Sport und Ernährung

Autor: Leon Saschin (B.Sc. Ernährungswissenschaft & Masterstudent Nutritional Medicine an der Universität zu Lübeck)

Zum Jahreswechsel erleben die guten Vorsätze, mehr Sport zu treiben und sich besser zu ernähren wieder einmal Hochkonjunktur. Doch auch außerhalb des jährlich wiederkehrenden Höhepunkts sind Sport und Ernährung viel diskutierte Themen, über die auch im Internet zahlreiche, oft gegensätzliche und mehr oder weniger wissenschaftlich basierte Meinungen kursieren. Dabei ist die effektivste Ernährung für Sportlerinnen und Sportler wissenschaftlich gut belegt und unkomplizierter als so manch einer denken mag. Um zu verstehen, auf was es wirklich ankommt, sollte man sich zunächst bewusstmachen, wie unser Körper mit Anstrengung und sportlicher Belastung umgeht. Auch sollte man die unterschiedlichen Aufgaben von Proteinen, Kohlenhydraten und Fetten in unserem Körper kennen, die je nach Sportart in unterschiedlichem Maße relevant sind. Was ist nun das wichtigste? Was ist wissenschaftlich belegt? Lass uns zusammen durchsteigen!

Sport strengt an – aber was passiert eigentlich in unserem Körper?

Jede Form der körperlichen Bewegung strengt uns an – die eine mehr, die andere weniger. Ob du gemütlich einen Spaziergang machst oder dich zu sportlichen Höchstleistungen trimmst: kein Muskel kann die gewünschte Bewegung ausführen, wenn nicht ausreichend Energie zur Verfügung steht. Die „Energiewährung“ unseres Körpers nennt sich Adenosintriphosphat, kurz ATP. Zwar steht unserem Körper stets ein gewisser ATP-Vorrat zur Verfügung, dieser reicht allerdings nur für wenige Muskelbewegungen aus, bevor Nachschub geliefert werden muss. Damit wir nicht plötzlich erstarren, ist unser Körper pausenlos damit beschäftigt, die ATP-Vorräte zu füllen. Über spezifische Stoffwechselprozesse wird aus unserer Nahrung sowie den körpereigenen Reserven, etwa den Zuckerspeichern in der Leber oder dem Fettgewebe, die energiereiche Verbindung ATP hergestellt. Je intensiver die sportliche Aktivität, desto mehr Energie muss generiert werden.

Für die kurzfristige Bereitstellung von Energie spielen vor allem Kohlenhydrate die zentrale Rolle. Denn der effektivste Weg, um schnell an ATP zu kommen, ist der schrittweise Abbau von Zucker, also Kohlenhydraten (Schmidt, Lang and Heckmann, 2010). Eine Unterversorgung kann sich sogar stark limitierend auf die sportliche Leistung auswirken; daher ist eine ausreichende Sättigung des Körpers mit Kohlenhydraten maßgeblich.

Da der Kohlenhydratspeicher jedoch recht gering ist, steht er nur für kurzzeitige Einsätze, wie Sprints zur Verfügung und wir bedienen uns an ihm, wenn möglichst schnell viel Kraft mobilisiert werden muss.  Abhängig von Trainingszustand und Ernährung reichen die Kohlenhydratvorräte bei intensiver Belastung für ca. 90 Minuten aus.

Verlangen wir unserem Körper eine gesteigerte Leistung über einen längeren Zeitraum ab, etwa bei langen Ausdauereinheiten, schaltet der Körper dagegen auf Fettverbrennung um (Biesalski, Grimm and Nowitzki-Grimm, 2015; Biesalski et al., 2017). Es werden dann bevorzugt Fette aus der Nahrung oder dem Fettgewebe zur Energiegewinnung herangezogen. Der Fettspeicher ist wesentlich größer, so dass hiervon für längere Zeit Energie gewonnen werden kann. Für die schnelle Bereitstellung von Energie sind Fette jedoch nicht besonders geeignet.

Neben Kohlenhydraten und Fetten ist unser Körper auch in der Lage, Proteine für die Energiegewinnung zu nutzen. Anders als für Kohlenhydrate und Fette verfügen wir jedoch nicht über einen „Proteinspeicher“, sodass hauptsächlich unsere Muskeln herhalten müssen, wenn Proteine für die Energiegewinnung verwendet werden sollen. Doch ein Abbau der Muskelmasse ist für die wenigsten Sportlerinnen und Sportler eine attraktive Alternative. (Pavela et al., 2019).

Proteine und Kohlenhydrate – wo liegt der Unterschied und was bringen sie?

Ein effizientes Training setzt eine optimale Energieversorgung voraus, die wir über eine ausreichende Nahrungszufuhr sicherstellen können. Zu welchem Anteil dabei Kohlenhydrate und Proteine auf dem Teller landen, ist entscheidend für die sportliche Leistung.

Die Eingabe der Begriffe „Sporternährung“ und „Proteine“ oder „Kohlenhydrate“ in eine online Suchmaschine resultiert in etwa 500.000 Treffern. Unzählige führen fernab wissenschaftlicher Evidenz auf den Holzweg oder sind auf die Vermarktung eigener Produkte fokussiert.  Kohlenhydrate sind eigentlich nur ein anderes Wort für Zucker und kommen in unseren Lebensmitteln in kurzen bis langen Ketten oder als einzelne Zuckerbausteine vor. Nach dem Verzehr kohlenhydrathaltiger Lebensmittel spalten Enzyme die Zuckerketten schrittweise, bis schließlich einzelne Zuckerbausteine übrigbleiben. Bekannt sind sie unter den Namen Glukose (Traubenzucker), Fruktose (Fruchtzucker) und Galaktose (Schleimzucker) und genau diese werden für die Energiegewinnung genutzt. Es gilt: Je kürzer die Zuckerkette der Lebensmittel, umso schneller die Bereitstellung von Energie. Eine Banane zum Beispiel enthält besonders viele Einfachzucker und kann daher deutlich schneller Energie liefern als etwa ein Vollkornbrot, das zwar auch vornehmlich aus Kohlenhydraten besteht, die hier aber in deutlich längeren Ketten vorkommen als in der Banane – bis diese zu Einfachzuckern abgebaut sind, vergeht daher mehr Zeit. Aufgrund dessen werden kürzere Zuckerketten auch als schnelle Kohlenhydrate bezeichnet, während die sehr langen Ketten als langsames Pendant gelten. Wer mehr ins Thema Kohlenhydrate einsteigen will, liest am besten den Beitrag „Grundlagenwissen: Kohlenhydrate„

Proteine übernehmen eine etwas andere Funktion: Auch sie werden zunächst in ihre kleinsten Einheiten gespalten, die sogenannten Aminosäuren. Diese dienen dem Aufbau körpereigener Proteine, welche zahlreiche Aufgaben in unserem Körper übernehmen. Sie helfen beispielsweise als Enzyme bei der Umwandlung von Zuckern oder Fetten in Energie, können also die Energiegewinnung beschleunigen (Schmidt, Lang and Heckmann, 2010; Biesalski et al., 2017). Auch werden unsere Muskeln aus Aminosäuren aufgebaut, die für jede Art der Bewegung gebraucht werden. Siehe hierzu auch unseren Beitrag „Länger fit: Aufbau und Erhaltung von Muskelkraft„

Allerdings ist Protein nicht gleich Protein. Um es etwas genauer auszudrücken: Die individuelle Aminosäurezusammensetzung entscheidet darüber, wie effektiv Nahrungsproteine eines Lebensmittels in körpereigene Proteine umgewandelt werden können. Man bezeichnet diesen Zusammenhang auch als biologische Wertigkeit. Dabei gilt: Je ähnlicher die Aminosäurezusammensetzung eines Nahrungsproteins dem menschlichen „Durchschnitts-Protein“, desto höher die biologische Wertigkeit. Das im Hühnerei enthaltene Protein wurde einst willkürlich als Referenzwert für die biologische Wertigkeit gewählt und auf 100 festgelegt. Dabei bedeutet die vergebene biologische Wertigkeit von 100 mitnichten, dass 100 % des Hühnereiproteins auch zu 100 % körpereigenem Protein umgewandelt werden. Auch ist es nicht so, dass eine fachsprachliche „hohe biologische Wertigkeit“ gleichbedeutend ist mit einer „Hochwertigkeit“, wie wir es umgangssprachlich verstehen würden. Vielmehr dient das Hühnerei-protein als Referenz, um die Verwertbarkeit anderer Nahrungsproteine in Relation setzen und vergleichen zu können. Proteine tierischer Nahrungsmittel besitzen in der Regel eine höhere biologische Wertigkeit als pflanzliche Proteine, weil ihre Aminosäurezusammensetzung mit der des Körperproteins in höherem Maß übereinstimmt. Aber auch bei einer vegetarischen Ernährung lässt sich durch die clevere Kombination verschiedener Proteinquellen eine sehr hohe biologische Wertigkeit erzielen. Beispielsweise ergänzen sich die Aminosäureprofile von Eiern und Kartoffeln so wunderbar, dass sich die biologische Wertigkeit auf 136 erhöht.

Unterschiedliche Trainingsformen – Unterschiedliche Empfehlungen

Die optimale Verfügbarkeit von Kohlenhydraten ist ein leistungsbestimmender Faktor. Im Laufe eines Tages mit gewöhnlicher Betätigung werden 3-5 g Kohlenhydrate pro kg Körpergewicht empfohlen. Für einen Menschen mit 75 kg Körpergewicht wären das also 225 – 375 g Kohlenhydrate. Wie kann ich diesen Bedarf decken? Ganz einfach! Zwei Scheiben Vollkornbrot zum Frühstück mit etwas frischem Obst, mittags einen Bananen Smoothie mit einer Hand voll Nüssen und zum Abendessen eine Portion Nudeln mit Tomatensoße. Auch Reis, Kartoffel, oder andere Vollkornprodukte enthalten viele Kohlenhydrate.

Damit machen Kohlenhydrate 50 – 60 % der täglichen Energieaufnahme (Energie-%) aus. Allerdings ist die tatsächlich empfohlene Tageszufuhr stark von der jeweiligen Trainingsintensität abhängig.

Abbildung 1: Quelle: https://www.ernaehrungs-umschau.de/fileadmin/Ernaehrungs-Umschau/pdfs/pdf_2019/11_19/EU11_2019_M660_M667.pdf

 

So sollte sich der Kohlenhydratanteil der Nahrung mit der Trainingsintensität verändern. Du hast Morgen einen Wettkampf und möchtest wissen, wie du mit deiner Kohlenhydrataufnahme umgehen solltest? Am unmittelbaren Tag vor einem Wettkampf ist es von Vorteil, die Kohlenhydratspeicher aufzufüllen. Eine Erhöhung des Kohlenhydratanteils in der Nahrung auf ca. 70 Energie-% kann bereits Leistungsvorteile bringen (Biesalski et al., 2017). Allerdings variieren auch hier die Empfehlungen zwischen Profi- und Amateursportlern. Während im Profisport die maximale Leistung im Vordergrund steht und daher aufgefüllte Kohlenhydratspeicher essentiell sind, haben Amateursportler oftmals die Fettverbrennung zum Ziel – für sie ist der stets gefüllte Kohlenhydratspeicher eher kontraproduktiv. Aber keine Sorge, niemand muss sich hungrig zum Sport motivieren: mit einem kleinen Trick gelingt die Kohlenhydrataufnahme, ohne die Speicher besonders zu füllen: Kohlenhydrate können derart aufgebaut sein, dass unsere Verdauungsenzyme kaum in der Lage sind, die Zuckerketten aufzubrechen, um sie in ihre Einfachzucker zu zerteilen. Die Rede ist von resistenter Stäre, einem Kohlenhydrat, das unser Körper nicht in seine Einfachzucker aufspalten kann. Resistente Stärken zählen damit zu den Ballaststoffen und lassen den Blutzucker deshalb kaum ansteigen. Der Stoffwechsel des Ausdauersportlers ist daher gezwungen, verstärkt Fett zur Energiegewinnung heranzuziehen.

Du fragst dich jetzt bestimmt, woher du diese resistente Stärke bekommen sollst. Schließlich ist sie in herkömmlichen Nudeln nicht enthalten. Doch es gibt mehr als nur „klassisches“ Weizenmehl: Der sogenannte Wüsten-Weizen eine alte, aber inzwischen neu entdeckte Weizenart, hat einen sehr hohen Anteil an resistenter Stärke.

Doch genug zu Kohlenhydraten – Proteine sind das Top-Thema im Fitnessstudio sowie unter Hobbysportlern. Weniger aktiven Personen oder Freizeitsportlern empfehlen Deutsche Ernährungsgesellschaften täglich 0,8 g Protein pro kg Körpergewicht aufzunehmen (das entspricht etwa 15 % der täglichen Gesamtenergiezufuhr). Ausdauersportlern wird empfohlen die Proteinaufnahme um etwa 2/3 zu steigern; Kraftsportler, die sich im Muskelaufbau befinden, sollten sich an der Obergrenze von täglich 1,5 g/kg Körpergewicht orientieren (Biesalski et al., 2017).

Da diese Zahlen viel zu theoretisch sind und wir nun mal nicht in Prozenten unsere Mahlzeiten anrichten, möchte ich an einem kleinen Rechenbeispiel exemplarisch zeigen, wie diese Empfehlungen beim täglichen Essen und Trinken aussehen könnten: Tim (23) ist 75 kg schwer und möchte mehr Muskeln aufbauen. Laut der Empfehlung sollte seine Proteinaufnahme also ca. 112 g am Tag betragen. Wie kann Tim diesen Bedarf decken? 100 g Erdnüsse decken schon ¼ des Bedarfs. Dazu eine große Portion Linsen und ein Fleischersatz aus Seitan und Tim hat seinen Proteinbedarf gedeckt.

Wichtig zu bedenken ist außerdem, dass eine erhöhte oder zu hohe Proteinaufnahme die Nieren belasten kann, um die nicht brauchbaren Nebenprodukte, die beim Proteinabbau anfallen, auszuscheiden. Eine vermehrte Wasserausscheidung kann die Folge sein. Auch führt eine erhöhte Proteinaufnahme nicht zu einem wundersamen Muskelwachstum, wenn kein entsprechendes Krafttraining erfolgt, das die notwendigen Reize zum Muskelwachstum bringt. Dann landen die Proteine schnell als Fettpolster auf den Hüften. Daher gilt auch in Hinblick auf die Proteinzufuhr die Prämisse: Proteine sind gut, Übermaß ist schlecht (Biesalski, Grimm and Nowitzki-Grimm, 2015; Blum and Müller-Wieland, 2018).

Abbildung 2: Empfehlungen für die Proteinaufnahme im Sport (Quelle: Ernährungsmedizin, Thieme Verlag)

 

Mikronährstoffe – sind sie der entscheidende Faktor?

Kalium, Calcium, Magnesium und Eisen sind die Mineralstoffe, die eine Auswirkung auf die Effektivität des Sports haben können.

So ist Kalium in den meisten Sportgetränken enthalten; der Nutzen hiervon ist allerdings umstritten. Eine häufige Begründung ist die verringerte Kaliumkonzentration, die Folge des Sports ist. Allerdings ist die mäßig reduzierte Konzentration von Kalium im Körper eher durch eine höhere Aktivität kaliumabhängiger Proteine, die zur Energiegewinnung gebraucht werden, zu erklären.

Die Vermutung eines Kaliummangels ist laut aktuellen Studien nicht belegt, ebenso wenig gibt es einen nachgewiesenen Nutzen für die Anreicherung von Sportgetränken mit Kalium.

Magnesiummangel dagegen ist ein ernst zu nehmendes Problem. Vor allem Jugendliche und junge Erwachsene leiden vermehrt unter Magnesiummangel-Symptomen, wie Ermüdungszuständen oder Krämpfen. Treten Muskelkrämpfe auf, reicht es meistens schon aus, magnesiumreiches Mineralwasser zu trinken oder Nahrungsmittel wie Nüsse, Bohnen oder Haferflocken häufiger auf den Speiseplan zu nehmen. Nebenbei gelingt dadurch eine spielend leichte Steigerung der Protein- und Ballaststoffzufuhr.

Untergewichtige Athletinnen zeigen häufig einen Calciummangel. Und hier wird auch deutlich, warum eine übermäßig hohe Proteinzufuhr schädlich sein kann: Eine proteinreiche Ernährung geht Hand in Hand mit einem gesteigerten Calciumverlust. Besteht ohnehin schon ein Calciummangel, verstärkt der erhöhte Proteinverzehr diesen weiter. Deshalb sollten Sportlerinnen und Sportler ihre Calcium-Versorgung im Blick behalten. Bananen oder calciumreiches Mineralwasser sind gute Möglichkeiten, um auf natürliche Weise die Calciumversorgung sicher zu stellen. Kontrollierte Studien, die eine Calcium-Supplementierung befürworten, fehlen dagegen bislang.

Eisen ist unverzichtbar für den Sauerstofftransport zum Muskel und für die dort ablaufende Energiegewinnung. Ausdauersport erhöht den Eisenverlust enorm und gerade Heranwachsende haben ohnehin einen erhöhten Eisenbedarf. Allerdings wird auch hier davon abgeraten Eisensupplemente zu konsumieren, ohne eindeutige Indikation. Nüsse liefern uns viel Eisen – was neben Proteinen und Magnesium ein weiterer Vorteil einer hülsenfrucht- und nussreichen Ernährung ist (Biesalski et al., 2017).

Fazit: Das Wichtigste auf den Punkt gebracht

Kaum ein Thema wird unter Sportlerinnen und Sportlern so kontrovers diskutiert, wie die richtige Ernährung. Im Grunde ist es jedoch einfach – man sollte nichts in Übermaßen konsumieren und auch auf keine Stoffgruppe verzichten. Es gibt Belege die zeigen, dass Kohlenhydrate in gewissen Situationen, etwa vor Wettkämpfen in hohen (aber nicht übermäßigen!) Dosen gewinnbringend sein können. Proteine sollten dem sportlichen Ziel entsprechend verzehrt werden und besonders in einer rein pflanzlichen Ernährung nicht vernachlässigt werden.

Die richtige Ernährung hängt jedoch unweigerlich von der Sportart und den individuellen Bedürfnissen ab. So hat ein Marathon-Läufer sicherlich andere Bedürfnisse als ein Gewichtheber. Protein-Pulver oder Vitamin-Supplemente sind insbesondere im Amateursportbereich in der Regel nicht von Nöten. Anders kann es bei Profisportlerinnen und Profisportlern sein – eine auf ihre Bedürfnisse angepasste Ernährungsberatung ist unerlässlich, um die bestmögliche Leistung erreichen zu können. Für uns Hobbysportler sei gesagt: Eine ausgewogene Ernährung, die alle Mikronährstoffe und energieliefernden Makronährstoffe abdeckt, ist in der Regel ausreichend; eine bewusste Lebensmittelauswahl wie z.B. Wüsten-Weizen, der reich an resistenter Stärke ist, anstelle von „normalem“ Weizen oder eiweißreiche Hülsenfrüchte und Nüsse oder auch Gemüse wie Artischocken oder Blumenkohl helfen, das Ziel (mit Genuss!) leichter zu erreichen. 

 

Quellen

• Kerksick CM, Wilborn CD, Roberts MD, et al. ISSN exercise & sports nutrition review update: research & recommendations. J Int Soc Sports Nutr. 2018;15(1):38. Published 2018 Aug 1. doi:10.1186/s12970-018-0242-y
• Biesalski, H. K. et al. (2017) Ernährungsmedizin. 5. Auflage. Stuttgart: Biesalski, Hans Konrad Bischoff, Stefan Pirlich, Matthias Weimann, Arved.
• Biesalski, H. K., Grimm, P. and Nowitzki-Grimm, S. (2015) Taschenatlas Ernährung. 6. Auflage. Stuttgart: Biesalski, Hans Konrad Grimm, Peter Nowitzki-Grimm, Susanne.
• Blum, H. E. and Müller-Wieland, D. (eds) (2018) Klinische Pathophysiologie. Stuttgart: Georg Thieme Verlag. doi: 10.1055/b-004-132250.
• Pavela, G. et al. (2019) Handbook of Eating and Drinking, Handbook of Eating and Drinking. doi: 10.1007/978-3-319-75388-1_164-1.
• Schmidt, R. F., Lang, F. and Heckmann, M. (2010) Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie. 31. Auflag. Heidelberg: Robert F. Schmidt, Florian Lang, Manfred Heckmann.
• Alcaraz PE, Csapo R, Freitas TT, Marín-Cascales E, Blazevich AJ, Paoli A. International Sport Forum of the Strength & Conditioning Society (SCS) and the European Sport Nutrition Society (ESNS). Sports (Basel). 2020;8(9):128. Published 2020 Sep 16. doi:10.3390/sports8090128
• Baker LB, Rollo I, Stein KW, Jeukendrup AE. Acute Effects of Carbohydrate Supplementation on Intermittent Sports Performance. Nutrients. 2015;7(7):5733-5763. Published 2015 Jul 14. doi:10.3390/nu7075249