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  • Tanja Heinz zweifache Deutsche Mastersmeisterin!!!
    Ulrich Ringleb 11.09.2021 14:13
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Schwimm-Ratgeber

Leistungssteigernde Schokolade

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Kategorie: Ernährung
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Neben dem Training im herkömmlichen Sinne kann die muskuläre und kognitive Leistungsfähigkeit eines Sportlers entscheidend durch eine zielgerichtete Ernährung verbessert werden. Die Ernährung erfüllt hierbei zwei Funktionen. Einerseits wird damit eine ausreichende Menge an Energie zur Verfügung gestellt (Substrat), andererseits dient die Ernährung der Versorgung mit essenziellen Substanzen, die für die Energiefreisetzung und Aufrechterhaltung der Zell- und Körperfunktionen benötigt werden.

Die essenziellen Substanzen wie Vitamine und Mineralien sowie essenzielle Fettsäuren und essenzielle Aminosäuren sind für die generelle Funktionsfähigkeit der Zelle notwendig und damit auch für die Fähigkeit, Energie aus Substraten zu gewinnen. Einer Zelle stehen prinzipiell zwei Wege der Energiefreisetzung zur Verfügung: der aerobe und der anaerobe Weg. Während die aerobe Energiefreisetzung mithilfe der Mitochondrien durch den Prozess der oxidativen Phosphorylierung von der Verfügbarkeit von Sauerstoff abhängig ist, bietet die anaerobe Energiefreisetzung (Vergärung) die Möglichkeit, auch bei Abwesenheit von Sauerstoff Energie freizusetzen. Die Unabhängigkeit der Energiefreisetzung von Sauerstoff mittels Vergärung geht allerdings mit einer sehr niedrigen Effizienz einher, da der Großteil der Energie nicht aus dem Substrat freigesetzt werden kann und zunächst ungenutzt als Milchsäure (Laktat) in das Blut abgegeben wird.

Bezogen auf den Körper geht die Energie, die im Laktat vorhanden ist, allerdings nicht verloren, da andere Gewebe wie der Herzmuskel Laktat als Substrat der aeroben Energiefreisetzung nutzen. Damit stellt das Laktat ein wichtiges Substrat des Interorganaustausches von Energie dar, wodurch die Stoffwechsellast in Abhängigkeit vom verfügbaren Sauerstoff optimal im Körper verteilt wird. Neben dem Anteil des Laktats, das von anderen Organen zur aeroben Energiefreisetzung verwendet wird, wird dieses auch zur Neusynthese von Glukose in der Leber verwendet, wodurch die Leber den Skelettmuskel in die Lage versetzt, höhere Leistung zu erbringen. Obwohl die bezogen auf das Substrat zunächst freigesetzte Energiemenge deutlich geringer ist als die der aeroben Energiefreisetzung, bietet die Vergärung einen weiteren großen Vorteil. Im Gegensatz zur oxidativen Energiefreisetzung, bei der auch bei optimal funktionierenden Mitochondrien immer im Rahmen der oxidativen Phosphorylierung energiereiche Elektronen zur Bildung von Radikalen führen, setzt die Vergärung (Substratkettenphosphorylierung) keinerlei Radikale frei. Damit stellt die aerobe Energiefreisetzung zwar eine hocheffiziente Energiefreisetzung dar, bei der gleichzeitig aber auch potenziell Radikalstress und Zellschäden ausgelöst werden, wodurch wiederum entzündliche Prozesse initiiert werden können.

Besonders hoch sind die Radikalproduktion und die dadurch ausgelösten Zellschäden, wenn Mitochondrien Dysfunktionen aufweisen. Die mitochondriale Funktion kann in den Bereichen Funktionalität der Mitochondrienmembran in Bezug auf Struktur und Fluidität, aber auch durch Unterstützung der Fettsäureoxidation und des Zitratzyklus (z.B. durch Alpha-Liponsäure, Coenzym Q10, Glutathion, L-Carnitin, Vitamine B1, B2, Niacin, Pantothensäure, Magnesium) sowie zur Unterstützung der Elektronentransportkette (z.B. durch Eisen, Kupfer, Mangan, Selen, Coenzym Q10) optimiert werden. Daneben ist es auch zur Vermeidung von Radikalstress und Zellschäden wichtig, gebildete Radikale mithilfe von hoch effizienten Antioxidantien zu neutralisieren (z.B. Gamma-und Delta-Tocotrienol) und entzündlichen Prozessen entgegenzuwirken (z.B. Delta-Tocotrienol). Eine immer größere Bedeutung erlangen Erkenntnisse sowohl über den gezielten Ersatz von defekten Mitochondrien (Mitophagie) als auch die Möglichkeit, die Neubildung von Mitochondrien (Biogenese) durch Polyphenole induzieren zu können.

Steigerung der muskulären Ausdauerleistung

In Studien konnte gezeigt werden, dass durch das in Granatapfelkernen und Traubenkernen vorkommende Polyphenol Quercetin die Neubildung von Mitochondrien in Muskel- und Gehirnzellen induziert werden kann, wodurch die muskuläre Ausdauerleistung auch ohne Training gesteigert werden kann. Dies macht deutlich, dass die Leistungsfähigkeit der aeroben Energiefreisetzung nicht nur durch die Präsenz von ausreichend Substrat und Sauerstoff bestimmt wird, sondern auch sehr stark von der Funktionalität und Biogenese der Mitochondrien abhängt. Aufgrund der dualen Verwendungsmöglichkeit von Glukose für die aerobe wie auch die anaerobe Energiefreisetzung stellen Kohlenhydrate und in Kohlenhydrate überführbare Substrate wie z.B. glucogene Aminosäuren gerade bei Sportlern eine häufig verwendete Energiequelle dar.

Obwohl Glukose eine schnelle und dual verwendbare Energiequelle darstellt, führt die Ernährung mit einem hohen Anteil an Glukose oder Glukosederivaten wie Stärke zu einer Einschränkung der Leistungsfähigkeit von Sportlern. Verschiedene Effekte sind hierfür verantwortlich. Da eine Ernährung mit Kohlenhydraten wie Glukose oder Stärke (Lebensmittel mit hohem glykämischen Index) sehr schnell zu einem Anstieg des Blutzuckerspiegels führt, kommt es aufgrund der chemischen Eigenschaften der Glukose zu einer Reaktion mit dem Hämoglobinmolekül in den roten Blutkörperchen. Die zunächst reversible Verbindung des Glukosemoleküls geht dann in eine irreversible Reaktion mit dem Hämoglobin über, wodurch die Sauerstofftransportfähigkeit des Hämoglobins verringert wird. Die chemische Modifikation des Hämoglobins (Glykierung) ist über Labortests in Form des HbA1c-Wertes detektierbar. Selbst bei einer großen Menge an verfügbarem Substrat zur Energiegewinnung in Form einer ausreichend hohen Blutglukosekonzentration und intrazellulären Glukosekonzentration können Hämoglobinmoleküle, die aufgrund der Glykierung mit Glukose (HbA1c- Werte > 5) eine eingeschränkte Sauerstofftransport fähigkeit aufweisen, nicht mehr ausreichend Sauerstoff an den Ort der Energiefreisetzung transportieren. Eine Muskelzelle muss dann aufgrund des fehlenden Sauerstoffs die vorhandene Glukose in Form der anaeroben Energiefreisetzung (Vergärung) in Laktat überführen. Dies führt zu einer Ansäuerung des Gewebes und des Blutes und einer damit verbundenen weiteren Einschränkung der Sauerstofftransportfähigkeit des Blutes.

Die Glykierung des Hämoglobins führt zu einer Erniedrigung der Schwelle des Übergangs vom aeroben in den anaeroben Stoffwechsel, d.h., die Muskelzelle muss früher mit dem anaeroben Stoffwechsel beginnen, wodurch die Leistungsfähigkeit im Belastungsbereich reduziert wird. Neben der verringerten Sauerstoffversorgung der Muskelzelle kann eine Ernährung mit hohem glykämischen Index auch zur Ausbildung einer Insulinresistenz führen. Dies verringert den Übergang des Substrates Glukose aus dem Kompartiment Blut in die Zelle, wodurch die Fähigkeit zur Energiefreisetzung in Muskelzellen, aber auch in Zellen, die für kognitive Fähigkeiten verantwortlich sind, reduziert wird. Gerade bei Sportarten mit einem hohen Anteil an kognitiven Aufgaben führt der frühere Übergang zu einem anaeroben Stoffwechsel zu Konzentrationsverlusten und weiteren mentalen Defiziten. Inzwischen konnte anhand von Studien gezeigt werden, dass durch die Verwendung von Zuckern mit niedrigem glykämischen Index eine deutlich bessere und langfristigere Versorgung einer Zelle mit Substrat möglich ist als mit Glukose oder Glukosederivaten wie Stärke. Dies erhöht nicht nur die muskuläre, sondern auch die kognitive Leistungsfähigkeit.

Sinnvolle Strategien

Eine Strategie zur Umsetzung dieser positiven Effekte auf muskuläre und kognitive Leistungsfähigkeit besteht hierbei in der Verwendung von Glukosederivaten wie der Isomaltulose in der Nahrung, die aufgrund der deutlich verzögerten Spaltung dieses Disaccharides aus Glukose und Fruktose über einen langen Zeitraum Glukosemoleküle freisetzt und damit zu keinem schnellen und starken Blutzuckeranstieg führt. Hierdurch wird die Glykierung des Hämoglobinmoleküls vermindert und so eine erhöhte Sauerstofftransportkapazität geschaffen. Studien haben gezeigt, dass Isomaltulose im Vergleich zu Maltodextrin (hydrolysierte Stärke) die muskuläre Leistungsfähigkeit in Bezug auf Ausdauer und Schnelligkeit erhöht. Isomaltulose hat darüber hinaus einen positiven Effekt auf die kognitiven Fähigkeiten, weil u.a. die insulinbedingte Unterzuckerung vermieden wird und die Energiebereitstellung aus Fett erleichtert wird.

Eine weitere Strategie besteht in der Verwendung von Monosacchariden mit niedrigem glykämischen Index wie Galaktose, die sowohl für eine gleich bleibende Energieversorgung geeignet ist als auch schädliche Metabolite wie Ammoniak in Zellen über die Bildung von Aminosäuren entgiftet, ohne dabei wie die Fruktose zu negativen Stoffwechseleffekten in der Leber und anderen Organen führt. Eine weitere, bisher nicht genutzte Möglichkeit zur Steigerung der muskulären und kognitiven Leistungsfähigkeit stellt die Vitamin E-Unterfamilie der Tocotrienole dar. Neueste Studien haben gezeigt, dass Gamma-Tocotrienol sowohl die muskuläre als auch die kognitive Leistungsfähigkeit deutlich steigert. Um die einzelnen Module zur Steigerung der muskulären und kognitiven Leistungsfähigkeit ideal zu kombinieren und in ein Lebensmittelprodukt zu translatieren, wurde das Genusslebensmittel Schokolade als Basis gewählt, da diese bereits leistungssteigernde Komponenten in Form von Polyphenolen enthält. Bisher weisen allerdings Schokoladenprodukte entweder nur Saccharose (Rohrzucker) als Zuckerquelle mit den damit verbundenen negativen Effekten auf oder die Zucker sind durch nicht verwertbare Zuckeralkohole ersetzt, wodurch auch kein positiver Beitrag zur Energieversorgung geliefert wird.

Durch die Verwendung von Galaktose und Isomaltulose als Zuckerquelle wurde nun erstmals ein Schokoladenprodukt in Form eines Schokoriegels generiert, dessen Zuckerkomponente vollständig und konstant in Energie überführt werden kann, ohne dabei den Blutzuckerspiegel schnell und stark zu erhöhen, wodurch einer Glykierung des Hämoglobins entgegengewirkt wird. Die bereits im Kakao des Schokoriegels vorhandenen vorteilhaften Polyphenole wurden durch Zugabe neuartiger Crispies, die reich an Polyphenolen aus Traubenkern- und Granatapfelkern sind, komplementiert, wodurch die Mitochondrien-Biogenese induziert werden kann. Durch Zugabe von hoch konzentriertem Vitamin E in Form der leistungssteigernden Tocotrienole ist es damit möglich geworden, mit dieser neuartigen Form von Schokoriegel Genuss und Steigerung der muskulären und kognitiven Leistungsfähigkeit zu verbinden.

Quelle: https://www.medicalsportsnetwork.de/news/27,946718/MSN-2-2011/Leistungssteigernde-Schokolade.

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