Ernährung

K. BaumErnährung und sportliche Leistungsfähigkeit

Um sportliche Höchstleistungen realisieren zu können, müssen im Vorfeld mehrere Faktoren möglichst optimal eingesetzt werden: Körperliches Training, Maßnahmen zum Erreichen einer hohen psychischen Stabilität unter Stressbedingungen, Bekleidung und Ausrüstung des Athleten und nicht zuletzt die Ernährung. Es gibt mittlerweile eine Vielzahl von allgemeinen Informationen, was eine "sportliche" Ernährung ausmacht. Im folgenden Beitrag ist das zeitliche Fenster relativ eng gehalten: die Spanne vom wettkampfnahen Vorfeld bis hin zum Wettkampftag bei Sportlern aus den Bereichen Ausdauer- und Kampfsportarten. Mit dem gewählten Zeitfenster wird unter anderem der Bedarf einer kurzfristigen Leistungsoptimierung von der Notwendigkeit der Gesund- und langfristigen Leistungserhaltung abgegrenzt. Damit rücken Nahrungsbestandteile wie Vitamine, sekundäre Pflanzenstoffe oder ungesättigte Fettsäuren aus dem Blickpunkt des Interesses. Deren Gesamtbedeutung soll jedoch in keiner Weise heruntergespielt werden.

Vielleicht werden sich einige Leser fragen, warum Ausdauerdisziplinen wie Laufen, Radfahren, Schwimmen oder Rudern den Kampfsportarten wie Boxen, Judo oder Ringen gegenübergestellt werden. Gemeinsam haben Athleten aus den beiden Sportartbereichen, dass sie während des Wettkampfes durch die Energiebereitstellung in ihrer Leistungsfähigkeit limitiert werden können.

Ein zweiter wichtiger Aspekt der Ernährung, der Flüssigkeits- und Elektrolythaushalt, ist ebenfalls für beide Gruppen von Bedeutung. Während in den Ausdauerdisziplinen die Optimierung der Nahrungs- und Flüssigkeitszufuhr vor einem Wettkampf normalerweise unkritisch ist, existiert bei Athleten in den Kampfsportarten häufig ein Sachzwang, der mit einem leistungsfördernden Ernährungsverhalten kollidiert: In den letzten Wochen vor dem Wettkampftag reduzieren viele Sportler ihr Gewicht, um in einer Gewichtsklasse kämpfen zu können, die zum Teil erheblich unter dem Trainingsgewicht liegt. In einem solchen Fall kann von Optimierung nicht mehr die Rede sein. Die Ernährung nach dem Zeitpunkt des Wiegens bis hin zum Kampfbeginn ist eher als Schadensbegrenzung zu verstehen.

Energiebereitstellung

Der unmittelbare Energielieferant für die Muskelkontraktion (wie im Übrigen für alle energiepflichtigen Vorgänge im Körper), das Adenosintriphosphat (ATP), kann in der Muskelzelle über drei Substrate resynthetisiert werden (Abb. 1). Die Stoffwechselwege unterscheiden sich in der Geschwindigkeit und der maximal möglichen Menge der ATP-Synthese. Kreatinphosphat stellt dabei das Substrat mit der höchsten Geschwindigkeit und der geringsten Kapazität dar. Es spielt solange eine Rolle, bis die anderen Stoffwechselwege die ATP-Produktion vollständig übernehmen, das heißt beim Übergang von Ruhe zu Belastung beziehungsweise bei einem Wechsel von einer niedrigen zu einer höheren Leistungsstufe.

Diese Phase dauert in Abhängigkeit vom Ausdauertrainingszustand der Muskulatur drei bis fünf Minuten. Im Vergleich zu den beiden anderen Substraten besteht eine Besonderheit darin, dass Kreatinphosphat nach der Belastung wieder aufgebaut wird. Trotzdem scheidet der Sportler etwa zwei Gramm Kreatin täglich über die Nieren aus. Diese Verluste werden über die Nahrung (Fisch oder Fleisch) und über die Eigensynthese ausgeglichen.

Fasst man die Untersuchungen zum Für und Wider einer Kreatinsubstitution zusammen, dann scheinen allenfalls solche Sportler davon zu profitieren, die

  • vegetarische Kost bevorzugen und
  • in ihrer Disziplin kurze, intensive Belastungen wiederholt absolvieren müssen.

Als wesentliche Nachteile sind eine Gewichtszunahme von zwei bis drei Kilogramm (osmotisch bedingte, intrazelluläre Flüssigkeitszunahme) und vor allem ein erhöhtes muskuläres Verletzungsrisiko zu nennen.

Die beiden anderen Substrate, Kohlenhydrate und Fette, werden dagegen irreversibel abgebaut, so dass sie über die Ernährung ergänzt werden müssen. Der Fettstoffwechsel besitzt dabei mit Abstand die höchste Kapazität, aber auch die geringste ATP-Produktionsgeschwindigkeit. Ein Beispiel: Selbst bei einem schlanken Erwachsenen würde die in den Fettzellen gespeicherte Energie für 20 bis 30 Marathonläufe ausreichen.

Der Fettstoffwechsel benötigt zur ATP-Produktion unbedingt Sauerstoff. Eine Besonderheit des Kohlenhydratstoffwechsels besteht darin, dass ATP sowohl ohne Beteiligung von Sauerstoff (anaerob) als auch unter Beteiligung von Sauerstoff (aerob) bereitgestellt werden kann. Die maximale Produktionsgeschwindigkeit auf dem anaeroben Weg ist im Vergleich zum aeroben Prozess höher, dafür fällt als Endprodukt Laktat an. Laktat wird dann gebildet, wenn der Substratfluss in der Glykolyse höher ist als im Citratzyklus und in der Atmungskette (Abb. 1 und Abb. 2). Insgesamt nehmen die Kohlenhydrate im Hinblick auf Geschwindigkeit und Kapazität der ATP-Produktion eine mittlere Stellung ein; ihre Energiereserven reichen selbst bei aerobem Stoffwechsel kaum für einen einzigen Marathon. Noch wesentlich schneller sind die Kohlenhydrate verbraucht, wenn bei höheren Belastungsintensitäten Laktat produziert wird, wie es bei den Kampfsportarten der Fall ist.

Bezüglich der Verfügbarkeit gibt es noch einen wesentlichen Unterschied zu den Fettreserven: Die in Form von Glykogen in den Muskelzellen gespeicherten Kohlenhydrate können nur von der jeweiligen Zelle genutzt werden. Dazu ein Beispiel: Die beim Laufen oder Radfahren beanspruchte Beinmuskulatur kann im Zuge einer belastungsbedingten Glykogenverarmung nicht auf die Reserven der Restmuskulatur wie zum Beispiel das Glykogen der Armmuskulatur zurückgreifen. Lediglich das Leberglykogen ist durch die Freisetzung von Glucose ins Blut in der Lage, alle Zellen des Körpers zu versorgen. Blutglucose wird aber in erster Linie für den Gehirnstoffwechsel benötigt.

Ein ruhender Muskel bezieht seine Energie nahezu ausschließlich über den Fettstoffwechsel, mit zunehmender Intensität der Belastung erhöht sich der prozentuale Anteil des Kohlenhydratstoffwechsels und natürlich auch die gesamte ATP-Produktionsgeschwindigkeit. In Abbildung 2 symbolisiert die Dicke der Linien die Höhe des Substratflusses. Die Begriffe "geringe", "mittlere" und "hohe" Intensität sind dabei in Relation zur individuellen Ausdauerleistungsfähigkeit zu sehen.

In den Ausdauerdisziplinen entspricht die Stoffwechselsituation im Wettkampf dem mittleren Schaubild von Abbildung 2, energetisch wird sie durch eine Glykogenverarmung der Muskulatur begrenzt. Die Kampfsportarten sind charakterisiert durch eine intervallartige Belastungsstruktur, bei denen sich hohe mit niedrigen Intensitäten abwechseln. Eine energetische Begrenzung ist dabei sowohl durch eine Glykogenverarmung als auch durch eine hohe Laktatproduktion möglich, die zu einer Übersäuerung der Arbeitsmuskulatur führt.

Die oft zitierte Faustregel "nach einer halben Stunde kommen die Fette" ist übrigens ein Ammenmärchen, das sich ebenso hartnäckig hält wie die Mär des sehr hohen Eisengehaltes von Spinat. Vermutlich resultiert die Meinung, dass nach ungefähr 30 Minuten die Energiebereitstellung aus dem Fettstoffwechsel überwiegen würde, aus einer Fehlinterpretation von Untersuchungen, bei denen die Konzentration freier Fettsäuren im Blut unter Belastung gemessen wurde. Hier kommt es in der ersten Phase zu einem Konzentrationsabfall. Nach 20 bis 40 Minuten steigt die Konzentration wieder an, häufig sogar deutlich über den Ruhewert. Ein Anstieg oder Absinken der Konzentration an Fettsäuren im Blut sagt aber gar nichts über die Höhe des Fettumsatzes aus; ein Anstieg bedeutet lediglich, dass mehr Fettsäuren aus den Fettzellen ins Blut freigesetzt (Lipolyse, s. Abb. 1) als in den Muskelzellen zu Kohlendioxid und Wasser abgebaut werden (Citratzyklus und Atmungskette, s. Abb. 1). Beim Absinken der Konzentration überwiegt dementsprechend der Abbau.

Für eine Reduktion des Körperfettdepots nützt das Freisetzen von Fettsäuren alleine gar nichts, da die in den Muskelzellen nicht verbrauchten freien Fettsäuren nach Belastungsende wieder zu Fetten synthetisiert werden. Es gilt also: Die relative Intensität der sportlichen Anstrengung wird in erster Linie über die prozentuale Beteiligung von Kohlenhydraten und Fetten an der Energiebereitstellung bestimmt. Mit zunehmender Dauer einer Belastung kommt es lediglich zu einer geringfügigen Verschiebung in Richtung des Fettstoffwechsels.

Optimierung der energetischen Situation

Da die Kohlenhydrate im Vergleich zu den Fetten eine höhere maximale ATP-Produktionsgeschwindigkeit aufweisen und damit höhere Belastungsintensitäten ermöglichen, spielen sie eine zentrale Rolle für die Wettkampfleistungsfähigkeit in Ausdauer- und Kampfsportarten. Der normale Glykogengehalt von 1 bis 1,5 Gramm pro 100 Gramm Muskulatur lässt sich vor einem Wettkampf bis auf das Dreifache steigern. Voraussetzung ist zunächst eine Entleerung der muskulären Glykogenspeicher durch eine körperliche Belastung, der eine kohlenhydratreiche Kost folgen muss. Kohlenhydratreich bedeutet, dass rund 70 Prozent der Energieaufnahme über Kohlenhydrate abgedeckt werden. In Tabelle 1 sind einige Nahrungsmittel zusammengestellt, die ein gutes Verhältnis von Kohlenhydrat- zu Fettgehalt haben und zum Beladen der Glykogenspeicher geeignet sind.

Nach ungefähr 24 Stunden ist das Ausgangsniveau der muskulären Glykogenkonzentration wieder erreicht. Nach weiteren 48 Stunden ist die überschießende Reaktion abgeschlossen (Abb. 3). Natürlich darf in dieser Phase nicht beziehungsweise nur mit geringen Umfängen und Intensitäten trainiert werden. Auf dem gleichen Wirkmechanismus beruht die sogenannte "Saltindiät". Der wesentliche Unterschied zu dem oben Beschriebenen besteht darin, dass die Glykogenreserven durch eine mehrtägige Protein-Fett-Diät reduziert werden.

Während Ausdauerathleten nahezu uneingeschränkt Nutzen aus der Glykogenbeladung ziehen können, ist ein solches Ernährungsverhalten in der Regel nur für die Kampfsportler möglich, die in der höchsten Gewichtsklasse kämpfen. Für alle anderen stellt sich das Problem der begleitenden Gewichtszunahme, da mit jedem Gramm Glykogen 2,5 bis 3 ml Flüssigkeit intrazellulär eingelagert werden. Eine entsprechende Bilanz ist exemplarisch in Abbildung 4 dargestellt. Dementsprechend können Athleten, die mit ihrem aktuellen Gewicht an der oberen Grenze ihrer Gewichtsklasse stehen, erst nach dem Wiegen mit dem Auffüllen der Kohlenhydratdepots beginnen. Eine allgemeingültige Aussage über das dabei richtige Ernährungsverhalten ist kaum möglich, da

  • die vorangegangene Gewichtsreduktion unterschiedlich groß ist,
  • der Abstand zwischen Wiegen und Wettkampfbeginn von der Sportart abhängt und selbst innerhalb einer Sportart noch variabel ist und
  • die Notwendigkeit der Flüssigkeitssubstitution (s. u.) zum Teil mit dem Bedarf an Kohlenhydraten konkurriert.

Häufig liegt die Gewichtsreduktion in einer Größenordnung von fünf bis sieben Kilogramm, die in den letzten drei bis vier Wochen vor dem Wettkampf durch reduzierte Energiezufuhr, vor allem aber durch reduzierte Flüssigkeitsaufnahme bei künstlich erhöhter Schweißabgabe (Training mit Wärmestau durch Kleidung, Sauna) erreicht wird. In einem solchen Fall sollte der Athlet unmittelbar nach dem Wiegen etwa zwei Liter eines kohlenhydrathaltigen Getränkes zu sich nehmen. Dabei darf der Kohlenhydratanteil nicht zu hoch sein, da sich ansonsten die Magen-Darm-Passage verzögert.

Ist der zeitliche Abstand zum ersten Kampf geringer als drei Stunden, ist es sinnvoll, auf feste Nahrung zu verzichten, da sie langsamer resorbiert wird und ebenfalls die Magen-Darm-Passage der Flüssigkeit beeinträchtigen würde. Stattdessen sollte der Sportler bis etwa eine halbe Stunde vor dem Kampf regelmäßig weiter trinken. Ist der zeitliche Abstand größer, kann nach der initialen Trinkphase auch feste Nahrung mit einem möglichst hohen Anteil an leicht verdaulichen Kohlenhydraten und mit einem möglichst geringen Gehalt an Ballaststoffen aufgenommen werden.

Optimierung des Flüssigkeitshaushalts

Den prozentualen Anteil der Körperflüssigkeit am Körpergewicht zeigt Abbildung 5. Zusätzlich sind die entsprechenden Volumina für einen 70 Kilogramm schweren, schlanken Menschen kalkuliert. Das Blutplasma übernimmt dabei Versorgungsaufgaben des gesamten Körpers über das Kreislaufsystem: Es transportiert Nährstoffe, Vitamine, Elektrolyte und Hormone. Ein hinreichend großes Volumen an Blutplasma stellt weiterhin sicher, dass die Viskosität des Gesamtblutes keine kritischen Werte erreicht. Dies könnte im schlimmsten Fall zu einer spontanen Thrombose führen. Schließlich spielt die gesamte extrazelluläre Flüssigkeit eine bedeutende Rolle bei der Wärmeregulation, da die Verdunstung des Schweißes auf der Haut ein wesentlicher Kühlmechanismus ist. Der Schweiß besteht aus modifiziertem Blutplasma.

Bei Dauerbelastungen gehen pro Stunde ein bis zwei Liter Schweiß verloren, was einem Verlust von 10 bis 15 Prozent der extrazellulären Flüssigkeit gleichkommt. Hält die Belastung länger an und wird der Flüssigkeitsverlust nicht wenigstens teilkompensiert, kommt es zu einer reduzierten muskulären Durchblutung, die Körperkerntemperatur steigt und die Krampfneigung ist erhöht. Während Ausdauersportler üblicherweise erst im Verlauf einer längeren Belastung in eine solche Situation kommen können, ist ein Athlet, der sich einer rapiden Gewichtsreduktion unterzieht, bereits mit Beginn der körperlichen Leistung in einer kritischen Situation.

Vor einem Wettkampf lässt sich das extrazelluläre Volumen über das normale Maß hinaus erhöhen, wenn neben einem ausreichenden Wasserangebot gleichzeitig Kochsalz zugeführt wird. Fehlt das Kochsalz, wird bei hoher Flüssigkeitszufuhr die Urinproduktion bereits innerhalb weniger Minuten erhöht und so die zunächst positive Flüssigkeitsbilanz wieder reduziert. Dies liegt daran, dass Natrium quantitativ das bedeutsamste Elektrolyt der extrazellulären Flüssigkeit ist. Schon eine geringfügige Reduktion der Natriumkonzentration im Blut, verursacht durch das Trinken einer natriumarmen Flüssigkeit, führt zu schnellen hormonellen Veränderungen, die die Diurese verursachen. Bei den großen Stadtmarathonläufen sind die durch Freizeitsportler hoch frequentierten Toilettenhäuschen (und Büsche) auf den ersten Kilometern der Strecke ein Beleg dafür, dass die Notwendigkeit des Trinkens vor dem Lauf den meisten bekannt ist, viele aber noch nichts von dem positiven Effekt einer gleichzeitig erhöhten Kochsalzzufuhr gehört haben. Aus geschmacklichen Gründen empfiehlt es sich, das Kochsalz mit der festen Nahrung oder in Form von Tabletten zuzuführen. Ein beliebtes und geeignetes Nahrungsmittel sind Salzstangen, da sie gleichzeitig Kohlenhydrate und wenig Fett liefern.

Ein typisches Beispiel für das Ernährungsverhalten bei Kampfsportarten ist das von Joachim Thumfart, der im Jahr 1998 Weltmeister in Ju-Jutsu wurde. Er kämpfte in der Gewichtsklasse "bis 72 Kilogramm", sein Trainingsgewicht lag bei 78 bis 80 Kilogramm. Die entsprechend notwendige Gewichtsreduktion von sechs bis acht Kilogramm wurde in einer Zeit zwischen zwei und vier Wochen vor dem Wettkampf mit den üblichen Praktiken erzielt. In seiner Sportart liegt der Wiegezeitpunkt am Abend vor dem Wettkampftag. Unmittelbar nach dem Wiegen trank Thumfart zwei bis drei Liter Mineralwasser, während des gesamten Abends aß er Nudeln und trank weitere zwei bis drei Liter Flüssigkeit.

Nahrungs- und Flüssigkeitszufuhr während der Belastung

Im Gegensatz zu der Trinkflüssigkeit vor der Belastung benötigt die Trinkflüssigkeit während der Belastung keinen erhöhten Kochsalzgehalt, da prozentual mehr Wasser als Natrium mit dem Schweiß verloren geht. Entsprechend genügt ein natriumreiches Mineralwasser, das mit Kohlenhydraten angereichert ist. Die Kombination aus Apfelsaft und Mineralwasser im Verhältnis 1 : 2 ist ein uralter Tipp, der aber nichts von seiner Richtigkeit verloren hat. Natürlich darf das Getränk keine Kohlensäure enthalten, da durch Ausgasen von Kohlendioxid das Magenvolumen unnötig erhöht würde. Jeder Athlet sollte lernen, während des Wettkampfes beziehungsweise des Wettkampftages mit dem Trinken zu beginnen, bevor Durst spürbar wird, da unter körperlicher Belastung das Durstgefühl verspätet einsetzt.

Inwieweit feste Nahrung aufgenommen werden sollte, richtet sich in den Ausdauerdisziplinen nach der Länge des Wettkampfes und nach der mechanischen Belastung des Magens. Sinnvoll und unproblematisch ist die Nahrungsaufnahme bei längeren Beanspruchungen auf dem Rad, da der Rumpfbereich kaum erschüttert wird. Beim Laufen dagegen wird der Körperschwerpunkt und damit auch der Magen-Darm-Trakt beständig im Schwerefeld nach oben und unten beschleunigt. Entsprechend sollte beim Marathonlauf auf die Aufnahme fester Nahrung verzichtet werden.

Eine regelmäßige Flüssigkeitszufuhr dagegen ist unbedingt notwendig. Realisierbar sind 200 bis 300 ml pro fünf Kilometer, wobei der Kohlenhydratanteil bei rund fünf Prozent liegen sollte. Unter moderaten klimatischen Bedingungen kann mit einem Bruttoverlust an Schweiß von rund vier bis fünf Litern gerechnet werden. Der Nettoflüssigkeitsverlust bleibt damit trotz des Trinkens erheblich und ist zumindest partiell verantwortlich für die häufig beobachtbaren Einbußen der Leistungsfähigkeit im letzten Drittel des Laufes.

Ein extremes Beispiel des Ausdauersports ist der Ironman-Triathlon auf Hawaii. Das Belastungsprofil beinhaltet 3,8 Kilometer schwimmen, dann folgen 180 Kilometer Radfahren und zum Schluss 42,2 Kilometer laufen. Bei einer guten Bewegungstechnik kann man dabei insgesamt von einem Energieumsatz von 30 000 Kilojoule ausgehen. Dies ist an sich schon eine unglaubliche Leistung. Hinzu kommen noch die klimatischen Bedingungen, die einem Außenstehenden bereits im Vorfeld jeglichen Bewegungsdrang nehmen würden: Temperaturen von 35 bis 38 Grad Celsius gehen einher mit relativen Luftfeuchten von 60 bis 80 Prozent. Dies führt insgesamt zu einer enormen Schweißproduktion. Man kann bei einem solchen Wettkampf von Bruttoverlusten an Schweißflüssigkeit in einer Größenordnung von 20 Litern ausgehen.

Kampfsportler, deren Wettkämpfe in der Regel in Turnierform ausgetragen werden, sollten unmittelbar nach Beendigung eines Kampfes ausreichend trinken, da die Dauer bis zur nächsten Belastung häufig nicht kalkulierbar ist. Günstig ist es, feste Nahrung hauptsächlich in Form von leicht verdaulichen Kohlenhydraten und in kleinen Mengen aufzunehmen.

Schlussbetrachtung

Bei der Ernährungsberatung und -betreuung von Athleten im Leistungsbereich muss klar zwischen der langfristigen Trainingsphase und der Phase kurz vor dem Wettkampf bis hin zum Wettkampfgeschehen getrennt werden. Während in der Trainingsphase gesund- und leistungserhaltende Kriterien gleichrangig sind, überwiegt in der Phase kurz vor dem Wettkampf das leistungsoptimierende Kriterium. Dies bedeutet – zumindest in den Ausdauerdisziplinen – jedoch nicht, dass dabei der Athlet einem gesundheitlichen Risiko in Folge einer Mangelernährung ausgesetzt ist, da der Umsatz an "gesundheitserhaltenden" Nahrungsbestandteilen wie Vitaminen, ungesättigten Fettsäuren oder sekundären Pflanzenstoffen langfristig betrachtet werden muss.

Kritisch kann die Situation allerdings in den Kampfsportarten werden als Folge der häufig praktizierten Gewichtsreduktionen. In den meisten Fällen wäre es zwecklos, einem Kampfsportler die möglichen Gefahren vor Augen zu führen und dann zu hoffen, dass er in einer höheren Gewichtsklasse startet. Von daher gilt es zu versuchen, ihn weitestgehend zu unterstützen. Hier sind hochdosierte Vitaminpräparate genauso angezeigt wie Magnesium-, Calcium- und Eisenpräparate.

Ein Literaturverzeichnis ist beim Verfasser erhältlich. Nachdruck aus aid – Ernährung im Fokus Herausgegeben vom aid Infodienst Verbraucherschutz Š Ernährung Š Landwirtschaft e. V., Friedrich-Ebert-Straße 3, 53177 Bonn

Um sportliche Höchstleistungen realisieren zu können, müssen im Vorfeld mehrere Faktoren möglichst optimal eingesetzt werden: Körperliches Training, Maßnahmen zum Erreichen einer psychischen Stabilität unter Stressbedingungen, Bekleidung und Ausrüstung des Athleten und nicht zuletzt die Ernährung. Es gibt mittlerweile eine Vielzahl von allgemeinen Informationen, was eine "sportliche" Ernährung ausmacht. In unserem Beitrag befassen wir uns mit der Spanne vom wettkampfnahen Vorfeld bis hin zum Wettkampftag bei Sportlern aus den Bereichen Ausdauer- und Kampfsportarten.

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