2014

Dr. Dr. med. Lutz Aderhold - Nahrungsergänzungsmittel (2) ©privat

Nahrungsergänzungsmittel (2) – Dr. Dr. med. Lutz Aderhold

Medizin

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Koffein

Die Einnahme von Koffein unterliegt seit 2004 nicht mehr den Anti-Dopingregeln. Die Welt Anti-Doping Agentur (WADA) hat Koffein von der Dopingliste genommen.

Die stimulierende Wirkung des Koffeins führt zu einer Verbesserung von Antrieb, Stimmung, Reaktions- und Konzentrationsfähigkeit durch Aktivierung des Zentralnervensystems und des sympathischen Nervensystems (Laurent et al. 2000). Verbunden damit ist eine erhöhte Konzentration der Interleukine (Botenstoffe des Immunsystems) und verstärkte antientzündliche Reaktion. Außerdem soll Koffein unter Belastung den oxidativen Stress erhöhen (Tauler et al. 2013).

Es wird angenommen, dass Koffein die Konzentration von Überträgerstoffen im Gehirn (Serotonin, Dopamin, Acetylcholin) erhöht und dadurch die Aktivität von Motoneuronen steigert. Dies macht sich vor allem im ermüdeten Zustand bemerkbar und soll bei Langzeitbelastungen zu einer Leistungssteigerung führen (Dogerty u. Smith 2005; Warren et al. 2010; Conger et al. 2011). Ebenso wird die stimmungsaufhellende Wirkung damit erklärt. Außerdem soll Koffein belastungsbedingte Muskelschmerzen reduzieren (Hurley et al. 2013).

Diskutiert wird auch eine verminderte Kaliumausscheidung aus der Muskelzelle und eine Verbesserung der Fettverbrennung, was zu erhöhter muskulärer Leistungsfähigkeit und einer Glykogeneinsparung beitragen soll (Costill et al. 1978; Applegate 1999; Pedersen 2008; Peltier 2011). Allerdings ist dieser Effekt auf die Fettoxidation umstritten (Graham et al. 2008). Außerdem ist bekannt, dass Koffein zu einer vermehrten Kalziumausscheidung führt, was bei einer sonst ausgewogenen Ernährung keine negativen Auswirkungen auf den Mineralhaushalt hat. Koffeinhaltige Getränke führen nicht zu einem erhöhten Flüssigkeitsverlust (Armstrong 2002). Die harntreibende Wirkung ist mit der von Wasser vergleichbar.

Im Ultralauf hat es ich eingebürgert, dass koffeinhaltige Cola-Getränke besonders in der 2. Rennhälfte konsumiert werden. Cola ist allerdings kein gutes Rehydratationsgedränk, denn es ist durch den hohen Zuckergehalt stark hyperton und enthält zudem nur geringe Mengen Natrium. Beim Genuss von größeren Mengen in unverdünnter Form kann es zu Störungen kommen wie Muskelzittern und -zucken, Herzrasen, Herzrhythmusstörungen, vermehrte Wasserausscheidung sowie Magen- und Darmbeschwerden. Coca Cola sollten Sie deshalb immer verdünnt trinken.

Eine Alternative stellt Guarana dar, das Koffein verzögert freisetzt. Guarana gibt es in verschiedenen Formen (Getränk, Tablette, Pulver, Gel). Eine Tasse Kaffee enthält 40 – 120 mg Koffein, ein Espresso etwa 40 mg Koffein, eine Tasse Schwarztee etwa 50 mg Koffein und 500 ml Cola-Getränk etwa 50 mg Koffein. In Guarana finden sich in 1 g Trockenmasse 40-90 mg Koffein. Das in Energy-Drinks stark beworbene Taurin wirkt nicht leistungssteigend oder gar „beflügelnd", die anregende Wirkung ist nur auf das enthaltene Koffein zurückzuführen (Raschka u. Ruf 2012).

Koffein wird schnell aufgenommen. Die höchste Konzentration wird nach 1 h erreicht. Ergogene Effekte halten bis 6 h an. Die Wirkung des Koffeins ist individuell recht unterschiedlich. Die Vereinigung der Rennärzte von AIMS empfiehlt vor einem Wettkampf nicht mehr als 200 mg Koffein zu konsumieren.

L-Carnitin

L-Carnitin gehört wie Coenzym Q10 zur Gruppe der vitaminähnlichen Verbindungen, den sogenannten Vitaminoiden. L-Carnitin wurde zu Beginn des 20. Jahrhunderts von russischen Wissenschaftlern im Muskelgewebe entdeckt, hieraus erklärt sich auch die Abstammung des Begriffs vom lateinischen Caro, Carnis (Fleisch). L-Carnitin kommt hauptsächlich im Fleisch vor, wobei Schaf-, Lamm-, Wild- und Rindfleisch den höchsten L-Carnitingehalt haben.

Fisch, Geflügel und Milchprodukte haben einen geringeren Gehalt. Pflanzliche Nahrungsmittel enthalten kaum Carnitin. Der Mensch ist aber auch in der Lage 25% des L-Carnitin-Bedarfs selbst in den Nieren und der Leber zu synthetisieren. Dazu werden die Aminosäuren Methionin und Lysin sowie Vitamin C, Eisen, Vitamin B6, Folsäure und Niacin benötigt. Im Alter sinkt die L-Carnitin-Synthese ab. Die L-Carnitin-Ausscheidung erfolgt über den Urin.

Die Funktion des L-Carnitin im Energiestoffwechsel liegt in seiner Transportfunktion für langkettige Fettsäuren in das Innere der Mitochondrien. Außerdem soll L-Carnitin eine antioxidative und membranstabilisierende Wirkung besitzen sowie das Immunsystem stärken.

Der Fettsäureabbau ist also an das Vorhandensein von L-Carnitin gebunden. Deshalb findet sich Carnitin besonders in Geweben mit hohem Fettsäurestoffwechsel wie Skelettmuskulatur, Herz und Leber. Bei Krankheiten der Leber, der Niere, des Herzens sowie Diabetes und Stoffwechselstörungen kann es zu einem Carnitin-Mangel kommen. In diesen Fällen wird L-Carnitin therapeutisch eingesetzt.

Weitere Ursachen für einen Carnitin-Mangel können sekundär durch eine einseitige Ernährung mit Unterversorgung von Proteinen, Vitamin B6, Vitamin C und Eisen, vegetarische Ernährung und katabole Stoffwechsellage mit unzureichender Regeneration nach wiederholten intensiven Belastungen bedingt sein (Billigmann u. Siebrecht 2004; Gröber 2008). Der L-Carnitinpool ist von der Größe des Eisenspeichers (Ferritin) abhängig. Während durch Carnitingabe bei sekundärem Carnitinmangel deutliche Verbesserungen des Lipidstoffwechsels erzielt werden können, wird ein solcher Effekt beim Gesunden angezweifelt. Eine durchschnittliche Ernährung mit Fleisch und Milchprodukten dürfte den täglichen L-Carntin-Bedarf abdecken.

Immer wieder wird von Ernährungsberatern und Trainern die Einnahme von Carnitinpräparaten empfohlen, um die Ausdauerleistungsfähigkeit zu verbessern oder die Fettverbrennung zu steigern und damit eine Gewichtsreduktion zu bewirken. Fraglich ist, ob es beim Gesunden überhaupt zu einem Carnitinmangel kommen kann, da der Körper eine große Menge Carnitin gespeichert hat. In der Muskelzelle beträgt die Carnitin-Konzentration 3-4 mmol/l, im Blut um den Faktor 50 – 100 weniger (40-60 micromol/l).

Es gibt keine Daten, die für eine L-Carnitin-Supplementierung eine Anreicherung von L-Carnitin im Muskel und einen vermehrten Fettsäureumsatz belegen (Raschka u. Ruf 2012). Außerdem scheint nicht das Carnitin der limitierende Faktor bei der Fettverbrennung zu sein. Entscheidend sind das vorhandene Enzymmuster und die Mobilisierung der freien Fettsäuren. Beeinflusst werden diese Faktoren durch ein entsprechendes Ausdauertraining mit Verbesserung der Mikrozirkulation, Vermehrung der Mitochondrien mit den notwendigen oxidativen Enzymen.

Angenommen wird allerdings ein extramuskulärer Wirkungsmechanismus des L-Carntins. Es soll eine Gefäßerweiterung bewirken, damit die Sauerstoffzufuhr erhöhen und die Versorgung der Muskulatur verbessern. Dies könnte auch die nachgewiesene Verminderung von Muskelschmerzen und die schnellere Regeneration nach der Belastung erklären. Ob eine Substitution allerdings einen leistungssteigernden Effekt hat wird kontrovers diskutiert. Am ehesten vermutet man das bei vegetarischer Ernährung.

Die Aufnahme von L-Carnitin kann den Fettstoffwechsel nicht automatisch steigern, das ist nur durch Training zu erreichen. Erfahrungsberichte von Sportlern reichen von wirkungslos über weniger verletzungs- und infektanfällig bis zur subjektiv empfundenen Leistungssteigerung. L-Carnitin hat keine Nebenwirkungen, macht nicht abhängig, ist keine Doping-Substanz und sollte höchstens kurmäßig 4-8 Wochen (1-2 g/Tag) eingenommen werden, um die körpereigene Synthese nicht zu blockieren.

Kreatin

Kreatin ist eine körpereigene Substanz, die in der Leber, Bauchspeicheldrüse und Niere aus den drei Aminosäuren Arginin, Glycin und Methionin gebildet wird. Täglich werden 1-2 g synthetisiert und etwa die gleiche Menge über die Nahrung, hauptsächlich mit Fleisch und Fisch, aufgenommen. Ein 70 kg schwerer Erwachsener hat 100-120 g Kreatin überwiegend in der Skelettmuskulatur gespeichert. An Phosphat gekoppelt stellt es in der Muskelzelle einen wichtigen Energiespeicher bereit (energiereiches Phosphat). Zusammen mit ATP (Adensosintriphosphat) ermöglicht es eine schnelle anaerob-alaktazide Energiebereitstellung und damit körperliche Maximalleistung.

Durch zusätzliche Kreatinaufnahme versucht man, eine Erhöhung des Kreatinphosphats in der Muskulatur zu erreichen. Da Kreatin schnell Energie bereitstellt, ist eine Steigerung und längere Aufrechterhaltung der Maximalleistung zu erwarten, was insbesondere für Sprintsportarten interessant klingt. Untersuchungen mit verschiedenen Testanordnungen haben kein einheitliches Ergebnis gebracht, so dass davon auszugehen ist, dass eine hochdosierte Kreatinaufnahme nicht immer eine signifikante Erhöhung des Kreatingehalts in der Muskulatur bewirkt. 10 – 20% der Sportler scheinen auf eine zusätzliche Kreatinaufnahme nicht zu reagieren (Nonresponder). Es scheinen insbesondere Athleten von einer Kreatinsupplementierung zu profitieren, deren Muskulatur noch nicht mit Kreatin gesättigt ist.

Von einer langfristigen Einnahme ist abzuraten, da der Körper über Rückkoppelungsmechanismen die körpereigene Synthese vermindert. Darüber, wann und in welcher Höhe die Einnahme von Kreatin ein Training sinnvoll begleiten oder das Wettkampfergebnis verbessern kann, gibt es keine wissenschaftlich begründeten Daten. Die von manchen Herstellern angegebenen hohen Dosierungen haben wahrscheinlich keinen zusätzlichen Effekt. Ein Großteil des zugeführten Kreatins wird über den Harn wieder ausgeschieden. Eine Erhaltungsdosis von 2 g täglich genügt, um einen erhöhten Kreatingehalt aufrecht zu erhalten.

Unter Kreatinaufnahme kommt es zu einer Gewichtszunahme bedingt durch eine vermehrte Wassereinlagerung in die Muskulatur, da Kreatin osmotisch wirkt. Schon aufgrund dieser Wirkung und der Grundfunktion zur schnellen Energiebereitstellung ist eine Einnahme für den Ausdauersportler wenig sinnvoll (Raschka u. Ruf 2012). Beim Sprinter ist die Ermüdung vor allem durch die Erschöpfung des Kreatinphosphatspeichers in der Muskulatur bedingt. Von Bedeutung ist eine zusätzliche Kreatinzufuhr vor allem für Schnelligkeitsdisziplinen (Nebel 2002) wie beim 200m- und 400m-Sprint.

Durch eine Kreatinsupplementierung kann die alaktazide Leistungsfähigkeit erhöht werden. Dies kann für den Vegetarier von Bedeutung sein, da Kreatin über pflanzliche Nahrung kaum aufgenommen wird (Gröber 2008). In reinen Ausdauerdisziplinen wie dem Langstreckenlauf, bei dem die Energiebereitstellung durch Kreatinphosphat nur in den ersten Sekunden quasi als Starterfunktion benötigt wird und die Energie dann durch Glucose- und Fettverbrennung bereitgestellt wird, ist eine Kreatinaufnahme nicht sinnvoll.

Aminosäuren

Glutamin ist die häufigste Aminosäure des menschlichen Körpers. Sie macht 20% der freien Aminosäuren im Blutplasma aus. Glutamin

– ist von Bedeutung bei der Regulation des Protein- und Glykogenstoffwechsels,

– ist beteiligt an der Regulation des Stoffwechsels der freien Fettsäuren,

– beeinflusst die Glukoneogenese und

– hat einen steigernden anabolen Effekt auf die Proteinsynthese.

Bei extremer physischer Belastung nimmt die Glutaminkonzentration ab. Diese Aminosäure ist aber ein wichtiger Baustoff für das Immunsystem. Eine ausreichende Versorgung insbesondere nach intensiven Belastungen ist deshalb von Bedeutung, um Infektionen und einem Muskelabbau vorzubeugen.

Arginin ist die stickstoffreichste Aminosäure. Sie ist am Ammoniakabbau beteiligt (das gilt auch für die Glutaminsäure, Ornithin und die Asparaginsäure) und wirkt deshalb der muskulären und mentalen Ermüdung entgegen. Außerdem ist Arginin an der zellulären Immunantwort und der Bildung des Wachstumshormons (STH) beteiligt.

Die verzweigtkettigen Aminosäuren (BCAA – Branched Chain Amino Acids) Leucin, Isoleucin und Valin sind von großer Bedeutung für den Muskelstoffwechsel. Bei längeren Belastungen werden diese Aminosäuren auch zur Energiegewinnung (Glukoneogense) herangezogen. Die Gabe von verzweigtkettigen Aminosäuren soll die Muskelproteinsynthese steigern, den Muskelabbau verringern und einer vorzeitigen Ermüdung entgegenwirken.

Im Leistungssport bewirkt eine Aminosäurenaufnahme, dass:

– die muskuläre Regeneration und der Muskelaufbau beschleunigt,

– das Immunsystem stabilisiert und

– die Glykogenresynthese verbessert werden.

Unter Belastung stellen Aminosäuren das Substrat für die Gluconeogenese. Lange Ausdauerbelastungen können zu einem starken Proteinkatabolismus (Eiweißabbau) führen (Volk und Neumann 2001). Gerade bei den langen Ausdauerbelastungen im Ultralauf ist die Versorgung mit Aminosäuren während und nach der Belastung von Bedeutung. Da Proteine eine wichtige Rolle im Stoffwechsel und beim Muskelaufbau haben, ist eine zusätzliche Aufnahme bei hoher Trainings- oder Wettkampfbelastung gerechtfertigt, weitere Studien zur Wirksamkeit sind notwendig (Raschka u. Ruf 2012).

Fazit:

– Die Bedeutung von Nahrungsergänzungsmitteln im Sport wird allgemein überschätzt.

– Eine Ergänzung von Mikronährstoffen sollte individuell unter Beachtung der Anti-Dopingbestimmungen erfolgen.

Dr. Dr. med. Lutz Aderhold

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