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Ernährung
Nahrungsergänzung im Sport – Was ist empfehlenswert?
Das Sortiment an Nahrungsergänzungsmitteln und diätetischen Lebensmitteln ist inzwischen breit gefächert und reicht von einzelnen Vitaminen oder Mineralstoffen über unterschiedlichste Kombinationen solcher Stoffe bis hin zu Pflanzenextrakten und Substanzen wie Algen, Grünlippmuschelpulver oder L-Carnitin. Verschiedene Studien zeigen, dass vor allem diejenigen zu Nahrungsergänzungsmitteln greifen, die besonders gesundheitsbewusst sind und sich durch die Einnahme zusätzliche Effekte auf Gesundheit, Wohlbefinden und Leistungsfähigkeit erhoffen. Auch ein großer Anteil von Sportlern unterschiedlicher Leistungsstufen und Disziplinen nimmt Ergänzungspräparate zu sich, um die sportliche Leistung zu verbessern und die Gesundheit trotz hoher körperlicher Leistung zu erhalten. Bei Leistungssportlern sind es sogar mehr als die Hälfte der Befragten, die Supplemente verwenden [30, 41]; der Anteil liegt damit noch einmal deutlich höher als in der Allgemeinbevölkerung mit ca. 36 bis 43% [4, 53]. Hauptbezugsort ist mit 53% in erster Linie die Apotheke [41].
Dem Wunsch nach einer Optimierung der Körperfunktionen wird von der Industrie inzwischen vielfältig Rechnung getragen. Neben sinnvollen Nahrungsergänzungsmitteln und "diätetischen Lebensmitteln für besondere Muskelanstrengungen" finden sich dabei gleichermaßen nutzlose Produkte mit weit überzogenen oder wissenschaftlich völlig unhaltbaren Wirkversprechen. Sportler sehen sich zudem inzwischen einer Vielzahl unterschiedlichster Empfehlungen gegenüber, die von einer völligen Ablehnung aller "künstlichen" Produkte bis hin zu einem sektenartigen Kult um bestimmte Präparate reichen. In der Praxis wird die seriöse Information durch eine wahre Flut an Ernährungs- und damit auch Produktempfehlungen erschwert, an denen nicht nur viele Fitnessstudios, Trainer und Gesundheitspublikationen, sondern auch zahlreiche selbsternannte "Experten" ohne jede naturwissenschaftliche Ausbildung einen unrühmlichen Anteil tragen. Selbst dem interessierten Sportler fällt es deshalb schwer, sich im Dschungel der scheinbar widersprüchlichen Aussagen zu orientieren.
Bedeutung von Supplementen im Sport
In den letzten Jahren hat sich das Bild von den Funktionen der Nahrungsinhaltsstoffe grundlegend gewandelt. Sie werden nicht mehr nur im Hinblick auf ihre etablierten "klassischen" Wirkungen (Energielieferung, Baustoffe, bekannte biochemische Funktionen, z. B. als Coenzyme) betrachtet. Vielmehr gewinnen Funktionen an Gewicht, die früher entweder gar nicht bekannt oder in ihrer physiologischen Bedeutung nicht zu bewerten waren. Hierzu gehören beispielsweise die gesundheitsfördernden Effekte der sekundären Pflanzenstoffe, einer heterogenen Gruppe pflanzlicher Inhaltsstoffe, zu deren bekanntesten Vertretern Carotinoide und Polyphenole zählen. Darüber hinaus finden gerade bei Sportlern solche Stoffe Interesse, die einen positiven Einfluss auf die sportliche Leistung haben sollen. Analog zum heutigen Verständnis von den Funktionen der Ernährung wird deshalb nicht nur ein erhöhter Bedarf an Nährstoffen durch sportliche Aktivität diskutiert, sondern zunehmend auch der leistungssteigernde Aspekt verschiedener Substanzen und Präparate untersucht.
Nährstoffbedarf und Nährstoffversorgung
Unbestritten ist, dass schon eine geringe Unterversorgung mit einem oder mehreren Nährstoffen zu einer Beeinträchtigung von Gesundheit und Leistungsfähigkeit führen kann. Ganz besonders gilt dies für Personen, die regelmäßig intensiv trainieren und deshalb noch stärker als Nichtsportler auf eine optimale Funktion aller Stoffwechselwege angewiesen sind. Neben langfristig negativen Auswirkungen einer Unterversorgung auf die Gesundheit tritt beim Sportler deshalb früher als bei anderen Personen eine Abnahme der Leistung ein, die sich in fehlenden Trainingsfortschritten oder erhöhter Infektionsanfälligkeit äußern kann. Fraglich ist in diesem Zusammenhang, welche Nährstoffe bei verschiedenen Belastungsformen in welchem Ausmaß verstärkt benötigt werden und wann dieser Mehrbedarf nicht mehr über die Nahrung gedeckt werden kann.
Eine geringe sportliche Belastung, wie sie im Breiten- oder Gesundheitssport praktiziert wird, ist nur mit einem unwesentlich erhöhten Bedarf an Mikronährstoffen verbunden. Mit einer entsprechenden Lebensmittelauswahl und an den erhöhten Energieverbrauch angepassten höheren Nahrungszufuhr kann dieser Mehrbedarf gedeckt werden [38]. Dagegen können leistungssportliche Belastungen zu einem gesteigerten Nährstoffbedarf führen, der nicht immer über die übliche Ernährung auszugleichen ist [16, 38]. Zu bedenken ist in diesem Zusammenhang auch die in einigen Bevölkerungsgruppen ohnehin nicht immer optimale Versorgungslage mit Nährstoffen wie Jod, Vitamin E oder Thiamin. Dies wird durch intensive körperliche Aktivität teilweise noch verstärkt. Besonders häufig wird eine niedrige Zufuhr an Mikronährstoffen bei Sportlern beobachtet, die dauerhaft ihre Energiezufuhr stark einschränken, z.B. im Turnen, Ballett oder Langstreckenlauf sowie beim "Gewichtmachen" in Disziplinen mit Gewichtsklassen [21, 25].
Sport und Vitaminbedarf
Aufgrund ihres erhöhten Energieumsatzes weisen manche Leistungssportler einen erhöhten Bedarf an bestimmten Vitaminen auf. In erster Linie gilt dies für Thiamin, Riboflavin und Niacin [10]; eine hohe Proteinaufnahme erhöht außerdem den Bedarf an Pyridoxin [12]. Ihre Funktionen im Stoffwechsel der Makronährstoffe sind in Abbildung 1 dargestellt. Dennoch wird die Bedeutung zusätzlicher Vitamingaben im Allgemeinen überbewertet, da die Vitamine aufgrund ihrer katalytischen Funktionen nur in geringen Mengen benötigt und nur zu einem geringen Anteil "verbraucht" werden. So ist zwar eine unzureichende Vitaminversorgung mit einer eingeschränkten Leistungsfähigkeit verbunden, ihre ergänzende Zufuhr, auch in Megadosierungen, besitzt bei Sportlern mit gutem Versorgungsstatus hingegen keine leistungssteigernden Effekte [21].
Es stellt sich allerdings die Frage, wie nun die Vitaminversorgung im Einzelnen zu beurteilen ist. Für Sportler besonders interessant sind dabei die Vitamine der B-Gruppe. Diese üben vielfach coenzymatische und regulatorische Funktionen im Energie- und Nährstoffwechsel sowie bei der Zell- und Gewebsneubildung aus. Für einige Vitamine dieser Gruppe werden deshalb die Zufuhrempfehlungen auf den Energiebedarf bezogen (s. Kasten); diese werden bei einem erhöhten Energieumsatz in größerer Menge benötigt. Nun sollte davon auszugehen sein, dass Sportler mit höherem Energiebedarf auch mehr Lebensmittel mit diesen Vitaminen aufnehmen und dadurch ihren Bedarf decken können. Diese grundsätzliche Annahme gilt aber offenbar nicht immer, wie Untersuchungen an verschiedenen Sportlergruppen zeigen [25].
Einerseits nehmen insbesondere Ausdauersportler häufig weniger Energie auf als rechnerisch nötig wäre [48], zum anderen wird es mit steigender Energiezufuhr aufgrund des Nahrungsvolumens immer schwieriger, eine vollwertige Lebensmittelauswahl zu realisieren. Deshalb steigt mit der Energiezufuhr nicht automatisch auch die Aufnahme von Mikronährstoffen. Hinzu kommt die geringe Speicherfähigkeit des Körpers für diese wasserlöslichen Substanzen, sodass bereits nach kurzer Zeit fehlender Zufuhr erste Mangelerscheinungen auftreten können. So zeigen Untersuchungen an Sportlern häufig eine unter den Empfehlungen liegende Zufuhr und suboptimale Versorgung mit B-Vitaminen anhand von Blutparametern, insbesondere bei Thiamin und Pyridoxin (s. Kasten).
Besonders beliebt – nicht nur bei Sportlern – ist die zusätzliche Verwendung von Vitamin C [30]. Eine Vitamin-C-Supplementierung steigerte in einer Untersuchung die Leistungsfähigkeit bei Personen, die einen schlechten Versorgungszustand aufwiesen [7], die meisten Studien an normal ernährten Probanden zeigten jedoch keinen derartigen Effekt [11]. Da Vitamin C die Absorption anorganisch gebundenen Eisens fördert, kann sich eine höhere Zufuhr allerdings vorteilhaft auf den Eisenstatus auswirken. Von besonderer Bedeutung ist außerdem eine ausreichende Versorgung mit Vitamin E. Defizite, die eine verschlechterte Sauerstoffversorgung sowie eine herabgesetzte physische Leistungsfähigkeit zur Folge hatten, wurden bislang nur im Tierversuch festgestellt [15]. Einzelne Humanstudien weisen auf einen verbesserten Schutz vor Muskelschäden durch Belastung nach Vitamin-E-Supplementation hin [22, 34]. Allerdings sind die vorliegenden Daten hierzu wie bei vielen anderen Supplementen für Sportler widersprüchlich, da andere Untersuchungen keinen Effekt auf die sportliche Leistungsfähigkeit oder Muskelschädigung zeigten [11, 46]. Deshalb sind mögliche Auswirkungen einer erhöhten Zufuhr von Vitamin E beim Sportler weiterhin unklar.
Energiebezogene Zufuhrempfehlungen
Der hohe Energie- und insbesondere Kohlenhydratumsatz von Hochleistungssportlern ist mit einem vermehrten Thiaminbedarf verbunden. Die Zufuhrempfehlung für Thiamin beträgt 0,5 mg pro 1000 kcal umgesetzter Energie [12]; diese wird von vielen Sportlern jedoch nicht erreicht [10].
Studien zeigen je nach Sportart und verwendetem Indikator eine mangelhafte Thiaminversorgung bei 0 – 17% der untersuchten Sportler [25]. Darüber hinaus erhöht der gesteigerte Umsatz von Hauptnährstoffen den Bedarf an Riboflavin, das nicht nur an der Atmungskette und der ATP-Synthese beteiligt ist, sondern auch als Coenzym im Aminosäuren-, Fett- und Purinstoffwechsel eine Rolle spielt und zudem in die antioxidative Abwehr eingebunden ist.
Hieraus folgt die ebenfalls auf den Energieumsatz bezogene Empfehlung von 0,6 mg Riboflavin pro 1000 kcal [12]. Diese wird mit Ausnahme von energiereduzierten Diäten üblicherweise erreicht, so dass in den meisten Studien auch bei Sportlern ein ausreichender Versorgungsstatus ermittelt wurde [25]. Mit einer hohen Nahrungsproteinzufuhr, die viele Sportler realisieren, steigt allerdings der Pyridoxinbedarf an. Für jedes Gramm Protein in der Nahrung sollten 0,02 mg Pyridoxin zugeführt werden [12]. Diese Aufnahme wird von den meisten Athleten realisiert, anhand von Statusparametern wurde dennoch bei 5 – 60% der Sportler eine Unterversorgung festgestellt [25]. Auch der Niacinbedarf kann aufgrund der höheren Stoffwechselaktivität gesteigert sein, die empfohlene Aufnahme von 6,7 mg pro 1000 kcal wird jedoch in den meisten Fällen erreicht [10].
Sport und Mineralstoffbedarf
Körperliche Aktivität führt abhängig von Umgebungstemperatur, Trainingszustand, Art und Intensität der sportlichen Belastung zu einer Schweißproduktion von bis zu 2,5 l/h [38]. Mit dem Schweiß gehen immer auch erhebliche Mengen an Mineralstoffen verloren (Tab. 1). Zusätzlich ist nach intensiven Belastungen die Ausscheidung einiger Mineralien mit dem Urin erhöht, insbesondere bei Eisen, Zink und Chrom [24, 52]. Diese Faktoren führen zu einem teilweise deutlich erhöhten Mineralstoffbedarf von Sportlern.
Die Verwendung von Magnesiumsupplementen ist unter Sportlern weit verbreitet. Angenommene Verluste über den Schweiß, Neigung zu Krämpfen oder die Funktionen im Energiestoffwechsel sind oft Anlass zur Einnahme. Tatsächlich werden mit dem Schweiß jedoch überwiegend Natrium und Chlorid ausgeschieden, die beide in großen Mengen mit der Nahrung zugeführt werden. Die Schweißverluste an Magnesium sind dagegen gering, wie die Werte in Tabelle 1 zeigen. Ihr Ausgleich ist zumindest im Breitensport grundsätzlich ohne Supplemente möglich, da mit steigendem Energieverbrauch auch die Nahrungsaufnahme ansteigt. Dennoch zeigen einige Studien erniedrigte Statusparameter für die Magnesiumversorgung bei 20 – 50% der untersuchten Sportler [37], insofern scheint die Bedarfsdeckung nicht immer problemlos zu sein. Dies zeigt sich auch an der Beobachtung, dass viele Athleten, die zu Muskelkrämpfen neigen, von einer zusätzlichen Einnahme profitieren. Darüber hinausgehende Effekte sind allerdings zweifelhaft. Studien zur Wirkung von Magnesium auf die Leistungsfähigkeit zeigen je nach untersuchter Sportart widersprüchliche Resultate. Durch Magnesiumgabe konnte in einigen Studien bei Ausdauersportlern und im Krafttraining die Leistung gesteigert werden, in anderen Untersuchungen zeigte sich dagegen kein Effekt [24].
Anders stellt sich die Situation bei verschiedenen Spurenelementen dar. Bereits breitensportliche Belastungen mit Schweißverlusten von etwa einem Liter pro Stunde sind mit erheblichen Verlusten an Eisen, Zink und Kupfer (Tab. 1) verbunden. Eisen ist als Bestandteil von Hämoglobin, Myoglobin und Enzymen der Atmungskette wesentlich für die zelluläre Energiegewinnung. Eine suboptimale Versorgung kann deshalb vor allem in Ausdauersportarten die Leistungsfähigkeit limitieren. Bei Sportlern wurde vielfach eine erhöhte Häufigkeit suboptimaler Eisenversorgung festgestellt, v. a. bei weiblichen Ausdauersportlern [1]. Die bei vielen Sportlern zu findenden erniedrigten Hämoglobinwerte (Sportler-Anämie) resultieren aber nicht immer aus einem Eisenmangel, sondern sind zum Teil auch auf eine trainingsbedingte Erhöhung des Plasmavolumens und damit eine "Verdünnung" der Erythrozyten zurückzuführen [52]. Zink ist als Cofaktor zahlreicher Enzyme im Kohlenhydrat-, Fett- und Proteinstoffwechsel involviert.
Darüber hinaus spielt es eine wichtige Rolle im Immunsystem. Bei Ausdauersportlern sind die Verluste über den Schweiß bedeutsam, insbesondere in Verbindung mit einer kohlenhydratbetonten Ernährung, die häufig in einer niedrigen Zinkzufuhr resultiert [24]. Kupfer wird sowohl für die oxidative Phosphorylierung als auch in der Erythropoese und im Catecholaminstoffwechsel benötigt. Angesichts der allgemein unzureichenden Versorgungslage sind auch die Jodverluste über den Schweiß (30 – 40 µg/l) kritisch zu beurteilen [26]; diese sind bei leistungssportlichen Aktivitäten auch mit Verwendung von jodiertem Speisesalz nicht mehr über die Nahrung auszugleichen.
Tab. 1: Mineralstoffverluste über den Schweiß [12,3]
| Mineralstoff | Absorptionsrate [%] | Konzentration im Schweiß [mg/l] |
|---|---|---|
| Natrium | 100 | 700 – 1500 |
| Kalium | 90 – 95 | 200 – 430 |
| Calcium | 20 – 40 | 20 – 40 |
| Magnesium | 20 – 30 | 2 – 10 |
| Eisen | 10 – 15 | 0,3 – 0,6 |
| Zink | 20 – 30 | 0,5 – 1,0 |
| Kupfer | 35 – 70 | 0,5 – 0,8 |
Supplemente für alle Sportler?
Der erhöhte Bedarf an einigen Nährstoffen wird nicht bei allen Sportlern über die Nahrung abgedeckt. Wie dargestellt, erreichen vor allem Athleten mit reduzierter Energieaufnahme häufig nicht einmal die Empfehlungen für Nicht-Sportler. Eine prophylaktische Gabe von B-Vitaminen in Höhe der Zufuhrempfehlung kann deshalb sinnvoll sein, um die Versorgung abzusichern. Auch die Verwendung von Vitamin C und E zur Deckung eines möglicherweise erhöhten Bedarfs kann sich vorteilhaft auswirken. Da ergänzende Zufuhren in diesem Bereich in toxikologischer Hinsicht unbedenklich sind, stellt diese Maßnahme einen einfachen und effektiven Weg dar, um Mangelerscheinungen und Leistungsverluste zu vermeiden. Die prophylaktische Einnahme von Mineralstoffsupplementen wird dagegen trotz der höheren Verluste von Sportlern kontrovers diskutiert. Oft stellt sich die Frage, ob aufgrund ähnlicher chemischer Eigenschaften die hohe Aufnahme eines Minerals durch Absorptionshemmung zu einem Mangel an einem anderen führen kann. Dies wurde beispielsweise für die gleichzeitige isolierte Aufnahme von hohen Dosen an Eisen und Zink gezeigt [20].
Insbesondere bei Eisen wird allgemein eher von einer prophylaktischen Einnahme abgeraten, da zwischenzeitlich postuliert wurde, dass eine hohe Eisenzufuhr möglicherweise das Risiko für Herzinfarkte erhöhen könnte [36]. Dieses Ergebnis wurde jedoch durch neuere Daten widerlegt, weshalb zu vermuten ist, dass die damaligen Ergebnisse auf einem weniger gesundheitsbewussten Lebensstil mit höherem Fleischkonsum beruhen [20]. Aufgrund schlechter Verträglichkeit, möglicher Wechselwirkungen mit der Absorption von Zink und Kupfer sowie einer möglichen Förderung oxidativer Prozesse sollte Eisen dennoch nicht ohne Notwendigkeit in hohen Dosen zusätzlich verabreicht werden. Eine niedrig dosierte Eisengabe ist hingegen bei weiblichen Ausdauersportlern oder vegetarischer Ernährung wegen des verminderten Eisenstatus dieser Personen in Betracht zu ziehen. Da sich bereits eine Dosierung von 15 mg/d als effektiv zeigte, um eine manifeste Anämie zu therapieren und von dieser Menge keine nachteiligen Effekte zu erwarten sind [18, 33], scheint die in der Praxis häufig zu beobachtende hochdosierte Therapie nicht immer sinnvoll und nötig zu sein.
Insgesamt weniger kritisch wird die Supplementation mit Magnesium und Zink gesehen; viele Sportler mit verstärkter Neigung zu Krämpfen profitieren von einer Magnesiumgabe trotz normaler Aufnahme mit der Nahrung. Da vor allem Ausdauersportler oft wenig Zink mit der Nahrung zuführen und die Verluste über den Schweiß erheblich sein können, kann auch im Hinblick auf die Rolle des Elementes im Immunsystem eine niedrig dosierte Einnahme von Vorteil sein.
Eine Leistungssteigerung durch die Einnahme von Nährstoffen ist insgesamt nur dann zu erwarten, wenn bereits ein Mangel vorliegt, der durch die zusätzliche Zufuhr beseitigt wird. Megadosierungen von Vitaminen oder Mineralstoffen, die sich teilweise in freiverkäuflichen Arzneimitteln und Präparaten aus dem Ausland finden, haben dagegen keine leistungssteigernden Effekte und können unter Umständen zu gesundheitlichen Schäden führen. Von einer Einnahme ist deshalb abzuraten.
Ergogene Substanzen
Traditionell ist vor allem im Leistungssport der Einsatz von (vermeintlich) leistungssteigernden Substanzen, die nicht als Dopingmittel eingestuft sind, weit verbreitet. Häufig beruht die Anwendung jedoch eher auf einer Mischung aus Aberglauben und geschickter Vermarktung der Hersteller als auf einer tatsächlich nachgewiesenen leistungsfördernden Wirkung. Einige dieser Stoffe sind in Tabelle 2 aufgeführt. Zu den populärsten gehören seit Jahren die beiden Substanzen L-Carnitin und Creatin, die im Folgenden exemplarisch beschrieben und bewertet werden sollen.
Tab. 2: Übersicht zu weiteren angeblich leistungssteigernden Substanzen
| Substanz | Beschreibung | Bewertung | Literatur |
|---|---|---|---|
| Chrom | essenzielles Spurenelement, wichtig für Insulinwirkung | Erhöhte Ausscheidung durch Belastung, jedoch durch Anpassung der Absorption ausgeglichen. Keine Wirkung auf die körperliche Leistung | 23, 50 |
| Taurin | Aminosäurederivat, endogene Synthese | Funktion im Calciumstoffwechsel der Nervenzellen, antioxidative Wirkung. Minimale Effekte auf Ausdauerleistung durch 6 g/d | 31, 54 |
| HMB (β-Hydroxy-Methylbutyrat) | Metabolit von Leucin, Substrat für Cholesterolsynthese | Bei Untrainierten geringe positive Effekte auf trainingsbedingte Muskelschäden und Kraftzuwachs durch 3 g/d HMB über 3 Wochen. Keine Wirkung bei Trainierten | 29, 45 |
| Tribulus terrestris | Extrakt aus den Beeren eines Dornengewächses der Familie Tribulus | Kaum kontrollierte Studien zur Wirksamkeit oder Sicherheit. Bei 3,2 mg/kg Körpergewicht und Tag kein Effekt auf Kraftleistung von gesunden Probanden | 2 |
| Lecithin (Phosphatidylcholin) | Phospholipid, Bestandteil von Zellmembranen | Bei Langzeitbelastungen z. T. Abfall der Cholinkonzentration im Plasma. Kein Effekt der Supplementation auf Leistung trotz Erhöhung der Plasmaspiegel | 6,51 |
| Coffein | Methylxanthin mit stimulierender Wirkung auf das ZNS | In den meisten Studien Steigerung der Ausdauerleistung durch 5 – 10 mg/kg Körpergewicht Coffein. Effekt abhängig von üblicher Coffeinaufnahme und Belastungsintensität | 17, 32 |
L-Carnitin
Vor allem im Fitnessbereich und zunehmend auch im Ausdauersport verwenden viele Sportler Präparate oder angereicherte Nahrungsmittel mit L-Carnitin; mittlerweile dürfte die Hydroxycarbonsäure zu den am häufigsten konsumierten Substanzen im Sport gehören. Grundlage für die postulierten Wirkungen ist die bekannte physiologische Rolle von L-Carnitin im Fettstoffwechsel (Abb. 2). Dort dient die Substanz als Carrier für den Transport langkettiger Fettsäuren durch die innere Mitochondrienmembran. Durch eine Erhöhung der Fettsäureaufnahme in die Mitochondrien soll eine erhöhte Energiebereitstellung aus Fettsäuren und damit eine Einsparung der körpereigenen Kohlenhydratreserven erfolgen, so dass Leistungsminderungen im Verlauf langer Belastungen hinausgezögert werden. Hierzu liegen Ergebnisse verschiedener Humanstudien mit Dosierungen von 2 – 6 g L-Carnitin pro Tag vor, die weder eine leistungssteigernde Wirkung von L-Carnitin bei Sportlern zeigten, noch einen Einfluss auf den Anteil von Fettsäuren an der Energiebereitstellung [5]. Auch in Bezug auf die Gewichtsabnahme erwies sich die Substanz als wirkungslos. Selbst eine Dosierung von 4 g L-Carnitin pro Tag bewirkte bei übergewichtigen Frauen in Verbindung mit regelmäßigem Sport keine Steigerung der Gewichtsabnahme oder Fettutilisation gegenüber der Placebogruppe [47].
Die fehlende Wirkung einer zusätzlichen Carnitin-Gabe ist wenig überraschend, da die Fettoxidation vorwiegend in den Mitochondrien des Muskelgewebes stattfindet, also zuerst der Gehalt an L-Carnitin in der Muskulatur ansteigen müsste, um eine Wirkung zu erzielen. Dieser Anstieg konnte jedoch selbst mit Dosierungen von bis zu 6 g/d nicht erzielt werden [5, 14]. Der Grund hierfür liegt in der Anpassung des Organismus, der auf eine hohe Zufuhr mit einer sinkenden intestinalen Absorptionsrate und verminderter Reabsorption in der Niere reagiert. So werden aus einer oralen 6-g-Dosis lediglich 5% absorbiert [14]. Zudem liegt die Nierenschwelle, ab der die renale Ausscheidung von L-Carnitin ansteigt, nur minimal über der physiologischen Plasmakonzentration, so dass mit steigenden Spiegeln lediglich die Verluste über den Urin ansteigen [14]. Auch kommt es beim Sport nicht zu größeren Verlusten an L-Carnitin, deren Ausgleich einen positiven Effekt haben könnte. Die Ausscheidung mit dem Urin steigt nur minimal an, der Gehalt im Muskel sinkt selbst bei extremen Langzeitbelastungen nicht ab [5]. Von einer Supplementierung mit L-Carnitin ist bei Gesunden daher kein Effekt zu erwarten [40].
Creatin
Eine weitere Substanz, die in den letzten Jahren stetig an Popularität gewonnen hat, ist die nicht-proteinogene Aminosäure Creatin. Wie L-Carnitin liegt auch Creatin physiologischerweise in größeren Mengen im Organismus vor. Beim Gesunden ist ein Mangel unbekannt, da auch hier neben der Zufuhr mit der Nahrung die körpereigene Synthese ausreichend ist.
Die Einnahme von Creatin erfolgt vor dem Hintergrund seiner physiologischen Funktion als Energiespeicher im Muskelgewebe. In Form von Creatinphosphat dient es der Resynthese von ATP durch Übertragung eines Phosphatrestes auf ADP. Die aus dem ATP-Creatinphosphat-System resultierende Energie wird sehr schnell zur Verfügung gestellt, allerdings nur für eine Dauer bis zu etwa 30 Sekunden. Die Vergrößerung des Creatinpools in der Muskulatur hätte dementsprechend eine verstärkte ATP-Synthese und damit verbesserte Leistungsfähigkeit bei kurzen, intensiven Belastungen zur Folge. Eine Optimierung der Energiebereitstellung durch zusätzliche Creatin-Gaben ist jedoch abhängig vom Anstieg des Creatingehaltes im Muskel.
Wiederholt beschrieben wurde ein Anstieg um 10 – 20% bei einer sehr hohen oralen Verabreichung der Aminosäure (täglich 4 x 5 g) über einen Zeitraum von zwei bis sieben Tagen. Die höchste Speicherrate wurde dabei innerhalb der ersten zwei Tage der Supplementierung erreicht [9]. Der Anstieg der Creatinkonzentration im Muskel unterliegt jedoch erheblichen Schwankungen, die nicht immer eine Leistungssteigerung gewährleisten. Sie sind vor allem abhängig vom individuell sehr unterschiedlichen Creatinspiegel vor der Supplementierung [9, 19]. Der obere Grenzwert für den Creatingehalt im Muskel liegt bei etwa 160 mmol/kg Trockenmasse; dieser lässt sich offensichtlich auch nicht durch Supplementierung mit hohen Dosierungen an Creatin weiter erhöhen. Dies wird als ein Grund für die uneinheitliche Reaktion auf Creatingaben gesehen, da einige Sportler bereits vor der Einnahme Gewebekonzentrationen in dieser Größenordnung aufweisen [9].
Die Auswirkung einer Creatinsupplementierung ist des Weiteren abhängig von der jeweiligen sportlichen Aktivität. So kam es zu Leistungssteigerungen überwiegend bei kurzen, sich wiederholenden Belastungen hoher Intensität, wenn die Belastungsphasen durch Ruhepausen unterbrochen waren (z. B. Sprint, Gewichtheben). Bei submaximaler Belastung oder Ausdaueraktivitäten konnten dagegen keine leistungssteigernden Wirkungen beobachtet werden. Da ein erheblicher Teil des Trainings in vielen Kraft-, Schnellkraft- und Spielsportarten in Form wiederholter intensiver Belastungen absolviert wird, ist eine leistungssteigernde Wirkung grundsätzlich auch in diesen Disziplinen zu erwarten, wenn durch die Creatineinnahme höhere Trainingsintensitäten möglich sind. Da in Studien zur Creatinwirkung üblicherweise kein Training absolviert wurde, konnten diese Effekte nicht zum Tragen kommen. Zu berücksichtigen ist allerdings die in verschiedenen Untersuchungen unter Creatingabe beobachtete Gewichtszunahme von ein bis drei Kilogramm, die u. a. aus Wassereinlagerungen resultiert [21, 49]. Diese könnte sich in einigen Sportarten wie Hoch- und Weitsprung oder auch bei Einteilung nach Gewichtsklassen negativ auswirken. Eine Zusammenstellung von Studien zur Creatinsupplementierung bei verschiedenen Belastungsarten zeigt Tabelle 3.
Tab. 3: Ergebnisse von Humanstudien zur Leistungssteigerung durch Creatingabe
| Supplementation | Kollektiv | Ergebnise | Quelle |
|---|---|---|---|
| Doppelblind, nicht crossover 20 g/d Crea über 5 Tage, dann 10 Wochen 5 g/d | 19 untrainierte Frauen | 20 – 25% Steigerung der Maximalkraft bei Beinübungen und Erhöhung der LBM | 43 |
| Doppelblind, nicht crossover 25 g/d Crea über 6 Tage | 14 männliche Kraftsportler | Steigerung der Wiederholungszahl im Bankdrücken und bei dynamischen Kniebeugen | 49 |
| Crossover 6 g/d Crea | 12 Triathleten | Steigerung der Leistung in Intervalltest | 13 |
| Doppelblind, crossover 30 g Crea + 30 g Glucose täglich über 5 Tage | 8 untrainierte Männer | Kein Effekt auf 20 s Fahrradsprint | 39 |
| Doppelblind, nicht crossover 30 g Crea + 30 g Glucose täglich über 5 Tage | 6 Frauen, 8 Männer | Kein Effekt auf wiederholte 10 s Fahrradsprints | 27 |
| Doppelblind, nicht crossover 20 g Crea + 30 g Glucose täglich über 7 Tage | 36 trainierte Erwachsene (20 Männer, 16 Frauen) | Steigerung der Maximalleistung bei Fahrrad-Stufentest, VO2 und Herzfrequenz niederiger | 28 |
| Doppelblind, nicht crossover 9 g Crea + 4 g Maltodextrin täglich über 6 Tage | 13 Kraftsportler (11 Männer, 2 Frauen) | Steigerung der Kraftausdauerleistung der Beinstreckers und der Maximalleistung im Kreuzheben | 35 |
| Doppelblind, nicht crossover 20 g Crea + 80 g Glucose täglich über 5 Tage | 15 trainierte Frauen | Steigerung der Leistung bei Fahrrad-Stufentest bis zur neuromuskulären Ermüdung | 40 |
Zusammenfassung und Empfehlungen
Nahrungsergänzungsmittel und die so bezeichneten "Lebensmittel für besondere Muskelanstrengungen" sind keineswegs für jeden erforderlich, der sich in irgendeiner Form sportlich betätigt. In bestimmten Fällen kann die ergänzende Gabe von Nährstoffen notwendig werden, insbesondere bei Sportarten, in denen die Energiezufuhr sehr restriktiv gehandhabt wird. Allerdings hat sich gezeigt, dass auch eine hohe Energiezufuhr nicht zwangsweise mit einer guten Nährstoffversorgung einhergeht. Eine Ernährungsanamnese, d.h. die Analyse der Ernährungsgewohnheiten, ist deshalb durchaus empfehlenswert. Während die Zufuhr zusätzlicher Nährstoffe bei einer mangelhaften Aufnahme über die Nahrung sinnvoll und bisweilen notwendig ist, zeigt eine Supplementation bei gut versorgten Athleten keine positiven Effekte und steigert auch nicht die Leistung.
Als "ergogen", also leistungssteigernd, angebotene Substanzen wie L-Carnitin, Creatin, Tribulus terrestris oder HMB besitzen meist nicht die versprochenen Wirkungen. Die vermeintlichen Effekte zeigten sich, sofern überhaupt Studien vorliegen, vorwiegend in Untersuchungen mit auffälligen methodischen Fehlern. Gut kontrollierte, hochwertige Humanstudien mit derartigen Stoffen konnten nur in Ausnahmefällen einen Effekt belegen, so z. B. bei Creatin im Hinblick auf die Leistungsfähigkeit bei hochintensiven Muskelbelastungen wie sie vor allem im Kraftsport auftreten.
Olaf Hülsmann und Andreas Hahn
Literatur
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