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Makronährstoffe: Kohlenhydrate

Am heutigen #ScienceFriday beginnen wir mit unserer neuen Themenreihe: Makronährstoffe. Die Bedeutung von Kohlenhydraten für Ausdauersportler ist das erste Thema. Was genau sind Kohlenhydrate und wie beeinflussen sie deine Leistung? Wenn du Fragen oder Anmerkungen hast, kontaktiere uns!

Was sind Kohlenhydrate?

Kohlenhydrate (CHO) sind neben Eiweiß und Fett einer der drei Makronährstoffe, die in Lebensmitteln vorkommen. CHO kommen in Lebensmitteln mit unterschiedlichen Verhältnissen von Zucker (z.B. Honig, Fruchtsaft, Sportgetränke, Gele), Stärke (z.B. Brot, Nudeln, Kartoffeln, Reis) und Ballaststoffen (z.B. Gemüse, Obst, Hülsenfrüchte, Getreide, Nüsse und Samen) vor. 

Bei der Verdauung werden sowohl Zucker als auch Stärke zu Glukose verstoffwechselt, die dem Körper als primäre Brennstoffquelle für die Muskeln und das Gehirn dient. Glukose wird in der Leber und in den Muskeln als Glykogen gespeichert, das bei Bedarf als Energie verwendet oder sofort als Energie eingesetzt werden kann.

Zucker sind kurzkettige CHO-Moleküle, die es in verschiedenen Formen wie Glukose, Fruktose, Saccharose und Maltose gibt. Glukose und Fruktose sind von Natur aus in den meisten Obst- und Gemüsesorten sowie in Getreide enthalten, während Saccharose vor allem in Zuckerrohr und einigen Wurzelgemüsen wie Karotten vorkommt. Maltose entsteht bei der Verdauung von Stärke und ist in Getreide und Brauereiprodukten wie Bier enthalten. 

Stärke besteht aus langen Ketten von Glukosemolekülen und setzt die Energie langsamer frei. Bei Gemüse fällt Stärke in zwei Kategorien: stärkehaltig (z.B. Kartoffel, Karotte, Mais, Butternuss) und nicht stärkehaltig (z.B. Brokkoli, Spinat, Zucchini, Gurke). Je mehr Stärke ein Gemüse hat, desto höher ist sein CHO-Gehalt. 

Ballaststoffe wie Stärke kommen in zwei Formen vor, nämlich löslich und unlöslich, und sind in unterschiedlichen Mengen in Lebensmitteln zu finden. Lösliche Ballaststoffe helfen dir, dich länger satt zu fühlen, während unlösliche Ballaststoffe bei der Entleerung des Magen-Darm-Trakts helfen, Probleme wie Verstopfung zu lindern. Ausdauersportlern wird häufig empfohlen, ballaststoffreiche Nahrungsmittel in der Mahlzeit vor dem Rennen zu vermeiden, da die Magenentleerungseffekte Magenprobleme verursachen können, die die Leistung beeinträchtigen können.

Kohlenhydrate & Ausdauerleistung

Von der Leistungsseite her werden CHO benötigt, um intensive Trainingseinheiten wie Sprints, Bergauffahrten oder das Ausreißen bei einem Rennen zu unterstützen. Volle Glykogenspeicher sind wichtig, um ein hochintensives Training über einen längeren Zeitraum aufrechtzuerhalten und das Einsetzen von Müdigkeit zu verzögern (1). Aufgrund der begrenzten Speicherkapazität beginnt das Glykogen mit zunehmender Intensität abzubauen. Exogenes CHO (z.B. Gels, isotonische Getränke und Riegel) werden während des Trainings benötigt, um eine optimale Leistung aufrechtzuerhalten.

Wenn die Zufuhr mit exogenen CHO-Quellen nicht mit der Nachfrage mithalten kann, wird Fett zum dominierenden Kraftstofflieferanten. Im Vergleich zu CHO ist Fett weniger effizient mit einem viel langsameren Energieumsatz. Obwohl Fett ATP produzieren kann, ist die Geschwindigkeit, mit der es erreicht wird, nicht effektiv, um die Anforderungen eines hochintensiven Trainings zu erfüllen. Wenn ein Ausdauerathlet auf eine CHO-arme Diät gesetzt wird, ist er/sie daher in seiner/ihrer Leistungsfähigkeit sehr eingeschränkt. Ausdauerathleten sollten sich zum Ziel setzen, etwa 7-12 g/kg BW CHO pro Tag zu sich zu nehmen (2).

Wenn dein Ziel der Trainingseinheit oder des Wettkampfs darin besteht, eine optimale Leistung zu erzielen, ist es wichtig, während des Trainings eine angemessene Menge an CHO zu konsumieren. Untersuchungen haben gezeigt, dass bei einer Dauer von 1-2 Stunden ~ 30 g CHO pro Stunde erforderlich sind, während bei einer längeren Dauer (z.B. >3 Stunden) ~ 60 g CHO pro Stunde verbraucht werden. Elite-Ausdauersportler können diese Menge je nach Art des Wettkampfes sogar auf bis zu ~90g pro Stunde erhöhen (3). Die Menge an CHO pro Stunde bei sportlicher Betätigung ist pro Gramm pro Kilogramm Körpergewicht nicht erforderlich.

Um die Vorteile von CHO in der Ernährung wirklich zu nutzen, ist es wichtig, an die Qualität zu denken. Der größte Teil der CHO-Aufnahme sollte aus Vollwertnahrung stammen und nicht aus einem All-you-can-eat-Buffet mit überzuckerten Backwaren und verarbeiteten Lebensmitteln. Aufgrund der Bedeutung eines Ausdauerathleten für die Aufrechterhaltung eines gesunden Gewichts, das die Leistung optimiert, sollte die CHO-Zufuhr idealerweise täglich entsprechend den Anforderungen des Trainingsprogramms eines Athleten verändert werden (4). 

Beispielsweise sollte an einem langen oder intensiven Trainingstag mehr CHO als an einem Ruhetag verzehrt werden. Diese Art der CHO-Periodisierung kann für Athleten eine hochwirksame Methode sein, um in der Nebensaison ein gesundes Gewicht zu halten. Dies ist eine gesündere Alternative zu extremen Diäten während der Wettkampfsaison, die sich nachteilig auf die Leistung auswirken können (4).

Kohlenhydrate für Erholung

Über die Leistung hinaus spielt CHO eine wesentliche Rolle bei der Genesung. In Kombination mit Protein sollten ~1-1,2 g CHO pro kg Körpergewicht innerhalb von 1-2 Stunden nach Abschluss eines Trainings verzehrt werden (5). Dies gewährleistet nachweislich eine maximale Auffüllung der Glykogenspeicher, da die Glykogenregeneration nach der zweiten Stunde nach dem Training deutlich verlangsamt wird (5). Eine schnelle Regeneration ist nur dann erforderlich, wenn der Athlet am nächsten Tag mit optimaler Leistung antreten muss.

Sources

  1. Abbiss, C. R., & Laursen, P. B. (2005). Models to explain fatigue during prolonged endurance cycling. Sports Medicine, 35(10), 865–898. 
  2. Burke, L. M., Hawley, J. A., Wong, S. H. S., & Jeukendrup, A. E. (2011). Carbohydrates for training and competition. Journal of Sports Sciences, 29(sup1), S17–S27.
  3. Cermak, N. M., van Loon, L. J. (2013). The use of carbohydrates during exercise as an ergogenic aid. Sports Med, 43(11), 1139-1155.
  4. Impey, S. G., Hearris, M. A., Hammond, K. M., Bartlett, J. D., Louis, J., Close, G. L., Morton, J. P. (2018). Fuel for the Work Required: A Theoretical Framework for Carbohydrate Periodization and the Glycogen Threshold Hypothesis. Sports Medicine, 48, 1031–1048. 
  5. Ivy, J. L.; Katz, A. L.; Cutler, C. L.; Sherman, W. M.; Coyle, E. F. (1988): Muscle glycogen synthesis after exercise. Effect of time of carbohydrate ingestion. In: Journal of applied physiology (Bethesda, Md. : 1985) 64 (4), S. 1480–1485.

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