Ernährungsstrategien für Ausdauersportler im Training und Wettkampf Teil 1 – Dr. Dr. med. Lutz Aderhold

Zusammenfassung:

Ernährungsperiodisierung ist die kombinierte Anwendung von körperlichem Training und Ernährung mit dem Ziel, Trainingseffekte zu optimieren und damit die Leistung zu steigern. Eine phasenweise Low-Carb-Ernährung kann sich für den Sportler lohnen, um verschiedene Energiestoffwechselwege zu trainieren (hybride Energieversorgung).

Unter dauerhaftem „Low Carb“ oder bei einer ketogenen Ernährung können sich die Infekt- und Verletzungsanfälligkeit erhöhen, sowie die Leistungsfähigkeit und Regeneration einschränken. Insgesamt wird die Bedeutung spezieller Formen des Fettstoffwechseltrainings eher überschätzt. Einheitliche Studienergebnisse liegen bisher nicht vor. Ein gesunder Sportler braucht aus seiner Ernährung kein Dogma zu machen und kann durch phasengerechte Zufuhr verschiedener Nährstoffe und Energieträger seine Gesundheit und Leistungsfähigkeit optimieren (Aderhold 2024).

Einführung

Jeder ambitionierte Freizeit- und Spitzensportler gliedert das Trainingsjahr in Vorbereitungs-, Wettkampf und Übergangsperioden, um zu den wichtigen Wettkämpfen die optimale Form zu erreichen. Trainingseffekte werden aber auch durch die Ernährung beeinflusst. Ernährungsperiodisierung ist die kombinierte Anwendung von körperlichem Training und Ernährung mit dem Ziel, Trainingseffekte zu optimieren und damit die Leistung zu verbessern. Entscheidend für den einzelnen Sportler ist es, im Training seine ideale individuelle Essens- und Trinkstrategie herauszufinden. Bei gemäßigten Belastungen unter einer Stunde ist es ausreichend, vor und nach dem Sport zu trinken. Bei intensivem Training und Wettkampf über eine Stunde hinaus ist es erforderlich, der Bewegungsart und den äußeren Bedingungen angepasst, während der Belastung Flüssigkeit (stilles natriumreiches Mineralwasser, Saftschorle, Sportgetränke) zuzuführen. Angemessenes Trinken nach Durstempfinden vermeidet eine Überwässerung insbesondere bei Langzeitbelastungen (Gefahr der Hyponatriämie).

Verschiedene Energieträger

Die wichtigsten Energielieferanten des Stoffwechsels sind Kohlenhydrate und Fett. Bei längeren Ausdauerleistungen muss mit einem bedeutsamen Beitrag (5-10 Prozent) zur Energiegewinnung durch Proteinumsatz über die Glukoneogenese aus Aminosäuren gerechnet werden. Abhängig sind diese Wege von der Bereitstellung der Substrate und dem Trainingszustand der verschiedenen Systeme der aeroben und anaeroben Energiegewinnung.

Die Energie wird aus Kohlenhydraten bis zu 3-mal schneller freigesetzt als aus Fett, das zwar 2,5-mal mehr Energie liefert, dafür aber im Vergleich mehr Sauerstoff (ca. 15%) benötigt. Nur maximal 20-25 Prozent der freigesetzten Energie können für die Muskelarbeit genutzt werden. Der Rest geht in Form von Wärme „verloren“ (Neumann 2016). Auch wenn bei niedriger Belastung überwiegend die Fettsäureoxidation zur Energiegewinnung genutzt wird, muss dennoch der Glukoseabbau funktionieren. Bei der Energiebereitstellung durch freie Fettsäuren ist Oxalacetat erforderlich, welches aus dem Glukoseabbau stammt („Fette verbrennen nur im Feuer der Kohlenhydrate“). Daher ist bei längeren Belastungen die Kohlenhydrataufnahme so wichtig. Liegt ein Mangel an Oxalacetat vor, erfolgt der weitere Abbau der Fettsäuren zu Ketonkörpern (s.u.).

In den Mitochondrien, den Kraftwerken der Muskelzellen, kann nur Glukose direkt verwertet werden, andere Kohlenhydrate müssen zuvor erst in Glukose aufgespalten werden. Unsere Kohlenhydratspeicher in Muskulatur und Leber in Form von Glykogen (langkettige Makromoleküle aus verknüpften Glukoseeinheiten) können durch Training vergrößert werden. Ausdauersportler haben deshalb größere Energiereserven als Nichtsportler. Beim Untrainierten betragen die verfügbaren Glykogenspeicher in der Muskulatur ca. 250 g, beim Ausdauertrainierten bis zu 400 g. Das Glykogen in der Leber kann durch Training von etwa 80 g auf bis zu 120 g gesteigert werden. Mit dieser Menge von 520 g Glykogen (2.130 kcal) können intensive Belastungen bis zu 2 Stunden durchgeführt werden.

Kohlenhydratreduzierte Ernährung (Low-Carb-Ernährung)

Seit Jahren mehren sich die Argumente für die Wirkung einer kohlenhydratreduzierten Ernährung auf die Gesundheit. 2013 haben die medizinischen Fachgesellschaften kohlenhydratreduzierte Diäten in die ärztlichen Leitlinien für die Übergewichts- und Diabetestherapie aufgenommen. Eine strenge kohlenhydratreduzierte Ernährung mit chronischer Ketose, welche bei bestimmten Erkrankungen (s.u.) von Vorteil sein kann, ist allgemein und dem Ausdauersportler nicht zu empfehlen. Damit wird nämlich der Kohlenhydrat- und Insulinstoffwechsel stark herunterreguliert. Insulin – in Maßen – ist jedoch wichtig für den mitochondrialen Energiestoffwechsel. Die phasengerechte Zufuhr der Makronährstoffe ist der entscheidende Punkt für die Leistungsfähigkeit. Außerdem hält man damit den Stoffwechsel flexibel bezüglich der Energielieferanten.

Die tägliche Kohlenhydratmenge sollte an den persönlichen Lebensstil angepasst werden:

• 100 g Kohlenhydrate: Übergewichtige, Diabetes, Fettstoffwechselstörung, Bluthochdruck mit wenig Bewegung.

• 150 g Kohlenhydrate: Übergewichtige mit drei- bis viermal Sport/Woche (je 30 – 45 Minuten), gesunde Normalgewichtige mit wenig Bewegung.

• 200 g Kohlenhydrate: gesunde Normalgewichtige mit viermal Sport/Woche (je 60 Minuten).

Die Umstellung auf eine kohlenhydratreduzierte Ernährung kann vorübergehend mit Unterzuckerung, Müdigkeit, Erschöpfung, Sehstörungen, Kopfschmerzen, Zittern, Herzrasen, Schwitzen, schweren Beinen, Durchfall, Übelkeit, Abgeschlagenheit, Gereiztheit, Lustlosigkeit, Kältegefühl, Schwindel und Konzentrationsstörungen einhergehen („Keto-Grippe“). Mit der Aktivierung des Fettstoffwechsels und der Glukoseneubildung in der Leber verschwinden diese Beschwerden. Für eine stabile Ketoadaption muss mit einer Umstellungsdauer von drei bis fünf Monaten gerechnet werden. Gesicherte und einheitliche Erkenntnisse, dass „Low Carb“ oder eine ketogene Ernährung leistungssteigernde Effekte hätten, liegen bisher nicht vor.

Ketogene Ernährung

Eine Ernährung mit viel Fett und Eiweiß aber kaum Kohlenhydraten (ketogene Ernährung – „Low Carb – High Fat“) wird bei Krebspatienten, Autoimmunerkrankung, Migräne, neurodegenerativen Erkrankungen, schweren psychischen Erkrankungen, Diabetes, gestörtem Glukosemetabolismus, Epilepsie und zur Gewichtsreduktion empfohlen. Auch unter Ausdauersportlern wird sie teilweise eingesetzt. Eine ketogene Ernährung besteht zu 60 bis 85 Prozent aus Fett, 10 – 30 Prozent Eiweiß und maximal 20 – 50 g (< 10 Prozent) Kohlenhydraten überwiegend in Form von Gemüse. Das Verhältnis von Fett zu Eiweiß plus Kohlenhydraten beträgt 4:1 oder 3:1. Die ketogene Ernährung ist also streng kohlenhydratreduziert. Dem gegenüber spricht man bei einer Zufuhr von 50 – 150 g Kohlenhydraten von einer kohlenhydratreduzierten oder low-carb Ernährung. In der ketogenen Ernährung dienen hochwertige Fettsäuren aus Kokosöl, Olivenöl, Weidebutter, Avocadoöl, Nussölen, MCT-Öl (Medium Chain Triglycerides), Butterschmalz, Avocado und Nüssen als Hauptenergielieferant. Viel Fett macht allerdings, wenn zu viel davon gegessen wird, auch fett. Die ketogene Ernährung ist kein Wundermittel für massiv Übergewichtige!

Gefördert wird die Ketogenese durch Fasten, Bewegung, Kälte und eine stark kohlenhydratreduzierte Ernährung, also immer dann, wenn ein energetischer Engpass entsteht. Insulin hemmt und Glukagon stimuliert die Ketogenese. Die Bildung von Ketonkörpern (Azeton, Acetoacetat und Beta-Hydroxybutyrat) aus Fettsäuren in der Leber ist ein physiologischer Prozess, wenn keine Kohlenhydrate (unter 50 g pro Tag) zugeführt werden oder beim Fasten. Dieser natürliche Stoffwechselweg hat den Menschen bei Nahrungsknappheit das Überleben ermöglicht. Jeder Säugling lebt in Ketose, solange er gestillt wird. Die allermeisten Zellen im Körper können Ketone sehr effizient als Energielieferanten verwerten, insbesondere von Herz- und Skelettmuskulatur, Gehirn sowie Niere. Nur Azeton spielt metabolisch keine Rolle und wird als Stoffwechsel-Endprodukt über die Atemluft ausgeschieden.

Eine ketogene Ernährung:

• wirkt entzündungshemmend,

• fördert die Mitochondrienbildung,

• senkt die Bildung von Sauerstoffradikalen,

• fördert die Fettverbrennung,

• senkt den Blutzuckerspiegel und

• steigert die Konzentration.

Die Messung der Ketose kann im Blut, im Urin und in der Atemluft erfolgen. Die akkurateste Methode ist der Bluttest. Eine Ketose darf man aber nicht mit der Ketoazidose verwechseln, einer lebensbedrohlichen Stoffwechselentgleisung, aufgrund Insulinmangels, beim Typ-1-Diabetiker. Beim Gesunden wird ab einer gewissen Höhe von Ketonkörpern Insulin ausgeschüttet und die Bildung von Ketonkörpern gestoppt. Bei der ketogenen Ernährung kann eine Supplementierung mit Kalzium, Magnesium, Zink, Vitamin D und B-Vitaminen erforderlich sein. Ketone gibt es mittlerweile auch als Nahrungsergänzungsmittel.

Die ketogene Ernährung ist kein Allheilmittel. Es gibt bisher keine Erkenntnisse, ob eine dauerhafte Ketose der Gesundheit zuträglich ist. Dabei kann es zu einer Erniedrigung der Schilddrüsenhormone (T3) kommen und bei niedrigem Insulinspiegel ist die Aufnahme von Aminosäuren in die Zelle reduziert, was z.B. zu einer verminderten Bildung von Immunglobulinen führen kann. Schilddrüsenhormone sind aber wichtige Regulatoren sämtlicher Körperfunktionen und das Gaspedal des Energiestoffwechsels. Außerdem kommt es vermehrt zur Glukoneogenese, was das Kortisol erhöht. Dies und erniedrigte Schilddrüsenhormone senken das Testosteron (Michalk 2019). Die physiologisch herbeigeführte Insulin-Resistenz kann zu erhöhten Blutzucker-Spiegeln führen. Außerdem können erhöhte Cholesterin-Werte auftreten. Es scheint also nicht sinnvoll, auf Dauer im Zustand der Ketose zu verharren, sofern man nicht unter den o.g. Erkrankungen leidet. Eine dauerhafte Ketose ist im Grunde genommen eine medizinische Therapie. Eine phasenweise Low-Carb-Ernährung kann sich für den Sportler lohnen, um verschiedene Energiestoffwechselwege zu trainieren (hybride Energieversorgung). Gesicherte und einheitliche Erkenntnisse, dass „Low Carb“ oder eine ketogene Ernährung leistungssteigernde Effekte hätten, liegen bisher nicht vor. Besser für den Gesunden ist eine metabolische Flexibilität mit einer Zufuhr von wenigstens 50 – 150 g Kohlenhydraten pro Tag.

Die ketogene Ernährung ist im Grunde genommen eine medizinische Therapie, die bei verschiedenen Erkrankungen eingesetzt wird. Das gleiche gilt für die karnivore Ernährung. Über beide Ernährungsformen werde ich in einem gesonderten Beitrag berichten.

Ernährungsstrategien im Training

Hier steht in erster Linie die Verfügbarkeit der Kohlenhydrate im Fokus, „Train low“ und „Train high“ genannt.

Train low:

• Zweimaliges Training am Tag (das erste Training leert die Glykogenvorräte in der Muskulatur; keine oder nur geringe Kohlenhydrataufnahme zwischen den Einheiten, sodass das zweite Training mit reduzierten Glykogenvorräten erfolgt).

• Nüchternes Training am Morgen (das Muskelglykogen ist normal, das Leberglykogen erniedrigt).

• Bei der langen Trainingseinheit werden keine oder nur wenig Kohlenhydrate aufgenommen.

• Nach dem Training werden keine oder nur wenig Kohlenhydrate aufgenommen.

• Nach einem späten Training werden keine oder nur wenig Kohlenhydrate aufgenommen. Das Muskel- und Leberglykogen sind durch die Nachtruhe für längere Zeit erniedrigt.

• Low-Carb oder ketogene Ernährung.

Train high:

• Training mit vollem Muskel- und Leberglykogen; Kohlenhydrataufnahme nach dem Training.

• Kohlenhydratbetonte Ernährung.

„Train low“ beschreibt allgemein ein Training mit geringer Verfügbarkeit von Kohlenhydraten (Feil und Feil 2019). Diese geringe Kohlenhydratverfügbarkeit kann in niedrigem Muskelglykogen, niedrigem Leberglykogen oder geringer Kohlenhydrataufnahme während oder nach dem Training bestehen. Untersuchungen haben gezeigt, dass die o.g. Variationen zu veränderten Genexpressionen und Verbesserung des Fettstoffwechsels beitragen. Ob diese Stoffwechselveränderungen auch zu langfristigen Leistungssteigerungen führen, ist bisher unklar. Außerdem sind die Auswirkungen auf die Regeneration und das Immunsystem bisher wenig erforscht.

Der Nutzen einer Kohlenhydrataufnahme während Training und Wettkampf ist allgemein anerkannt. Training mit hoher Intensität kann effektiver mit hoher Kohlenhydratzufuhr („Train high“) durchgeführt werden.

Ein Training des Fettstoffwechsels hat primär nichts mit Fettabbau und Gewichtsreduktion zu tun. Ziel dieses Trainings ist, über lang dauernde, extensive Belastungen die muskuläre Energiebereitstellung durch vermehrte Verbrennung von Fettsäuren zu ökonomisieren. Die Glykogenspeicher werden dadurch geschont. Das Fettstoffwechseltraining nach der extensiven Dauermethode ist die Grundlage für die Langzeitausdauer des Sportlers.

Die Fähigkeit, effektiv Fett zur Energiegewinnung zu verbrennen, ist für die Ausdauerleistungsfähigkeit, aber auch für die Gesundheit ganz allgemein, von Bedeutung. Ausdauertrainierte Sportler haben eine ausgeprägte Kapazität zur Oxidation von Fettsäuren. Demgegenüber besitzen Übergewichtige sowie Patienten mit Insulinresistenz und Diabetes mellitus eine eingeschränkte Fettstoffwechselkapazität, was zu einer vermehrten Fetteinlagerung in den Geweben führt.

Die Belastungsintensität beeinflusst den Fettumsatz bei körperlicher Aktivität. Während der Anteil des Kohlenhydratstoffwechsels an der Energiebereitstellung proportional zur Intensität steigt, findet man beim Fettumsatz mit steigender Intensität zunächst einen Anstieg, der dann bei höheren Intensitäten wieder abfällt. Die höchste Fettstoffwechselrate wurde für Trainierte bei einer Intensität von 65 Prozent der maximalen Sauerstoffaufnahme gefunden. Dies entspricht beim Laufen einer Intensität, bei der man sich noch gut unterhalten kann (EDL – extensiver Dauerlauf). Für Untrainierte wurde die maximale Fettstoffwechselrate bei 50 Prozent der maximalen Sauerstoffaufnahme ermittelt, also bei einer geringeren Belastung.

Die Aufnahme von Kohlenhydraten in den Stunden vor der Belastung führt zu einem Insulinanstieg und einer um bis zu 35 Prozent verringerten Fettoxidation (Friedrich 2023). Eine kohlenhydratarme Kost resultiert in einer hohen Fettstoffwechselrate. Erhöhte Fettoxidationsraten können im Nüchtern-Zustand nach nächtlicher Nahrungskarenz erzielt werden. Ein Training ohne vorhergehendes Frühstück wird eingesetzt, um die Fettstoffwechselkapazität der Muskulatur zu erhöhen. Bisher konnte dies aber durch Studien noch nicht hinreichend belegt werden. Mit zunehmender Belastungsdauer (Ultra-Ausdauerwettbewerbe) gewinnt der Fettstoffwechsel an Bedeutung. Es hat sich gezeigt, dass Frauen bei fast allen Intensitäten einen höheren Fettumsatz als Männer aufweisen und der höchste Umsatz auch bei höheren Intensitäten auftritt.

Nahrungsergänzungsmittel (NEM)

Viele Nahrungsergänzungsprodukte werden mit einer Verbesserung des Fettmetabolismus beworben. Bisher gibt es allerdings keine wissenschaftlichen Daten, dass L-Carnitin, Chrom, Ginseng, grüner Tee, Pyruvat, Ketone u.a. den Fettstoffwechsel verbessern. Für Koffein konnte gezeigt werden, dass die Fettverbrennung gesteigert wird.

Koffein ist eine Substanz mit guter Evidenz für eine Leistungssteigerung im Ausdauersport. Es ist der anregend wirkende Bestandteil von Genussmitteln wie Kaffee, Tee, Cola, Mate, Guarana, Energy-Drinks und Kakao. Die Hauptwirkung des Koffeins besteht in der Hemmung von Adenosin und der Freisetzung von Dopamin sowie Acetylcholin. Daraus resultiert die anregende und stimulierende Wirkung des zentralen Nervensystems und des Herz-Kreislauf-Systems. Als weitere Wirkung erhöht Koffein die Konzentration von c-AMP (cyklisches Adenosinmonophosphat), einem wichtigen Regulator und Beschleuniger des Energiestoffwechsels in der Zelle.

Koffein hat eine physische und eine mental-psychische Wirkkomponente. Es wirkt anregend, drängt Müdigkeit und Abgeschlagenheit zurück, steigert Antrieb sowie Konzentration und hebt die Stimmung. Die wesentlichen pharmakologischen Wirkungen von Koffein sind:

• Anregung des Zentralnervensystems,

• Steigerung der Kontraktionskraft des Herzens,

• Erhöhung der Herzfrequenz,

• Bronchodilatation,

• schwach diuretische Wirkung,

• Verengung der Gefäße im Gehirn und Gefäßerweiterung in der Peripherie,

• geringe Blutdruckerhöhung,

• Anregung der Darmperistaltik,

• Förderung der Glykogenolyse und Lipolyse,

• Reduzierung der Anstrengungsempfindung sowie

• Schmerzlinderung.

Eine Koffeinzufuhr von 3-6 mg/kg Körpergewicht gilt als sicher. Die Resorption von Koffein über den Magen-Darm-Trakt erfolgt rasch, mit maximaler Plasmakonzentration nach 15 – 20 Minuten. Die biologische Halbwertszeit von Koffein im Plasma beträgt 2,5 – 4,5 Stunden. Koffeinhaltige Getränke führen nicht zu einem erhöhten Flüssigkeitsverlust oder einer nennenswerten Elektrolytverschiebung. Die harntreibende Wirkung ist mit der von Wasser vergleichbar. Beim Genuss von größeren Mengen in unverdünnter Form kann es zu Beeinträchtigungen kommen:

• Muskelzittern und –zucken,

• Herzrasen,

• Herzrhythmusstörungen,

• Unruhe und Nervosität,

• Schlafstörungen,

• Harndrang sowie

• Magen- und Darmbeschwerden.

Die Einnahme von Koffein unterliegt seit 2004 nicht mehr den Anti-Dopingregeln. Koffein wird zu den leistungsfördernden (ergogenen) Substanzen gerechnet, weil es die sportliche Leistungsfähigkeit im Ausdauerbereich nachweisbar um 3-4 Prozent erhöht (Peeling et al. 2018). Die ergogenen Effekte halten bis zu 6 Stunden an. Zur Unterstützung im Training und Wettkampf können koffeinhaltige Getränke und Gels eingesetzt werden. Die Wirkung und Verträglichkeit des Koffeins sind individuell recht unterschiedlich, sodass eine Austestung im Training angeraten wird.

Die Fortsetzung finden Sie in Teil 2 (folgt).

Dr. Dr. med. Lutz Aderhold