukoplastische Aminosäuren können in der Leber zu Glucose umgebaut werden. Diesen Vorgang bezeichnet man als Gluconeogenese. Unter Hungerbedingungen und bei Mangel an Kohlenhydraten kann die Leber auf diese Weise den Blutglucosespiegel stabilisieren. Ketoplastische Aminosäuren – dazu zählen L-Lysin und L-Leucin – können Ketonkörper bilden (Aceton, Acetessigsäure und Betahydroxibuttersäure). Gluko- und Ketoplastische Aminosäuren können beides. Hierzu zählen L-Tyrosin, L-Tryptophan, L-Phenylalanin und L-Isoleucin (Roche, Lexikon Medizin 1998). (Siehe auch Abbildung 8: Aminosäurenstoffwechsel, Konopka 1998, Seite 70.) SEITE 19 FITNESS UND AUSDAUER Zusammenfassung und Empfehlung Bitte nutzen Sie als Überblick für eine sinnvolle Nahrungsergänzung unseren Supplement Circuit für Fitness und Ausdauer. SEITE 20
