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    Ulrich Ringleb 11.09.2021 14:13
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Schwimm-Ratgeber

Einfluß von Fett und Kohlehydraten auf die Leistung

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Kategorie: Ernährung
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Die für die Muskelarbeit erforderliche Energie liefern hauptsächlich Kohlenhydrate und Fett.
Kohlenhydrate sind der Sammelbegriff für viele Zucker- und Stärkearten. Vereinfacht werden sie in folgende Gruppen unterteilt:

 

Fett

Die Bausteine der Kohlenhydrate sind die Einfachzucker. Haushaltszucker besteht aus Zwei Zucker-Bausteinen. Weil dieser Zucker weder Vitamine noch Mineralstoffe enthält, sollte sein Verbrauch möglichst niedrig sein. Komplexere oder höhermolekulare Kohlenhydrate sind die verschiedenen Stärken, die in Getreide, Getreideprodukten, Kartoffeln und Gemüse enthalten sind. Da diese Kohlenhydratlieferanten zugleich wichtige Vitamine und Mineralstoffe liefern, sollten sie bevorzugt werden.

In der Sporternährung gewinnen Oligosaccharide (Oligo = wenig) zunehmend an Bedeutung, weil sie aufgrund ihrer Langzeitwirkung und niedrigen Osmolarität (Maß für die osmotisch wirksame Konzentration) für den Sportler geeigneter sind als Traubenzucker. Oligosaccharide enthalten mehr Zuckermoleküle als Disaccharide, aber weniger als Polysaccharide. Die verschiedenen Zucker- und Stärkearten werden durch Enzyme bis zu Einfachzucker abgebaut, bevor sie resorbiert werden können. Die resorbierten Kohlenhydrate werden mit dem Blut zu den verschiedenen Geweben transportiert. In den Geweben werden die Kohlenhydrate, die nicht sofort verbraucht werden, in Glykogen umgewandelt. Glykogen wird in der Leber und im Muskel gespeichert.

 

Leider kann der Organismus keine beliebig große Menge an Kohlenhydraten als Glykogen speichern. Sind die Glykogenspeicher in der Leber und im Muskel gefüllt, so werden die Kohlenhydratüberschüsse in Fett umgewandelt und in den Fettdepots gespeichert.

 

Die folgende Abbildung zeigt die begrenzte Speichenfähigkeit der Kohlenhydrate im menschlichen Körper. Nur etwa 1 % des Körpers besteht aus Kohlenhydraten.

Zusammensetzung des menschlichen Krpers

 

Im Gegensatz zu Kohlenhydraten kann Fett in großen Mengen gespeichert werden. Chemisch gesehen besteht Fett aus Glycerin und Fettsäuren. An ein Glycerinmolekül sind drei Fettsäuremoleküle angelagert. Durch Enzyme wird Fett in seine Bestandteile Glycerin und Fettsäuren gespalten.

Fett

 

Wird mit der Nahrung zuviel Fett aufgenommen, dann wird das überschüssige Fett in den körpereigenen Fettdepots gespeichert.

Wenn auch Kohlenhydrate und Fett als Energielieferanten prinzipiell austauschbar sind, ist es für die sportliche Leistung ganz entscheidend, ob die Energie aus Kohlenhydraten oder aus Fett geliefert wird. Vereinfacht betrachtet sind bei der Energiegewinnung aus Kohlenhydraten oder Fett 3 Punkte zu berücksichtigen:

 

1. der Energiewert von Fett und Kohlenhydraten

2. der Energiegewinn in ATP bezogen auf den verbrauchten Sauerstoff

3. die energetische Flußrate, d. h. die Schnelligkeit der Energiefreisetzung pro Zeiteinheit.

 

1. Energiewert von Fett und Kohlenhydraten

1 g Fett liefert mehr als doppelt soviel Energie (38 kJ 9 kcal) als 1 g Kohlenhydrate. Mit Fett wird schnell eine hohe Gesamtenergiezufuhr erreicht, ohne daß die Verdauungsorgane zu sehr belastet werden. Fett macht außerdem das Essen schmackhafter und die küchentechnische Zubereitung einfacher. Die Fettdepots im Körper sind eine kaum erschöpfbare Energiequelle. Die Fettdepots sind so groß, daß allein über den Fettabbau körperliche Arbeit über mehrere Tage bestritten werden kann, ohne daß es zu einer ,,Energiekrise" kommt. Dagegen können die Kohlenhydratvorräte bei intensiver Belastung bereits nach 1 - 2 Stunden erschöpft sein. In der folgenden Tabelle sind die verschiedenen Energiespeicher des menschlichen Körpers zahlenmäßig zusammengestellt.

Fett

 

Während die Fettvorräte bei körperlichen Belastungen praktisch nie vollständig ausgeschöpft werden können, sind die Kohlenhydratvorräte, die als Glykogen im Muskel und in der Leber gespeichert werden, nur sehr begrenzt. Das Leberglykogen dient in erster Linie dazu, den Blutzucker konstant zu halten. Das Muskelglykogen dagegen kann nur in der Muskelzelle verwertet werden. Der arbeitende Muskel deckt seinen Energiebedarf weitgehend aus seinen eigenen Glykogenvorräten. Insgesamt betragen diese Glykogenvorräte nur 300 g bis 400 g. Das entspricht etwa 5000 kJ bis 6800 kJ (1200 - 1600 kcal). Diese Vorräte können nach intensivem Ausdauer- oder Intervalltraining bereits nach 1-2 Stunden völlig aufgebraucht sein. Folgende graphische Darstellung zeigt den Verlauf des Glykogenabbaus während einer 90-minütigen Belastung mit 77% der Maximalbelastung. Bei diesem Versuch handelte es sich um eine Gruppe von 10 trainierten und 10 untrainierten Personen. Alle 20 Minuten, sowie vor dem Versuch und bei auftretenden Erschöpfungszuständen wurde der Glykogengehalt im Muskel bestimmt.

Glykogenhaushalt

 

Da z.B. bei einem Marathonlauf ca. 12600 kJ (3000 kcal) umgesetzt werden, kann unter Berücksichtigung der Belastungsintensität ungefähr kalkuliert werden, wann die Glykogenvorräte ausgeschöpft sind. Jedenfalls reichen die Glykogenvorräte nicht aus, um den Energiebedarf während eines Marathonlaufes zu decken. Sind die Glykogenvorräte aufgebraucht, muß Fett abgebaut werden, weil nur noch dieses als Energielieferant zur Verfügung steht.

 

2.Energiegewinn über ATP pro Mol Sauerstoffmoleküle

Beim Fettabbau wird pro Zeiteinheit sehr viel weniger Energie geliefert als bei der Verbrennung von Kohlenhydraten, weil für die gleiche Energiemenge mehr Sauerstoff benötigt wird. Darum muß die Belastungsintensität, also die Laufgeschwingkeit, herabgesetzt werden. Das erklärt auch, warum viele Marathonläufer ziemlich lange ein konstantes Tempo laufen können, nach 25 - 30 km aber plötzlich das Tempo nicht mehr halten können und langsamer werden.

Das entspricht dem Zeitpunkt, wo häufig die Glykogenreserven autgebraucht sind. Um die Glykogenreserven zu schonen, sollten deshalb Marathonläufe

nicht zu schnell begonnen werden. Ein zu hohes Anfangstempo kann zu einer vorzeitigen Glykogenerschöptung mit anschließender Leistungseinbuße führen.

Obwohl Fette im Vergleich zu Kohlenhydraten mehr als doppelt soviel Energie liefern, ist beim Fettabbau der Energiegewinn pro Mol Sauerstoffmoleküle wesentlich niedriger als beim Kohlenhydratabbau. Dies ist durch den unterschiedlichen intramolekularen Sauerstoffgehalt bedingt.

Ein Kohlenhydratmolekül enthält relativ viele Sauerstoffatome, ein Fettmolekül dagegen nur sehr wenig Sauerstoffatome.

Zucker

 

Zur Bildung einer gleichen Menge ATP (ATP ist der unmittelbare Energielieferant für die Muskelkontraktion) wird beim Kohlenhydratabbau weniger Sauerstoff verbraucht als bei der Fettverbrennung.

Bei sportlichen Leistungen, bei denen die Sauerstoffzufuhr über das HerzKreislaufsystem und die Sauerstoffaufnahme im Gewebe begrenzt sind, ist der Abbau von Kohlenhydraten vorteihafter als der Abbau von Fett. Bei maximalen Leistungen werden deshalb vorzugsweise Kohlenhydrate abgebaut, weil mit dem verfügbaren Sauerstoff mehr Energie verfügbar wird.

3. Energetische Flußrate

Die energetische Flußrate - darunter versteht man die Schnelligkeit der Energiefreisetzung pro Zeiteinheit - ist beim Abbau von Kohlenhydraten doppelt so hoch als beim Fettabbau. Zusammenfassend kann gesagt werden:

1....daß Fette einerseits den Vorteil haben, eine fast unerschöpfliche Energiequelle zu sein 2....andererseits aber den Nachteil, daß ihr Energiegewinn bezogen auf den verbrauchten Sauerstoff erstens geringer und zweitens langsamer verfügbar ist.

3....Kohlenhydrate haben den Vorteil, daß ihr Energiegewinn über ATP erstens wesentlich höher und zweitens schneller verfügbar ist; Kohlenhydrate haben aber den Nachteil, eine nur sehr begrenzte Energiequelle zu sein.

Diese drei Punkte sind eine wichtige Grundlage für die Ernährung des Sportlers und müssen bei der Zusammenstellung der Mahlzeiten berücksichtigt werden.

Kommt es darauf an, nur eine möglichst große Strecke zurückzulegen, wobei die Geschwindigkeit nicht so vorrangig ist, wie z.B. beim 100-km-Lauf, steht der Fettabbau im Vordergrund. Das heißt, daß alle Belastungen, die sehr lange dauern, aber nicht sehr intensiv sind, auf Kosten der Fettverbrennung möglich sind. Der Fettstoffwechsel ist somit für alle körperlichen Leistungen mit geringer Intensität die Basis zur Energiegewinnung. Zugvögel benutzen beispielsweise bei ihren tagelangen Flügen ausschließlich Fett als Energiespender. Die Flugmuskeln dieser Vögel haben eine besonders hohe Fähigkeit zur Fettsäurenverbrennung.

 

Bei den meisten Sportarten sind die Verhältnisse jedoch genau umgekehrt. In der Regel ist die Belastungadauer kürzer, dafür aber intensiver. Darum kommt es bei den meisten Sportarten auf die Schnelligkeit an.

Aber jedes schnellere Tempo, Zwischen- oder Endspurt, ist nur möglich, wenn die energieliefernden Prozesse im Muskel schneller ablaufen können. Das heißt, daß dabei in erster Linie Kohlenhydrate abgebaut werden müssen, weil Kohlenhydrate am schnellsten und effektivsten Energie liefern. Vor allem, wenn die Belastung bis zur Grenze der maximalen Sauerstoffaufnahme führt, benötigt der Organismuns Kohlenhydrate, weil Kohlenhydrate Energie mit dem geringsten Sauerstoffverbrauch liefern.

 

Individuelle Höchstleistungen können deshalb nur erreicht werden, wenn die Glykogenspeicher optimal aufgefüllt sind. Nur so stehen dem Muskel auch möglichst lange Kohlenhydrate zur Verfügung.

 

Eine kohlenhydratreiche Ernährung kann den Glykogenspiegel im Muskel erhöhen und damit die Ausdauerleistung verbessern. Eine bessere Ausdauerleistung bedeutet, daß zum Beispiel in einem Laufwettbewerb eine höhere Geschwindigkeit über längere Zeit eingehalten werden kann.

Dagegen kann bei einer fettreichen Ernährung der Glykogengehalt des Muskels unter den Normalwert fallen und dadurch die Ausdauerleistung mindern. Denn bei einem niedrigen Glykogengehalt ist der Wirkungsgrad des Muskels geringer.

Den Zusammenhang zwischen Glykogengehalt des Muskels und sportlicher Leistung haben viele Untersuchungen gezeigt.

Somit stellt die Höhe des vorhandenen Muskelglykogens einen wichtigen leistungsbestimmenden Faktor für alle Langzeitsportarten dar.

Interessant ist, daß die Glykogenspeicher am stärksten durch eine kohlenhydratreiche Ernährung erhöht werden, wenn sie vorher durch intensives Training entleert worden sind. Dies zeigt sehr eindrucksvoll ein Versuch, bei dem eine Person mit nur einem Bein am Fahrraderqometer bis zur

Erschöpfung arbeitet, während das andere Bein ruhiggestellt bleibt. Das arbeitende Bein ist durch die durchgezogene Linie gekennzeichnet, das nicht arbeitende Bein durch die unterbrochene Linie.

Fett 7

Wie erwartet, sinkt der Glykogengehalt in dem arbeitenden Bein bis nahe Null ab, dagegen bleibt der Glykogengehalt in dem ruhig gestellten Bein unverändert.

Anschließend erhielt diese Person 3 Tage eine kohlenhydratreiche Ernährung mit dem Erfolg, daß der Muskel des erschöpften Beins einen ernormen Glykogenanstieg zeigten, (von fast 0 bis auf fast 4 g /100 g Muskel), während der Muskel des ruhig gestellten Beins auch nach 3 Tagen kohlenhydralreicher Ernährung nur einen geringen Glykogenanstieg zeigte. Dieser enorme Glykogenanstieg im Muskel nach erschöpfendem Training und anschließender kohlenhydratreicher Ernährung wird als Superkompensation bezeichnet.

Folgende Abbildung zeigt, daß die Arbeitszeit bei gleicher Belastung weitgehend von der Größe des Glykogengehaltes im Muskel abhängt.

Fett 8

Beziehungen zwischen dem Glykogengehalt des Muskels und der Arbeitszeit bei einer Belastung von 75% der Maximalleistung (nach Bergström und Mitarbeiter)

Bekommen die Versuchspersonen eine eiweiß- und fettreiche Ernährung (weiße Kreise), dann ist der Glykogengehalt im Muskel sehr niedrig, und dieArbeitszeit beträgt bis zur Erschöpfung im Schnitt nur 60 Minuten.

Gibt man diesen Personen eine gemischte Kost, (schwarze Kreise) steigt der Glykogengehalt auf Normalwerte an, und die Arbeitszeit verlängert sich bis zur Erschöpfung im Schnitt auf 120 Minuten.

Bekommen diese Personen aber eine kohlenhydratreiche Kost, (Kreuze) steigt der Glykogengehalt weit über den Normalwert an, und dem entsprechend verlängert sich die Arbeitszeit im Schnitt auf 180 Minuten.

Diese Untersuchung belegt sehr eindrucksvoll, dass

1. eine kohlenhydratreiche Ernährung den Glykogenspiegel im Muskel erhöht,

2. je höher der Glykogenspiegel, um so länger ist die Arbeitszeit,

3. eine fettreiche Ernährung den Glykogengehalt des Muskels minderl,

4. je niedriger der Glykogenspiegel, um so kürzer ist die Arbeitszeit.

Für die Praxis ergibt sich daraus folgende wichtige Erkenntnis:

1. Eine kohlenhydratreiche Ernährung ist sehr viel wirkungsvoller, wenn vorher die Glykogenvorräte im Muskel durch erschöpfendes Training weitgehend entleert werden (Superkompensation).

2. Das Glykogen des ruhiggestellten Muskels kann nicht mobilisiert und in den arbeitenden Muskel transportiert werden. Auf das Leistungsvermögen des einzelnen Muskels haben nur die muskeleigenen Glykogenvorräte Einfluß. Diese Erkenntnis konnte auch bei Läufern, die bei einem 30-km-Lauf nach kohlenhydratreicher Ernährung eine deutliche Leistungssteigerung zeigten, bestätigt werden.

Eine Leistungssteigerung durch kohlenhydratreiche Ernährung gilt aber nicht nur für Langstreckenläufer sondern für alle Dauersportler; vor allem aber auch für die vielen Spielsportarten.

Untersuchungen ergaben, daß sich Fußballspieler in der 2. Halbzeit stärker am Spiel beteiligten, wenn sie vorher kohlenhydratreich ernährt wurden. Die nächste Tabelle zeigt den Einfluß des Muskelglykogens auf die Laufleistungen während eines Fußballspiels.

Untersuchungsergebnis von 6 Fußballspielern. Die Konzentration des Muskelglykogens wurde vor, während und nach dem Spiel bestimmt. Während des Spiels wurde durch Filmen ermittelt:

a) wie weit sich die verschiedenen Spieler vor- und zurückbewegten

b) insgesamt während des Spiels und

c) aufgegliedert auf maximale Geschwindigkeit und Gehen (ausgedrückt in in % der zurückgelegten Strecke).

Jene 3 Spieler, die bei Beginn eine niedrige Glykogenkonzentration aufwiesen, hatten am Tag vor dem Spiel zwar trainiert, aber dann kein Abendessen zu sich genommen (Garlsson).

Fett 9

Bei den Spielern mit dem geringen Glykogengehalt war nach der 1. Halbzeit das vorhandene Glykogen fast völlig ausgeschöpft. Deshalb ließen auch in der 2. Halbzeit die Laufleistungen nach, während die Spieler mit dem höheren Glykogengehalt eine bessere Laufleistung boten.

Da ein Fußballspiel 90 oder sogar 120 Minulen dauert können die Glykogenvorräte bis zum Ende des Spiels unter Umständen völlig ausgeschöpft werden. Dies scheint auf jeden Fall mit ein Grund zu sein, warum viele Spieler mit großem Einsatz und Laufpensum in der zweiten Halbzeit keine Kraft mehr haben. Maßnahmen zur Leistungsverbesserung sollten deshalb darauf abzielen:

  1. die Glykogenvorräte durch eine kohlenhydratreiche Basisernährung insgesamt zu erhöhen und

  2. den Glykogengehalt im Muskel vor einem Wettkampf gezielt zu erhöhen. Dabei ist zu berücksichtigen, daß nach einem harten Training und anschließender kohlenhydratreicher Ernährung der Glykogengehalt auf das Mehrfache des Ausgangswertes ansteigen kann.

  3. während längerdauernder Belastung zusätzlich Kohlenhydrate zuzuführen.

Allerdings ist eine maximale Erhöhung des Muskeglykogens nach dem Prinzip der Superkompensation nur bei solchen Sportarten sinnvoll, bei denen das Glykogen auch voll ausgeschöpft wird. Wird nämlich mehr Glykogen im Muskel angereichert, als tatsächlich im Wettkampf benötigt wird, kann sich dies durch die damit verbundene Gewichtzunahme ungünstig auswirken. Denn bei der Glykogenbildung kommt es zu einer Gewichtzunahme, da pro Gramm Glykogen

 

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