Ernährung

Grundlagen der Sporternährung

Sporternährung: Grundlagen über Makronährstoffe & Vitamine
Florian Kolditz
Geschrieben von Florian Kolditz

Die Grundlagen der Ernährung im Sport spielen im heutigen Bodybuilding und Fitnesstraining keine untergeordnete Rolle mehr, zwar wird vieles teilweise gnadenlos überbewertet, doch sind viele Dinge zur Gesunderhaltung und dem erfolgreichem Aufbau von Muskelmasse und Kraft ganz einfach wichtig. Diese Übersicht soll als Grundlage dienen und beinhaltet grobe Richtlinien im Umgang mit der Ernährung rund ums Training, sowie Grundlagen zu Makronährstoffen & Vitaminen.

1.1 Kohlenhydrate

Kohlenhydrate sind wie Eiweiße und Fette der Hauptbestandteil unserer täglichen Ernährung, sie besitzen den gleichen Energiewert wie den der Proteine (4,1kcal/g bzw. 17,1 kj/g) [1] und bestehen aus Kohlenstoff, Sauerstoff sowie Wasserstoff. Sie haben die Aufgabe als Hauptenergielieferant und Energiespeicher des Körpers zu dienen. Schon im Mundraum beginnt die Resorption von Einfach- und Zweifachzucker über die Mundschleimhaut direkt ins Blut, u.a. ein Grund warum Dextrose den Blutzuckerspiegel innerhalb weniger Minuten erhöht. Die Aufnahme von Stärke findet hingegen im Darm statt, wobei diese im Mundraum bereits durch das Verdauungsenzym Ptyalin zerlegt wird [3], dabei spaltet es die vorliegende komplex verzweigte Kohlenhydratstruktur in einzelne Moleküle, die sog. Dextrine. Diese Zuckerbausteine gelangen hierbei entweder in die Leber wo sie als Glykogen, der Speicherform der Kohlenhydrate eingelagert werden, oder in die Muskulatur, wo sie je nach Energiebedarf als Energieträger verstoffwechselt, oder ebenso als Speicherform dienen. Der Speicher in der Leber beträgt im Schnitt 100g [2], in der Muskulatur sind es bis zu 500g [2]. Glykogen besteht aus verknüpften D-Glucose Molekülen, 1g Glycogen ist in der Lage 3g Wasser im Muskel zu halten, es hat demnach eine osmotische (wasserbindende) Eigenschaft, dies ist nötig um u.a. eine Dehydrierung (starker Wasserverlust des Körpers) kompensieren zu können [6]. Kohlenhydrate sind nicht essentiell, sollte die Energiezufuhr durch Kohlenhydrate drastisch sinken, fällt der Körper in die sog. ketogene Stoffwechsellage bei der er Fettsäuren in Ketonkörper aufspaltet und diese als Energielieferant nutzt. Einen nutzen findet dieser Vorgang oftmals als Diätform (ketogene Diät).

Man Unterscheidet die Kohlenhydrate in 4 Formen:

Einfachzucker
(Monosaccharide)

  • Glucose/Dextrose(Traubenzucker)
  • Fructose(Fruchtzucker)
  • Galactose(Schleimzucker)
  • Mannose
  • Desoxyribose (Bestandteil der DNS)
  • Ribose (RNA)

Zweifachzucker
(Disaccharide)

  • Lactose (Milchzucker)
  • Maltose
  • Trehalose
  • Saccharose (Rohrzucker)
  • Lactulose (synth. Milchzucker)

Mehrfachzucker
(Oligosaccharide, meist in Energiedrinks zu finden)

  • α Cyclodextrin
  • β Cyclodextrin
  • γ Cyclodextrin

langkettiger „vielfach“ -Zucker
(Polysaccharide)

  • Stärke
  • Cellulose

Kohlenhydrate im Bezug auf den Energiestoffwechsel (vereinfacht)
Kohlenhydrate finden im aeroben, wie auch dem anaeroben Energiestoffwechsel ihre Aufgabe als Energieträger, in der aeroben Energiebereitstellung die i.d.R. nach wenigen Sekunden beginnt (nach Verbrauch von ATP und Kreatinphosphat) werden zunächst zunehmend Kohlenhydrate verbrannt [3,4]. Grob gesagt kann man davon ausgehen bei sehr intensivem Training seine muskulären Kh-Speicher nach etwa 70-90 Minuten geleert zu haben [4], ab diesem Zeitpunkt muss der Körper vermehrt auf die Energiebereitstellung der Fette zählen, die allerdings den Nachteil mit sich bringt mehr Sauerstoff zu benötigen und langsamer abzulaufen [3,5]. In der anareoben Energiebereitstellung (an.Glycolyse) die bei steigender Intensität zur aeroben dazugeschaltet wird, wird Glucose nur teilweise verbrannt, dabei fällt Laktat (Milchsäure) an [3,4,5] = > zunehmend steigt die Wasserstoffionenkonzentration im Muskel und der PH-Wert sinkt [2]. Dies führt zur Übersäuerung (Azidität), sollte die Intensität beibehalten werden = > Schmerz ▲ Leistung ▼

Gut zu wissen übrigens: je trainierter ein Sportler, desto höhere Laktatkonzentrationen verträgt er. Dies begründet sich hauptsächlich durch effizienter arbeitende Puffer.

Der Bedarf
Richtwerte für den Tagesbedarf eines Sportlers werden meist im Bereich von 300-500g angegeben oder anders ausgedrückt pro 1000 Kcal Energiebedarf ca. 120g Kohlenhydrate. Bei der Bedarfsdeckung ist ein Hauptaugenmerk auf die komplexeren Kohlenhydrate (z.B. aus Nudeln, Haferflocken, Kartoffeln oder Reis) zu legen, deren Vorteil u.a. ein längeres Sättigungsgefühl (siehe Amylin – Leptin) und eine längere Energieversorgung darstellt. Nach der Belastung empfiehlt sich jedoch der Konsum von Einfachzucker, da dieser schneller resorbiert wird und eine effektivere Insulinantwort zur Unterbindung des Katabolismus erzeugt. Allgemein gesagt sollten etwa 45-50% des gesamten Energiebedarfes von Kohlenhydraten gedeckt werden, dies jedoch nur als Richtwert. Neuste Erkenntnisse in diesem Bereich gehen soweit Fett einen größeren Anteil am Energiebedarf übernehmen zu lassen, was somit die Gesamtmenge an Kohlenhydraten reduziert. Ergänzend kann man feststellen das die Verwertung und „Verträglichkeit“ höherer Mengen an komplexen Kohlenhydraten (primär Stärke) individuell unterschiedlich ist, Unverträglichkeiten in diesem Bereich stellen allerdings nicht die Regel und somit eher eine Ausnahme dar.

der Glykämische Index (GI)
Der Glykämische Index (GI) ordnet Lebensmittel nach ihrer Wirkung auf den Blutzuckerspiegel ein [6], je höher der GI umso schneller gelangen die Kohlenhydrate in die Blutbahn und steigern demnach den Blutzuckerspiegel. Zucker (Glukose) bekommt dabei den Referenzwert 100 zugeschrieben. Folgende Faktoren haben allerdings Einfluss auf den GI und können ihn verändern: zerkleinern/zermahlen, erhitzen, abkühlen, hydrieren und die Art bzw. Herkunft des Lebensmittels, sowie die Nahrungszusammensetzung. Jedoch haben Proteine und Fette auch einen geringen Einfluss auf den BZ-Spiegel, je nach Art und Menge der Nahrung kann dieser ebenso stimuliert werden. Wesentlich relevantere Auskunft über den Einfluss auf den Blutzuckespiegel gibt jedoch die Einteilung in Glykämische Last (GL) welche zusätzlich zum GI noch die totale Kohlenhydratmenge der Nahrung einbezieht.

100 Glucose
94 Pommes
90 Chips
80 Cola
50 Nudeln
45 Banane
40 Hülsenfrüchte
40 Haferflocken
35 Äpfel
30 Milch
25 Erbsen

 

1.2 Proteine und Proteinstoffwechsel

Proteine oder auch Eiweiße sind das Produkt mehrerer aneinander gereihter Aminosäuren von denen es 21 für den Menschen relevante proteinogene gibt (insgesamt ca. 100 AS)[11]. Proteinogen bezeichnet jene Aminosäuren, welche zur Proteinsynthese (Herstellung) verwendet werden. Die sog. Peptitketten bilden das fertige Makromolekül Protein, welches zunächst über die Nahrung aufgenommen und im Darmtrakt wieder in seine Einzelbausteine die Aminosäuren zerlegt wird. Anschliessend werden die einzelnen Aminosäuren über den Pfortaderkreislauf zur Leber transportiert, oder zu Acetyl-Koenzym A abgebaut, welches dann dem Zitratzyklus zur Energiebereitstellung dient [3], letzteres ist eher selten und hauptsächlich in Notsituationen, oder sehr lang andauernden Belastungen der Fall. Es ist dem Körper möglich nicht essentielle ebenso auch zu anderen Aminosäuren umzubauen, essentielle, also für den Körper nicht verzichtbare AS müssen allerdings über die Nahrung aufgenommen werden.

Aufgaben der Proteine: das Sarkoplasma (Zellplasma) der Muskululatur enthält Struktur und Regulatoreiweiße = > Actin und Myosin welche in sog. Muskelfilamenten organisiert sind und sich an der Umwandlung chem. zu mech. Energie beteiligen. Zu ihren Aufgaben gehören im übrigen die Regulation des Stoffwechsels durch Enzyme oder Hormone, sie leisten Reperaturleistungen in Zellen und sind sozusagen Baumaterial dieser, nachfolgend werden die Hauptaufgaben in einer kleinen Übersicht kurz beschrieben.

Bedeutung und Aufgaben im Organismus [1][3][6]

Enzyme = > u.a. am Zuckerabbau der Fettspaltung oder auch dem Nucleinsäureaufbau beteiligt.

Transportproteine = > transportieren Stoffe in Körperflüssigkeiten. z.B. Hämoglobin – Sauerstoff

Strukturproteine = > Stützsubstanzen im Körper z.B. für Muskulatur, Knochen, Sehnen, Haare

Immunproteine = > Für die Abwehr von Infektionen mit Antikörpern zuständig.

Regulatorproteine
= > Sind für die Regulation von Stoffwechselvorgängen verantwortlich (z.B.: Hormone).

Rezeptorproteine = > Nehmen Reize auf und leiten diese weiter.

Aminosäuren:

Alanin (*n.e)
Arginin (*se)
Asparagin (*n.e)
Asparaginsäure (*n.e)
Cystein (*se)
Glutamin (*n.e)
Glutaminsäure (*n.e)
Glycin (*n.e)
Histidin (*n.e)
Isoleucin (*e)
Leucin (*e)
Lysin (*e)
Methionin (*e)
Phenylalanin (*e)
Prolin (*n.e.)
Serin (*n.e.)
Threonin (*e)
Tryptophan (*e)
Tyrosin (*se)
Valin (*e.)
(Selenocystein, kommt unter bestimmten Umständen im Körper vor [11])

*e = > essentiell
*n.e = > nicht essentiell
*se = > semiessentiell

Semiessentielle oder auch halbentbehrliche Aminosäuren kann der Körper zwar teilweise synthetisieren, sie müssen aber unter bestimmten Umständen (z.B. Lebensalter, Krankheiten) [1] dennoch zugeführt werden. Beispiel beim Neugeborenen: Histidin, Cystein, Arginin und Tyrosin.

Aufnahme und Bildung des Proteins
Eiweiß wird durch die Nahrung aufgenommen und durch Spaltung im Darmtrakt in den Blutkreislauf überführt, dies erledigen eiweißspaltende Enzyme (sog. Hydrolasen). Je nach Proteinart und Wertigkeit kann dies bis zu 4 Stunden dauern. Die wichtigsten Speicher sind die Leber, die Muskulatur und das Blutplasma, wo es zusätzlich noch für ein Gleichgewicht der intravasalen (Gefäß) und interstitiellen (Zellzwischenräume) Flüssigkeiten sorgt [3]. Von einer direkten Speichermöglichkeit spricht man beim Protein dennoch nicht, es liegen jedoch bis zu 150g an verfügbaren Aminosäuren im sog. Aminosäurepool vor [5]. Um entstehenden Schwankungen in der Konzentration an AS im Blutkreislauf entgegenzuwirken gleichen Regulationsvorgänge der Leber dies wieder aus. Eine Aminosäuregruppe bildet sich durch die Verbindung verschiedener Aminosäuren untereinander, dabei bindet sich immer die Aminogruppe des einen an die Carboxylgruppe des anderen Aminosäurebausteins, so entsteht zunächst das sog. Dipeptit an das sich weitere anschliessen können. Der Körper besitzt außerdem noch die Möglichkeit nicht essentielle Aminosäuren selbst zu bilden, die für den Körper essentiellen müssen durch die Nahrung zugeführt werden, fehlt hier eine Aminosäure ist das Protein unvollständig und kann nicht genutzt werden, es „funktioniert“ also nicht.

Biologische Wertigkeit
Die Biologische Wertigkeit (BW) gibt an wie ähnlich das per Nahrung resorbierte Eiweiß dem Körpereigenen ist und vereinfacht ausgedrückt: wie gut es der Bedarfsdeckung dient. Sie berücksichtigt in erster Linie die Verdaulichkeit des zugeführten Eiweißes [1].

Volleiprotein bekommt den Referenzwert 100, infolge der Aminosäurenzusammensetzung ist die BW von tierischem Eiweiß i.d.R. höher als bei den pflanzlichen, dort beträgt sie im Schnitt nur 60-70 [5], eine Ausnahme bildet hier das Sojaprotein mit 84 [5].

Bsp. für die BW einzelner Nahrungsmittel:
Eier = > 100
Fisch = > 94
Milch = > 88
Soja = > 84
Rindfleisch = > 83
Weizen = > 59

Stickstoffbilanz
Ein Schlagwort was oft zu hören ist, wenn es um Proteine und dem Aufbau von Muskelmasse geht. Was hat jetzt aber Protein mit Stickstoff zu tun und wie hängt das alles zusammen? Die Aminosäuren der verschiedenen Eiweiße enhalten Stickstoffatome und wird nun Eiweiß verstoffwechselt, bleibt der Stickstoff als Abfallprodukt übrig. Die Nieren scheiden ihn dann primär über den Harn aus (er lässt sich somit gut im Urin nachweisen). Die Stickstoffbilanz ist ausgeglichen, wenn genausoviel Stickstoff ausgeschieden wie zugeführt wird [1]. Die negative Stickstoffbilanz, ist ein kataboler (körpersubstanz abbauender) Vorgang, der im Sport vermieden werden sollte. Hierbei wird mehr Stickstoff ausgeschieden als aufgenommen. Beim der positiven Bilanz ist es demnach anders herum, die ausgeschiedene Menge an N ist geringer, als die zugeführte (anaboler Vorgang). Letztendlich richtet sich die Stickstoffbilanz hauptsächlich nach Energie- und Proteinzufuhr. Im Sport ist natürlich eine positive Bilanz anzustreben, welche allerdings unter normalen Umständen, bzw. einer sportgerechten Ernährung und keinem zu hohen Energiedefizit immer erreicht wird.

Proteine im Bezug auf den Energiestoffwechsel
Unter normalen Bedingungen wird Eiweiß nicht zur Energiegewinnung verwendet, intensive und lang andauernde Belastungen jedoch rufen katabol wirkende Stresshormone (Katecholamine und Glucocorticoide) auf den Plan, welche den Proteinabbau begünstigen [4]. Die Gluconeogenese bei der aufgespaltene Aminosäuren zu Glucose gewandelt werden, setzt ein. Anabole Hormone wie Insulin, STH (Somatropin) und Testosteron unterbinden jedoch diesen Abbau [4] und begünstigen hingegen ihrer anabolen Wirkung nach die Einlagerung von Energie (Glucose, Fettsäuren) und Baumaterial (Aminsoäuren bzw. Protein), später hierzu mehr. Zusammenfassend: bei ausreichender Energieversorgung über die Nahrung wird der Energiebedarf über die Oxidation von Kohlenhydraten und Fetten getilgt, sollte die Belastung übermäßig lange andauern oder ein Mangel an Kohlenhydraten bestehen, wird vermehrt auf den Abbau von Protein zurückgegriffen. Dies lässt sich jedoch bei passender Sporternährung nach der Belastung schnell wieder kompensieren.

Der Bedarf
Der Bedarf eines gesunden nicht sporttreibenden Erwachsenen wird zumeist mit 0,8g pro KG Körpergewicht angegeben [1][4][7]. Betrachten wir dieses Thema nun ganz trocken, objektiv und anhand des naturalen Sportlers, stellen wir fest, dass der Bedarf des sporttreibenden deutlich von den Empfehlungen des Nicht-Sportlers abweicht. Hier findet man zwar oft eine recht hohe Schwankungsbreite, ich kann jedoch von vornherein sagen: alles im Bereich von 1,6-2g / Kg [6] stellt einen idealen Richtwert dar. Je intensiver das Training und je höher der Anteil der Muskelmasse, desto eher macht eine Bedarfsmenge von 2g+ / Kg Sinn.

Proteinreiche Lebensmittel( = > Menge EW/100g)
Thunfisch = > 21g/100g (tierisch)
Erdnüsse = > 24g/100g (pflanzlich)
Putenbrust = > 24/100g (tierisch)
Emmentaler 45% = > 29g/100g (tierisch)
Sojabohnen roh = > 38g/100g (pflanzlich)

1.3 Fett

Fett ist ein Grundnährstoff des menschlichen Organismus und besitzt von den wichtigsten Energielieferanten den höchsten Brennwert 39 kJ bzw. 9 kcal pro Gramm. Fett und fettähnliche Stoffe werden den Lipiden zugeordnet, diese sind nicht Wasser- jedoch in anderen organischen Verbindungen löslich. Selbst recht dünne Menschen tragen bis zu 10% Fett mit sich herum, von dem der Körper bis zu 2-3 Monate seinen Energiebedarf decken könnte [4], adipöse, also stark übergewichtige Menschen, könnten sogar bis zu einem Jahr von ihrem Speicherfett leben [4].

Aufgaben der Fette: In erster Linie dient Fett der Energiebedarfsdeckung, dem Kälteschutz, als Organschutzschicht und Lösungsmittel für fettlösliche Stoffe. Desweiteren ist Fett ein Geschmacksträger und Bestandteil der Zellmembran [1][3].

Fett im Bezug auf den Energiestoffwechsel
Grundsätzlich sichert die Fettverbrennung des Depotfetts die Deckung des Energiebedarfs in Ruhe und bei geringen Belastungen [4]. Es gilt: je höher die Intensität, desto geringer ist der Anteil an Fett der zur Energiebereitstellung beiträgt und umso größer ist demnach die Kohlenhydratoxidation [3][4][5][6]. Wie schon bei der Kohlenhydratverbrennung unter dem Punkt 1.1 angemerkt, benötigt die Fettoxidation mehr Sauerstoff (etwa 10% [5]), was die Kohlenhydrate – trotz der höheren Energiedichte der Fette – zu einem ökonomischeren Energieträger macht. Fett kommt ins Spiel, wenn die Belastung anhält und die Kohlenhydratspeicher zur Neige gehen. Übernimmt nun die Fettoxidation die Oberhand, muss die Belastungsintensität drastisch verringert werden, bzw. kommt es zu einem spürbaren Leistungsabfall. Der Hauptgrund dafür ist der angesprochene Mehrbedarf an Sauerstoff, der unter intensiven Umständen natürlich nicht einfach so kompensiert werden kann. Vorteil des Fettes jedoch: es ist nahezu unerschöpflich, da neben den geringen Speichern der Muskulatur (kleine Triglyceridtropfen [4]) das gesamte Depotfett herangezogen wird. Mobil gemacht wird das Fett auch hier durch Stresshormone (vor allem Adrenalin und Noradrenalin), die bei körperlicher Tätigkeit ausgeschüttet werden. Diese starten die sog. Lipolyse, also das heraustrennen von Fettsäuren aus dem Depotfett, dieser Fettabbau geschieht durch das Enzym Lipase [4], welches aus einem Fettmolekül 3 Fettsäuren und 1 Glyzerin Molekül spaltet. Die Fettsäuren gelangen über den Blutweg zum Muskel, wo sie verstoffwechselt werden, dass Glyzerin wird über die Glycolyse (Abbau von Khs) eingeschleust und weiterverarbeitet [4]. Auch hier wirken anabole Hormone wie Insulin hemmend gegenüber der Lipolyse.

gesättigte und ungesättigte Fettsäuren
Fettsäuren sind Energielieferanten und Strukturgeber, sie können auch vom Körper selbst hergestellt (synthetisiert) werden, dabei jedoch nur gesättigt oder einfach-ungesättigt [3]. Fettsäuren sind aus mehreren Kohlenstoffketten mit zumeist 16-18 Kohlenstoffatomen aufgebaut (Ausnahme z.B. Eicosanoide mit 20), beinhaltet diese eine Doppelbindung, spricht man von einfach ungesättigten Fettsäuren, besitzt die Fettsäure mehrere dieser Doppelbindungen handelt es sich um eine mehrfach ungesättigte. Gesättigte Fettsäuren besitzen keine Doppelbindung [3]. Wie bereits erwähnt, kann der Körper mehrfach ungesättigte Fettsäuren nicht selbst synthetisieren, man spricht deshalb auch von essentiellen Fettsäuren, welche über die Nahrung zugeführt werden müssen und z.B. in Fisch oder verschiedenen Pflanzenölen enthalten sind. Die Fettzufuhr sollte daher und auch aus weiteres gesundheitlichen Gründen zu einem überwiegenden Teil aus einfach- sowie mehrfach ungesättigten Fettsäuren bestehen – also esst mehr Fisch, Nüsse und benutzt gutes Öl.

Der Bedarf
Der Durchschnittskonsum an Fett liegt mit etwa 35-40% der Gesamtenergiemenge [1] recht weit über den eigentlichen Empfehlungen, wir sind eben eine Wohlstandsgesellschaft, obwohl dies in Zeiten von Adipositas, Arteriosklerose und Herzinfarkten nicht unbedingt als positiv anzusehen ist. Die Richtwerte für Sportler und Couchvolk unterscheiden sich nicht grundlegend, Zufuhrempfehlungen von etwa 25-35% [1][5][6] der Gesamtenergiemenge sind dabei anzutreffen. Dies entspricht einer Menge von etwa 70-90g Fett pro Tag. Zu erwähnen wäre dabei: je geringer die Zufuhr von Kohlenhydraten ausfällt, desto höher kann der Fettkonsum kompensatorisch eingreifen, natürlich im vertretbaren und nicht übertriebenen Rahmen. Gesättigte Fettsäuren, z.B. zu finden in Fleisch, Sahne und Butter in Maßen, primär einfach ungesättigte Fettsäuren und zu etwa 10-15% mehrfach ungesättigte, so sieht die heutige präventive Ernährung aus [1]. Sicherlich diskussionswürdig und nicht unbedingt in jedem Fall komplett zu übernehmen und machbar, jedoch wohl ein Richtwert der sich mittlerweile vieler Beführworter erfreut. Gründe: tierisches Fett und versteckte Fette enthalten den größten Anteil gesättigter Fettsäuren, denen in Massen eine Blutfettwerterhöhung und allgemeine Gesundheitsgefährdung nachgesagt wird, einfach ungesättigte Fettsäuren werden als unbedenklich eingestuft [1] und eine zu hohe Zufuhr an essentiellen Fettsäuren sollte vermieden werden, da u.a. die schädliche Wirkung von entstehenden Oxidationsprodukten diskutiert wird [1][8].

Fettreiche Lebensmittel( = > Menge Fett/100g)
Gans = > 31g/100g (tierisch)
Aal geräuchert = > 28g/100g (tierisch)
Avocado = > 40g/100g (pflanzlich)
Haselnüsse = > 60g/100g (pflanzlich)

1.4 Mineralstoffe

Mineralstoffe, auch als Elektrolyte oder Mineralsalze bezeichnet, sind anorganische, essentielle Nährstoffe, die der Körper nicht selbst herstellen kann und welche demnach über die Ernährung zugeführt werden müssen. Anhand ihrer Konzentration im Körper werden sie in Mengen- und Spurenelemente eingeteilt [3].

Zu den Mengenelementen (Bedarf/Tag) zählen [3][DGE]:
– Natrium (2500mg)
– Kalium (3500mg)
– Kalzium (800-1000mg)
– Magnesium (300-350mg)
– Chlorid (830mg)
– Phosphat (800-1000mg)

(Nice to know: da es für Mengenelemente verschiedene Ausscheidungsmöglichkeiten gibt, ist eine Anreicherung im Körper nicht zu befürchten.)

Zu den Spurenelementen (Bedarf/Tag) zählen [3][DGE]:
– Eisen (5-30mg)
Zink (15mg)
– Kupfer (1,5-3mg)
– Mangan (2-5mg)
– Molybdän (~0,5mg)
– Jod (1,5mg)
– Kobalt (< 1mg)
– Selen (0,05mg)
– Chrom (< 5µg)
– Fluor (1mg zur Kariesprophylaxe)

Alle nicht genannten Spurenelemente sind giftig für den Körper, Arsen, Bor, Rubidum und Zinn stehen allerdings noch zur Diskussion. Anders als bei den Mengenelemten, sind Spurenelemente schnell überdosiert und können toxisch wirken, da es nur für einige Vertreter direkte Ausscheidungsmöglichkeiten gibt und sie sich deshalb in Geweben anreichern können [3].

Mineralstoffe im Sport
Mittlerweile sind einige Gründe bekannt, warum Sportler einen erhöhten Bedarf an Mineralstoffen aufweisen. Man muss natürlich von vornherein klar festhalten: je öfter und vor allem intensiver eine sportliche Tätigkeit ausgeübt wird, umso höher ist der Mehrbedarf an Mengen und Spurenelementen. Ein Hauptgrund ist das vermehrte schwitzen, bei welchem bis zu 3 Liter Flüssigkeit verloren gehen können. Verloren gehen dabei auch wichtige Elektrolyte [5] deren Verlust allein durch die Gabe von sog. Elektrolytgetränken nicht immer kompensiert werden kann [3]. Ein weiterer Grund ist die Blutumverteilung in die Muskulatur, bei der unser Verdauungstrakt schlechter durchblutet und die Resorption von Mineralstoffen vermindert wird [3]. Eisen z.B. wird sowieso nur zu ungefähr 1/10 resorbiert [6]. Jod, Zink und Eisen sind daher oft und vor allem im Leistungssportbereich in ihrer Aufnahme oder Konzentration vermindert, Jod nicht zuletzt durch das erwähnte starke schwitzen. Fazit: Eine exogene Ergänzung mancher Mineralstoffe wie z.B. Eisen, kann unter bestimmten Umständen nötig sein. Ein Mehrbedarf liegt durch die erhöhte körperliche Anstrengung und den teilweisen Verlust definitiv vor, eine ausreichende und vor allem ausgewogene Sporternährung, kann hier allerdings recht gut gegensteuern.

1.5 Vitamine

Vitamine sind essentielle (überwiegend), stickstoffhaltige, organische Verbindungen die im Körper verschiedene Funktionen erfüllen, die später noch angerissen werden. Man teilt sie grob in fettlösliche und wasserlösliche Vitamine ein. Zu den fettlöslichen gehören die Vitamine: A (Retinol), D (Kalziferol), E (Tokopherol) und K (Phyllochinon) [3][5]. Bis auf Vitamin K, können alle anderen fettlöslichen Vitamine im Körper gespeichert werden. Bei einer exogenen Überdosierung kann es daher zur sog. Hypervitaminose kommen [3], welche je nach verursachendem Vitamin verschiedene Krankheitszeichen bzw. Symptome nach sich zieht. Zu den wasserlöslichen Vitaminen zählen die Vetreter des B-Komplexes (B1, B2, Niazin, B6, B12, Folsäure, Biotin) und Vitamin C, die sog. Ascorbinsäure [3][5].

Aufgaben der Vitamine: Vitamine sind hauptsächlich am Kohlenhydrat,- Fett,- und Proteinstoffwechsel beteiligt, sie wirken desweiteren noch am Aufbau von Hormonen, Blutzellen und Enzymen mit. Sie haben demnach eine katalytische (stoffwechselbeschleunigende) Wirkung, da sie z.T. direkt in Koenzyme eingebaut werden [3][5].

Bedarf im Sport
Bis auf die Ascorbinsaüre (Vitamin C), die einen Bedarf von etwa 50-75mg/Tag nötig macht, sind die Zufuhrempfehlungen für alle anderen Vitamine recht gering. Man geht heute davon aus, dass es eine Supplementierung auch unter härtesten sportlichen Belastungen bei einer gesunden und ausgewogenen Ernährungsweise nicht notwendig ist [5]. Die zusätzliche Zufuhr von Vitamin C kann sich jedoch durch den erhöhten Bedarf, vor allem im Sport, als nützlich erweisen [10].

[4, S.269]: Die Aufnahme von Vitaminen und Spurenelementen in natürlicher Form, z.B. als Obst, ist einer Tablettenform vorzuziehen. Der natürliche Komplex von sehr vielen Substanzen, die wahrscheinlich noch gar nicht alle bekannt sind, ist der Gabe von einzelnen Substanzen in hoher Dosierung überlegen.

2.1 Grundlagen der Ernährung: Flüssigkeitszufuhr

Gerade im Sport verliert der Körper durch Transpiration, also dem Schwitzen, erhebliche Mengen an Flüssigkeit. Ein Marathonläufer kann selbst bei normalen Temperaturen bis zu 3-4 Liter Schweiß pro Stunde verlieren [4][6]. Welche Aufgaben Wasser im Organismus hat, wie hoch der Bedarf unter sportlicher Belastung ausfällt und wie sich ein Wassermangel äußert, sollen die nächsten Zeilen klären.

Aufgaben des Wassers im Organismus
Der Körper des Menschen besteht bis zu 75% [3] aus Wasser, Zitat [6, S.615]:

Beim Neugeborenen beträgt der Körperwasseranteil etwa 75%, beim jungen Erwachsenen im Mittel 63% für den Mann und 52% für die Frau.

Grund für den geringeren Wasseranteil der Frau, ist der im Schnitt höhere Körperfettgehalt und ein geringerer Anteil an Skelettmuskulatur. Muskelgewebe hat einen Wasseranteil von ca. 70%, Fett hingegen nur etwa 23% [3,6].

Das Wasser im menschlichen Organismus teilt sich in 4 Hauptbereiche auf:
– Intrazelluläre Flüssigkeit (Zellwasser: etwa 30 Liter)
– Plasma- bzw- Intravasalraum (flüssiger Bestandteil des Blutes: etwa 4 Liter)
– Transzellulär (aus Körperhöhlen, Gelenkenflüssigkeit, dem Hirn: etwa 1 Liter)
– Interstitium (Flüssigkeit der Zellzwischenräume und Lymphe: etwa 10 Liter)

Aufgaben des Wassers: Wasser dient in erster Linie dem Tranport von Nährstoffen (Blutweg) oder direkt in Zellen, bzw. aus ihnen heraus über wässrige Lösung. Desweiteren ist es an der Thermoregulation durch Transpiration beteiligt, der Schweiß auf der Haut lässt durch Verdunstung Kälte entstehen. Es ist zusätzlich noch an vielen enzymatischen Reakionen beteiligt und dient desweiteren als Lösungsmittel für viele Substanzen, z.B. die wasserlöslichen Vitamine [3][5][6].

Der Bedarf
Bevor wir zum Bedarf kommen, möchte ich noch kurz die tägliche Flüssigkeitsbilanz unter Ruhebedingungen ansprechen: im Schnitt nimmt ein gesunder Mensch ca. 2,5L Füssigkeit am Tag zu sich, davon etwa 1,5L durch Getränke, bis zu 600ml in fester Nahrung und hinzukommend etwa 300-400ml Oxidationswasser, welches bei der Verstoffwechselung von Kohlenhydraten und Fetten entsteht [3]. Ein Großteil dessen, wird über den Harn (etwa 1,5L) wieder ausgeschieden, über Haut und Atmung verlassen ca. 0,8L den Körper und zusätzliche 0,2L verliert er wieder durch den Stuhlgang. Dies beschreibt den Normalfall, aber verschiedene Faktoren können dieses Gleichgewicht empfindlich stören, da wären z.B. körperlich schwere Arbeit, bzw. sportliche Belastungen, hohe Außentemperaturen oder eine verminderte Flüssigkeitszufuhr. Adiuretin ist dabei ein wichtiges Hormon zur Regulierung der Flüssigkeitsbilanz, in Notzeiten bzw. starker Austrocknung, wird es vermehrt ausgeschüttet und bewirkt dadurch eine Wasserrückresorption, die Harnmenge wird verringert. Das Gegenteil tritt ein, wenn das Adiuretin-Niveau sinkt [3].

Der tägliche Bedarf an Wasser liegt beim gesunden Menschen mit geringer körperlicher Belastung bei mindestens 1,7L [6] bzw. 2L [5]. Einberechnet in diese Werte sind 750ml-1L Flüssigkeit durch feste Nahrung und ca. 300ml durch Oxidationswasser, im Durchschnitt werden jedoch allein 1,5-2L Flüssigkeit durch Getränke aufgenommen, dessen Überschuss durch vermehrte Harnproduktion ausgeschieden wird. Ein erhöhter Proteinkonsum und ein erhöhter Flüssigkeitsverlust durch Transpiration steigern den Bedarf beachtlich. Ein guter Richtwert ist die Körpergewichtsmessung vor und nach der sportlichen Belastung, die Differenz sollte dem Körper anschliessend durch einen ausreichenden Flüssigkeitskonsum wieder zugeführt werden. Eine Zufuhr von 0,5-1L pro Stunde nach der Belastung ist hierbei i.d.R. ausreichend, da eine größere Menge oft zu Magen-Darmbeschwerden führt [4].

Die negativen Auswirkungen einer Flüssigkeitsunterversorgung fallen recht unterschiedlich und je nach größe der Dehydrierung aus, starke Verluste und Mangelzustände stören die Wärmeregulation des Körpers, was weiterführend zu einem Leistungseinbruch führen kann [6]. Desweiteren verkleinert sich das Volumen der Blutgefäße, welches ebenso leistungsmindernd wirkt und Kreislaufstörungen provozieren kann [6].

[4, S.257]: Das Training immer nur gut hydriert beginnen. Je frühzeitiger man schwitzt, desto früher muss Flüssigkeit ersetzt werden. Je mehr man schwitzt, umso mehr Flüssigkeit muss zugeführt werden!

Nice to know: In Höhenlagen über 3000m gehen allein durch die Atmung mehrere Liter Flüssigkeit verloren, verantwortlich dafür ist der abfallende Luftdruck [6]. Fazit: in den Bergen und in der Wüste immer schön mit Wasserflasche unterwegs sein.

2.2 Ernährung vor dem Training

Schon im Kindesalter bekommt man aus dem Elternhaus die Warnung nicht mit vollem Magen schwimmen zu gehen oder sich anderweitig sportlich zu betätigen. Warum eigentlich und was ist dran an dieser „Weisheit“? Zunächst mal benötigt der Körper durch aufgenommene Nahrung so merkwürdig und wiedersprüchlich es klingt: Energie für Verdauungsprozesse. Der Parasympathikus, der den sagen wir aktiven Teil bei solchen Prozessen übernimmt und Teil des vegetativen Nervensystems ist, verteilt das Blut in die Verdauungsorgane welche Energie und erhöhte Mengen an Sauerstoff benötigen. Dies geschieht durch die Öffnung verschiedener Kapillarbetten in diesem Bereich, dies verbessert die Durchblutung und daraus folgend optimiert es die Sauerstoffversorgung. Muskelarbeit benötigt allerdings auch eine größere Menge Sauerstoff, beginnt nun die Belastung im Verdauungsprozess, werden auch die in Ruhe nicht verwendeten Kapillarbetten geöffnet um eine Durchblutungsverbesserung der arbeitenden Muskeln zu gewährleisten und somit den Mehrbedarf an Sauerstoff zu decken [12]. Der hieraus entstehende Versorgungsengpass wirkt sich hauptsächlich leistungsmindernd aus [5] und kann schlimmstenfalls zu starker Übelkeit und/oder erbrechen führen. Durch einen vollen Magen verschiebt sich zudem das Zwerchfell in Richtung Brustkorb, dies beschränkt die Tiefatmung während der Belastung deutlich [5].

Größere Mengen Nahrung sollten also eher 2-3h vor dem Beginn der sportlichen Tätigkeit eingenommen werden, hier bieten sich kohlenhydratreiche Speisen zur späteren Schonung der Glykogenreserven an. Allgemein lautet die Empfehlung: 1h vor Belastungsbeginn keine Nahrungszufuhr [4], zu Beginn einer sportlichen Aktivität, sollte die Verdauungsarbeit weitgehend abeschlossen sein [5]. Im Hobbybereich schadet eine Banane oder ein Apfel nicht, war die vorangegangene Mahlzeit jedoch nährstoffreich, ist es nicht nötig vor der Belastung etwas zu essen, den Blutzuckerspiegelabfall zu Belastungsbeginn (welcher normal ist und kaum spürbar verläuft), kompensiert auch keine geringe Kohlenhydratgabe [4].

Während intensiven bzw. länger andauernden Belastungen, kann sich eine Kohlenhydratgabe als nützlich erweisen [4][5][6]. Hierbei empfiehlt sich die Zufuhr über angereicherte Getränke, die idealerweise Elektrolyte und leicht verdauliche Kohlenhydrate beinhalten. Die Kohlenhydratgabe hält den Blutzuckerspiegel und die Leistung aufrecht und schont die Aminosäuren der Muskulatur und die autonom geschützten Glykogenreserven der Leber vor einer übereilten Verstoffwechslung [4]. Nötig ist diese flüssige Nahrungsaufnahme allerdings nur in erwähnten extrem lang andauernden Trainings- oder Wettkampfphasen.

Fazit: Hobbysportler tun gut daran einige Stunden vor dem Training nichts zu essen, ein Snack direkt vor der Belastung schadet nicht, ist allerdings unnötig. Während dem normalen Kraft- oder Ausdauertraining genügt Wasser oder ein mit Elektrolyten angereichertes Getränk. Im Aufbausport wird die Zufuhr von Proteinen, oder Aminosäuren diskutiert um eine verbesserte Hypertrophiewirkung zu erzielen. Da sich solche Effekte i.d.R. in Grenzen halten bzw. im Hobbysport nicht unbedingt ins Gewicht fallen und die Datenlage zu diesem Thema noch recht unsicher scheint, lasse ich diesen Aspekt mit ruhigem Gewissen aus.

2.3 Ernährung nach dem Training

Nach intensiven Belastungen ist es wichtig dem Körper die über Glykogen verloren gegangene Energie, die Flüssigkeit und die mit dem Schweiß abgesonderten Elektrolyte wieder zu geben. Hauptproblem ist der meist geringe Appetit nach dem Sport, welcher sich durch das hohe Level der Stresshormone begründet [4]. Nach der Trainingsbelastung ist die Glykogenresyntheserate in den ersten 2h deutlich erhöht [4][6][9]. Dies sollte man strategisch ausnutzen und in der Zeit nach dem Training leicht verdauliche Kohlenhydrate z.B. in Form von Dextrose (in Wasser löslich), Fruchtsaftschorlen oder Malzbier zuführen. Ein Richtwert hierfür: in den ersten 30 Minuten nach Belastung etwa 1,5g Kh pro Kg Körpergewicht zuführen [4], oder alle 2h 50-75g Kohlenhydrate [5]. Neben der Wiederauffüllung verbrauchter Energiereserven, sorgt der rasche Blutzuckeranstieg ebenso für eine Unterbindung der katabolen Stoffwechsellage [4], denn der Gegenspieler der Stresshormone ist ja u.a. das Insulin, welches quasi den Schalter von Abbau auf Aufbau legt und der Glucose den Weg in die Zellen erleichtert [9].

Proteinshakes nach dem Training sind ja schon fast Gesetz im Bereich Bodybuilding und Kraftsport. Das Pulver ist zur Pflicht geworden und ohne geht in „Fachkreisen“ mal überhaupt nichts in Sachen Muskelaufbau und Testosteronanheizung. Nach dem Training legt der Körper zunächst großen Wert auf den Rückgewinn von Energie, deshalb ist auch die Glykogenresyntheserate deutlich erhöht, gebe ich dem Organismus nun kurz nach der Belastung Protein, so verdaut er dieses ordnungsgemäß, schmeisst den Stickstoff weg (Ausscheidung) und verwendet die Aminosäuren mittels Gluconeogenese als Energieträger zur Einlagerung in die Glykogenspeicher [4][9]. Dafür wäre mir der Protein Shake jetzt zu Schade, lieber warten und zunächst Kohlenhydrate wiederaufladen, proteinreiche Mahlzeiten, oder Shakes können 30-60min nach Belastung schon mehr Sinn machen. Zudem beginnen die Reperaturmaßnahmen des Muskels um einiges später als die Energierückgewinnung [6].

Fazit: Sinnvoll ist die Gabe von leicht verdaulichen Kohlenhydraten nach dem Sport und in den darauffolgenden Stunden, dass Timing für eine Creatinsupplementation ist nach der Belastung ebenso günstig und kann z.B. mit Dextrose kombiniert werden. Proteinreiche Mahlzeiten, oder Shakes können später folgen. Eine anabole Wirkung durch einzelne Aminosäuren wird auch als Zufuhr nach dem Training diskutiert, sollte aber wie schon unter Punkt 2.2 im Hobbysport nicht von großer Bedeutung sein, die Auffüllung der Energiereserven ist hier wichtiger und weitaus effekttragender.

3 Supplemente

Supplemente, Nahrungsergänzungen oder sog. ergogene Substanzen, dies alles sind Synonyme für die große Auswahl an Nahrungsergänzungsmitteln. Die folgenden Zeilen beziehen sich auf eine kleine Auswahl von Supplementen die im Bereich Ernährung sinnvoll sein sollen, oder für eine Leistungssteigerung werben.

Creatin und Carnitin
Da es zu beiden Stoffen bereits 2 ausführliche Artikel auf unserem Portal gibt, möchte ich darüber hier keine gesonderten Informationen präsentieren. Zu finden sind die Artikel unter folgenden Links:

Creatin als Supplement
Carnitin und Sport

Proteinpulver
Erfreut sich großer Beliebtheit und ist schon allein als Klischee aus den Reihen der Bodybuilder und Kraftsportler nicht wegzudenken. Qualitativ unterscheiden sich die Produkte teilweise enorm. Grundsätzlich spricht nichts gegen die Ergänzung mit einem guten, zuckerarmen Produkt in maßen. Wer also Probleme hat, mehr als ein Glas Milch zu trinken, sich vegetarisch/vegan ernährt, oder wenig Zeit zum zubereiten von Nahrung hat, der kann sich gern solch ein Pülverchen zum Beispiel Wheyprotein, anschaffen.

Weightgainer
Sind Produkte die eine Gewichtszunahme versprechen, wenn der Konsument zu dumm ist, diese durch eine normale Ernährung zu realisieren. Harte Worte, aber auch in Weightgainern ist nichts anderes enthalten, als in Pasta, Reis oder Kartoffeln. Oft bestehen diese Pulver sogar größtenteils aus kurzkettigen Kohlenhydraten, die eine Zunahme sichern, mit Schokolade und Pommes wäre diese aber wesentlich leckerer ausgefallen. Was ich hier so parodiere ist im Endeffekt nur ein übertriebenes Mittel um darauf aufmerksam zu machen das eine normale und gesunde Ernährung die bessere Alternative ist und Weightgainer am Ende ebenfalls keine Effekte mit sich bringen, die andere Lebensmittel nicht auch hätten.

Tribulus terrestris und andere Testosteronbooster
Diese überwiegend pflanzlichen Produkte versprechen einen raschen Anstieg des männlichen, anabolen Geschlechtshormons Testosteron, sie werden deshalb auch als natürliche Anabolika bezeichnet. Diese Wirkung konnte bisher nicht nachgewiesen werden [13], es soll allerdings positive Auswirkungen auf die Potenz haben. Ein weiteres Argument für Zweifel an der Wirkung der Produkte: das IOC (Internationales Olympisches Komitee) hat Tribulus und co. bisher noch nicht auf die Liste der Dopingsubstanzen gesetzt, es bleibt also uninteressant im Bereich der Sporternährung.

Literatur/Quellen:

[1] Biesalski, H.K. „Taschenatlas der Ernährung“. Thieme Verlag (1999)
[2] Ahonen, Lahtinen, Sandström, Pogliani – Sportmedizin und Trainingslehre – Schattauer Verlag, 2. Auflage
[3] Christoff Zalpour – Anatomie Physiologie – Urban & Fischer 1. Auflage 2002
[4] Leistungsphysiologie: Lehrbuch für Sport- und Physiotherapeuten und Trainer – Springer Verlag 3. Auflage
[5] Sportphysiologie – Sportverlag Strauß 9. Auflage
[6] Sportbiologie – J. Weineck – 9. Auflage Spitta-Verlag
[7] Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) – Proteine und Kohlenhydrate im Breitensport
[8] Omega-6-Fettsäuren versus Omega-3-Fettsäuren Dr.med. Rudolf Ziegler
[9] Leistungsernährung für Kraftsportler – Christian von Loeffelholz, 2. Auflage Novagenics
[10] Optimales Training – Jürgen Weineck – Spitta Fachbuchreihe Medizin 15. Auflage 2007
[11] Dettmer U., Folkerts M., Kächler E., Sönnichsen A. (2005). Intensivkurs Biochemie. Elsevier GmbH (Urban & Fischer Verlag)
[12] Sportmedizin, Peter Markworth, 20. Auflage Juni 2006, Rowohlt Taschenbuchverlag Sport
[13] Tribulus terrestris – Dr. N Gumpert

Über den Autor

Florian Kolditz

Florian Kolditz

Florian Kolditz ist Physiotherapeut und Lehrer für Fitness. 2005 gründete er unter dem Nicknamen „de-fortis“ Muscle-Corps. Seit 6 Jahren ist er als Trainer und Berater im Gesundheitsbereich tätig.

Florian ist seit über 10 Jahren im Krafttraining aktiv und schrieb bereits über 100 Artikel für Muscle-Corps.

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