ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS
1. EINLEITUNG
2. THEORIETEIL
2.1 ERNÄHRUNG UND SPORT
2.1.1 Kohlenhydrate und Sport
2.1.2 Fette und Sport
2.1.3 Proteine und Sport
2.1.4 Vitamine und Sport
2.1.5 Mineralstoffe und Sport
2.2 EINFLUSS VON NAHRUNGSERGÄNZUNGSMITTEL AUF DIE SPORTLICHE LEISTUNGSFÄHIGKEIT
2.2.1 Mikronährstoff-Präparate
2.2.2 Ergogene Substanzen
3. METHODIK
4. ERGEBNISSE
5. DISKUSSION
6. FAZIT
LITERATURVERZEICHNIS
Theorie
Nahrungsergänzungsmittel (NEM) sollen die Ernährung nur ergänzen. So lässt sich festhalten, dass die Grundlage für die sportliche Leistungsfähigkeit, neben anderen Faktoren, eine ausgewogene Ernährung darstellt. NEM können vor allem für die SportlerInnen sinnvoll sein, die so viele Kalorien verbrauchen, dass sie die benötigten Nährstoffe nicht mehr ausschließlich mit herkömmlicher Nahrung zu sich nehmen können. Mirkonährstoff-Präparate, wie Vitamine oder Spurenelemente, können eine leistungssteigernde Wirkung haben, wenn ein Mangel im Organismus besteht. Bei einem gesunden Athleten, ohne Nährstoffmangel zeigen diese hingegen keine Wirkung. Kreatin und Coffein sind ergogene, also leistungssteigernde Substanzen, die unter bestimmten Voraussetzungen die körperliche Leistungsfähigkeit nachweislich verbessern.
Methodik
Die Literatur für diese Arbeit setzt sich aus einigen Ergebnissen aus verschiedenen Datenbanken zusammen. Die Datenbank OPAC wurde für die Recherche nach Grundlagenliteratur verwendet. Für die Suche nach spezifischerer Literatur dienten das International journal of sportnutrition an exercise metabolism (IJSNEM), das Sportinformationsportal des Bundesinstituts für Sportwissenschaft (BISp) sowie Google Scholar.
Ergebnisse
Die Ergebnisse, die in der vorliegenden Arbeit verwendet werden, sind tabellarisch dargestellt.
Einen großen Anteil haben die drei systematischen Übersichtsarbeiten von Goldstein et al. (2010), Saller et al. (2008) und Wallimann (2008), welche zahlreiche Studien auswerten.
Diskussion und Fazit
Die Supplementation von Mikronährstoff-Präparaten kann bei vorherrschendem Mangel die Leistung steigern. Ergogenen Substanzen wie Coffein und Kreatin wird dieser Effekt unter bestimmten Voraussetzungen ebenfalls zugeschrieben. Für Normalsportler hingegen reicht eine ausgewogene, zweckmäßige Ernährung aus, um alle nötigen Nährstoffe zu sich zu nehmen. Nahrungsergänzungsmittel können bei einer Überdosierung gesundheitliche Nebenwirkungen verursachen. Eine Supplementation sollte vorab mit einem Arzt abgesprochen werden.
NEM Nahrungsergänzungsmittel
Der Markt für Nahrungsergänzungsmittel expandiert. Zu diesem Schluss kam eine Statistik des statistischen Bundesamts (Destatis) vom achten Juni 2021. Die Produktion im Jahr 2020 ist um elf Prozent höher als im Vorjahr und so wurden 2020 in Deutschland circa 180200 Tonnen Nahrungsergänzungsmittel (NEM) produziert. Der Produktionswert belief sich auf 1,1 Milliarden Euro, was einen Wertanstieg von fast ein Viertel (+23,4 Prozent) zum Vorjahr darstellt (Destatis, 2021). Eine deutliche Korrelation gibt es zwischen sportlicher Aktivität und dem Konsum von NEM. So ergaben Umfragen, dass, je nach dem Alter der Befragten, der Definition von NEM und der Häufigkeit der Einnahme, 50 bis 85 Prozent der Mitglieder in Sportvereinen oder Fitnessstudios regelmäßig NEM zu sich nehmen (Parr et al., 2017). Hieraus resultiert die Frage, welchen Einfluss NEM auf den menschlichen Körper haben und für welche Personen diese geeignet sind. Die Studienlage dazu ist allerdings konfus und oft uneindeutig mit nicht eindeutiger Evidenz. "Randomisierte, placebokontrollierte Doppelblindstudien werden von den wenigsten Herstellern durchgeführt, da der wissenschaftliche Wirkungsnachweis oft nur geringen Einfluss auf die Verkaufszahlen hat" (Parr et al., 2017, S. 314).
Im Folgenden wird zunächst der Begriff NEM definiert. Danach werden im Theorieteil der Arbeit die Grundlagen der Ernährung im Sport beschrieben und im Anschluss die oben genannte Fragestellung beantwortet. Anschließend folgen Methodik- und Ergebnisteil in denen das Vorgehen zur Literaturrecherche und die Ergebnisse vorgestellt werden. In der darauffolgenden Diskussion werden die wichtigsten Ergebnisse zusammengetragen und in den bisherigen Forschungsstand eingeordnet. Das Fazit fasst schließlich die Kernaussagen zusammen. NEM werden mit der europäischen Richtlinie 2002/46/EG (2002) folgendermaßen definiert: NEM sind Lebensmittel, die dazu bestimmt sind, die normale Ernährung zu ergänzen und die aus Einfach- oder Mehrfachkonzentraten von Nährstoffen oder sonstigen Stoffen mit ernährungsspezifischer oder physiologischer Wirkung bestehen und in dosierter Form in den Verkehr gebracht werden, d. h. in Form von z. B. Kapseln, Pastillen, Tabletten, Pillen und anderen ähnlichen Darreichungsformen, Pulverbeuteln, Flüssigampullen, Flaschen mit Tropfeinsätzen und ähnlichen Darreichungsformen von Flüssigkeiten und Pulvern zur Aufnahme in abgemessenen kleinen Mengen.
Da NEM die Ernährung nur ergänzen und nicht ersetzen sollen, ist es sinnvoll, zuerst die Grundlagen einer richtigen Ernährung im Sport darzustellen, bevor NEM und deren Wirkung auf den menschlichen Körper beschrieben werden.
Der Begriff einer richtigen Ernährung ist nicht absolut. Das bedeutet, dass die Ernährung nur „in Hinblick auf ein bestimmtes, nach Art und Umfang gekennzeichnetes Training bzw. in Hinblick auf eine bestimmte sportliche Leistung“ (Haber, 2018, S. 346) richtig sein kann. Sie muss individuell auf den Sportler und an die jeweilige Sportart angepasst (Wonisch, et al., 2017, S. 316) sein und das Leistungsniveau sowie bestimmte Ziele, wie Gewichtsab- oder Zunahme, berücksichtigen (Haber, 2018).
Grundsätzlich lässt sich sagen, dass Nahrungsmittel aus folgenden Nährstoffen bestehen:
Wasser, Kohlenhydrate, Proteine, Lipide, Elektrolyte (Mengenelemente), Vitamine, Mineralstoffe und Ballaststoffe (Jochum & Namayo, 2013, S. 38). Träger des Energiegehaltes der Nahrung sind dabei die Makronährstoffe Kohlenhydrate, Fette sowie Proteine (Haber, 2018, S. 264). Im weiteren Verlauf werden einige der Bestandteile kurz beschrieben.
Kohlenhydrate sind der wichtigste Energielieferant des Körpers (Lamprecht, 2017). Die gespeicherten Kohlenhydratreserven stellen einen „leistungslimitierenden“ (Strobel, 2013, S. 289) Faktor bei Ausdauerbelastungen dar. Eine Unterzuckerung, die möglicherweise bei einer unzureichenden Kohlenhydratzufuhr auftritt, kann starke Leistungsbeeinträchtigungen und Konzentrationsschwierigkeiten bewirken und bis zu Bewusstlosigkeit führen. Daher sollte eine wichtige Voraussetzung für sportliche Aktivitäten, sowohl für das Training auch für Wettkämpfe, die ausreichende Füllung der Kohlenhydratspeicher sein. Zur Füllung dieser Speicher und Deckung des Bedarfs an Kohlenhydraten ist die Einnahme von Vollkornprodukten, Naturreis und Kartoffeln sinnvoll. Folglich sollte die Gesamtenergie, die durch die Ernährung aufgenommen wird, zu ca. 55 Prozent, aus Kohlenhydraten bestehen (ebd.).
Fett sind die Basis für das normale Funktionieren des Stoffwechsels. Bis zu einer mäßigen körperlichen Belastung wird die Energie in den Muskelzellen vorwiegend durch die Oxydation von Fettsäuren bereitgestellt (Haber, 2018, S. 369). Außerdem sorgen Fette dafür, dass lipophile, also fettlösliche Vitamine, aufgenommen werden können. Daher ist von einer zu starken fettarmen Ernährung abzuraten. Empfohlen wird eine Aufnahme an Fett, die circa 30 Prozent der Gesamtenergieaufnahme ausmacht (Strobel, 2013, S. 289).
Proteine werden im Gegensatz zu Kohlenhydraten und Fetten in der Regel nicht zur Energiebereitstellung, sondern zum Aufbau von „körpereigenem Eiweiß, z.B. von Muskelprotein oder Stoffwechselenzymen“ (Haber, 2018, S. 364) verwendet. Fette und Kohlenhydrate können vom Körper gespeichert werden, Proteine hingegen nicht. Die sich im Organismus befindenden Proteine sind Bestandteile von Gewebsstrukturen oder Stoffwechselsystemen (Lamprecht, 2017, S. 338). Deshalb ist eine adäquate Proteineinnahme empfehlenswert. Das durch die Nahrung aufgenommene Eiweiß sollte verschiedene Aminosäuren, inklusive der acht essenziellen, durch den Körper nicht synthetisierbaren Aminösäuren, enthalten (Haber, 2018, S. 368). Je nach körperlicher Aktivität und Muskelbeanspruchung wird eine Proteinzufuhr von 15 bis 25 Prozent des gesamten Energiebedarfs empfohlen. Um diesen Bedarf zu decken, können Lebensmittel wie zum Beispiel Milchprodukte, Fleisch, Fisch und Hülsenfrüchte herangezogen werden (Strobel, 2013, S. 291).
Für den Verlauf der Arbeit ist es wichtig zu erwähnen, dass Vitamine und die unten beschriebenen Mineralstoffe auch als Mikronährstoffe bezeichnet werden. Vitamine sind essenzielle Bestandteile der Nahrung und können vom Körper nicht, oder nur unzureichend, selbst produziert werden. Vitamine werden bei vielen biochemischen Reaktionen des Organismus benötigt. Generell kann festgehalten werden, dass für den Normalverbraucher eine ausreichende Versorgung mit Vitaminen durch eine ausgewogene Ernährung gewährleistet werden kann (Lamprecht, 2017, S. 346).
Bei Mineralstoffen handelt es sich um anorganische Substanzen, die ebenfalls nicht körpereigen synthetisiert werden können. Sie sind für die „Entwicklung des Skeletts und der Zähne, für die Funktion der Muskulatur und aller Zellen“ (Lamprecht, 2017, S. 350) obligat. Einige Mineralstoffe sind wichtige Elektrolyte, die elektrische Ladung tragen und neben der Regulierung der Muskel- und Nervenfunktion auch für die Stabilität des Säure- Basen-Haushaltes und des Wasserhaushaltes sorgen (Lewis, 2020). Da der Körper diese Mineralstoffe durch beispielsweise Schweiß verliert, muss dieser Verlust durch die Nahrung ausgeglichen werden. Bei Durchnittssportlern ist auch hierfür eine ausgewogene Ernährung ausreichend (Lamprecht, 2017, S. 355).
Nachdem einige Bestandteile der Nahrung kurz beschrieben wurden, werden die verschiedenen NEM und deren Einfluss auf den menschlichen Körper im Folgenden erläutert.
Da eine Vielzahl an NEM auf dem Markt angeboten werden, werden nur ausgewählte Mirkonährstoff-Präparate und ergogene, also leistungsfördernde, Substanzen beschrieben. Kohlenhydrat- und Protein-Konzentrate und Fette als NEM werden in dieser Darstellung nicht berücksichtigt.
Wie oben erwähnt, gehören sowohl Vitamine als auch Mineralstoffe zu der Gruppe der Mikronährstoffe. Allgemein kann gesagt werden, dass das, auch hochdosierte, Supplementieren von Vitamin-Präparaten zu keiner direkten Leistungssteigerung führt, falls kein Mangel dieses Stoffes im Organismus vorherrscht. Eine Nahrungsergänzung mit Vitaminen dient also vielmehr dazu, Mangelerscheinungen entgegenzuwirken (Lamprecht, 2017, S. 346). Diese wird für Sportler notwendig, wenn sich „der Bedarf an Energie und Nährstoffen bei den entsprechenden Trainingsumfängen nicht mehr ausschließlich durch eine vollwertige Ernährung decken läßt“ (Scheck, 2001, S.16). Hierbei handelt es sich um Athleten, die täglich mehr als 4000 kcal durch sportliche Aktivität verbrennen (ebd.). Lamprecht (2018) spricht sogar von 5000 kcal.
Wenn der Einfluss einzelner Elektrolyte genauer betrachtet wird, lässt sich folgendes feststellen. Die Ergebnisse dazu sind aus einer systematischen Übersichtsarbeit von Reinhard Saller et al. aus dem Jahr 2008 entnommen.
Einfluss von Magnesium
In einer Studie wurde den Probanden künstlich Magnesium entzogen und die Sauerstoffaufnahme, die Herzfrequenz sowie die Ausdauerleistung bei submaximaler Belastung ermittelt. Das Ergebnis zeigte, dass, obgleich die Ausdauer geringer war, die Sauerstoffaufnahme und die Herzfrequenz während des Magnesium-Entzugs gestiegen ist.
In einer weiteren, kleineren Studie supplementierten 30 Fußballspieler ein MagnesiumZink Präparat. Hierbei wurde eine Verkürzung der Regenerationsphase sowie eine Förderung des Muskelaufbaus wie auch eine Kraftsteigerung im Training festgestellt. Für dieses Ergebnis bedarf es allerdings noch weitere Bestätigung (Saller, et al., 2008). Der Einfluss von Magnesium-Präparaten auf die körperliche Leistungsfähigkeit ist letztlich nicht eindeutig. Solange der Körper über ausreichend Magnesium im Blut verfügt, sollte eine derartige Supplementierung keine Auswirkungen haben. Bei einem Mangel hingegen schon (ebd.). Vor einer Überdosierung warnen sowohl Lamprecht (2017) als auch Scheck (2001). Diese kann zu „Unwohlsein, Übelkeit und Durchfällen“ (Lamprecht, 2017, S. 355) führen.
Einfluss von Zink
Saller et al. (2008) berichten von einer Studie, bei denen die Probanden einem künstlichen Zink-Entzug ausgesetzt sind. Hierbei wurden an verschiedenen Muskeln der Schultern und Knien die maximale und totale Muskelleistung erfasst. Als Resultat stellte sich eine deutliche Reduktion der totalen Muskelleistung heraus. Der Zinkmangel hatte allerdings keinen Einfluss auf die maximale Muskelleistung. Während intensiven Trainingsperioden nahm die Ausscheidung von Zink im Harn und die Zinkkonzentration im Blutplasma zu. Die Zinkkonzentration in den Zellen nimmt ab. Diese Abnahme in den Zellen ist unter anderem für den Leistungsverlust verantwortlich. Auch für Zink kann abschließend keinen klaren Einfluss auf die Leistungsfähigkeit feststellen werden. Bei Zinkmangel kann es jedoch zu einer signifikanten Steigerung kommen (Saller , et al., 2008).
Einfluss von Eisen
Unter einem Eisen-Mangel leiden besonders Läufer. „Beim Laufen werden in den Blutkapillargefäßen der Füße verstärkt rote Blutkörperchen zerstört, wodurch sich die Eisenausscheidung in Schweiß und Urin erhöhen“ (Scheck, 2001, S.13). Durch einen solchen Mangel wird weniger Blut gebildet, was wiederum zu einem verminderten Sauerstofftransport führt. Folglich wird die Leistung beeinträchtigt (ebd.). Eine Studie berichtet von 37 Athletinnen, die acht Wochen lang täglich entweder 135mg Eisen oder ein Placebo verabreicht bekamen. Im Anschluss wurde die körperliche Leistung auf einer 15 Kilometer langen Teststrecke gemessen. Die Athletinnen, die Eisen zu sich nahmen, hatten am Ende der Behandlungszeit einen niedrigeren Energieverbrauch sowie eine geringere Laktatausschüttung und verbrauchten weniger Sauerstoff (Saller, et al., 2008). Wenn ein Eisenmangel vorliegt, ist eine Supplementierung durchaus sinnvoll. Eine generelle Aussage, dass die Nahrungsergänzung durch Eisen zu einer Leistungssteigerung führt, kann aber nicht getroffen werden (ebd.). Es gibt zahlreiche Studien, die vor einer Überdosierung von Eisen warnen. Überflüssiges Eisen wird vorwiegend in der Leber eingelagert und hat einen entscheidenden Anteil am Radikalstoffwechsel. Aus biochemischen Reaktionen, bei denen Eisen eine zentrale Rolle übernimmt, können Leberschädigungen folgen (Lamprecht, 2017, S. 355).
Einfluss von Kreatin
Da es sich bei Kreatin um eines der am besten erforschte Supplement handelt und dessen leistungssteigende Wirkung zahlreiche Male nachgewiesen wurde, (Marshall & Giessing, 2020) liegt im Folgenden der Fokus auf diesem Supplement. Um die Wirkung von Kreatin verstehen zu können, ist es sinvoll die physiologische Funktion des Enzyms Kreatin-Kinase, das Kreatin in der Zelle umsetzt, zu verstehen. Da diese Ausführung den Umfang der Arbeit übertrifft, kann dies in der Übersichtsarbeit von Theo Wallimann aus dem Jahr 2008 nachgelesen werden. Aus dieser Arbeit sind auch die folgenden Ergebnisse, welche die verschiedenen Effekte Kreatins auf die Leistungsfähigkeit darstellen, entnommen. Die bis 2008 erschienenen 350 Publikationen zur Kreatin Supplementation schreiben Kreatin, neben der Verbesserung der körperlichen Leistungsfähigkeit, wie beispielsweise der Muskelbildung, Kraftsteigerung und Regenerationszeiten, auch eine Steigerung der psychischen Leistungsfähigkeit, darunter Kognition, Lernen und Gedächtnis, zu (Wallimann, 2008).
Kreatin fördert die Muskelbildung folgendermaßen. Für die Differenzierung der Muskelfasern und die Synthese der Muskelproteine benötigt der Organismus viel Energie. Durch die Nahrung ergänztes Kreatin unterstützt diese Vorgänge und führt zu einer Vergrößerung der Vorläuferzellen der Skelettmuskulatur und stimuliert die Synthese von Muskelproteinen. Außerdem hilft Kreatin bei muskelspezifischen Vorgängen, die die richtigen Mengen an Proteinen zum richtigen Zeitpunkt produzieren. Diese Vorgänge sind für den Aufbau von Muskelmasse nötig. Des Weiteren erhöht Kreatin bei Athleten die Produktion von Wachstumsfaktoren in den Stammzellen, die für den Muskelaufbau essenziell sind, und beschleunigt die Muskeldifferenzierung über die Aktivierung von intrazellulären Signalwegen. Das stimulierte Muskelwachstum führt damit zum gleichzeitigen Anstieg der Muskelkraft.
Kreatin erhöht Schnellkraft, fördert Ausdauer und begünstigt die Regeneration. Das Supplementieren von Kreatin steigert die Konzentration von intramuskulärem Kreatin und verbessert dadurch den Energiestatus. Dies führt dazu, dass die Muskelzellen länger und effizienter arbeiten können. Durch die Vergrößerung des Muskelfaserquerschnitts aller Fasertypen und die „bessere Aufladung der ,Muskelbatterien'“ (Wallimann, 2008, S. 32) verhilft Kreatin zu einer Steigerung der Muskelschnellkraft. Außerdem führt dieser Effekt auch zu einer verkürzten Reaktionszeit und zu einer gesteigerten Maximalkraftleistung.
J. David Branch kam 2003 zu dem Ergebnis, dass Kreatin keine leistungssteigernden Effekte für Läufer und Schwimmer hat. Wallimann berichtet von neueren, zum Teil indirekten Wirkungen des Kreatins für Ausdauersportler. So sollen durch die KreatinSupplementierung „die Blutparameter für Muskelentzündungen und Muskelkater nach Ausdauerleistung signifikant erniedrigt“ (Wallimann, 2008, S. 33) werden. Das Zusammenspiel von Kreatin und dem Serotonin- und Dopamin-System hebt die Schwelle der Wahrnehmungsgrenze für körperliche Erschöpfung an. Die Konzentration von Karnosin, eine körpereigene Verbindung von Aminosäuren, in dem Muskelzellen, welche die Muskeln langsamer ermüden lässt, wird durch eine externe Kreatin-Zufuhr erhöht. Außerdem aktiviert Kreatin die „Rekrutierung und Differenzierung“ (Wallimann, 2008, S. 33) von bestimmten Muskelzellen, die für die Reparatur von Muskelschäden, welche bei intensiven sportlichen Belastungen entstehen, zuständig sind. All diese Effekte können eine Rolle für die Leistungsfähigkeit von Ausdauersportlern spielen. Wallimann (2008) schreibt von einem positiven Einfluss der Kreatin-Supplementation auf die Herzleistung, Knochen, Gehirn, Nerven und die mentale Leistungsfähigkeit. Darauf soll in dieser Arbeit aber nicht genauer eingegangen werden. Ein kleiner Anteil der Athleten sind bei der externen Zufuhr von Kreatin sogenannte „Non-Responder“. Bei ihnen scheint Kreatin weniger wirkungsvoll zu sein (ebd.).
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