Für einen Sportler ist es absolut essenziell, den richtigen Treibstoff zu tanken, damit sein Motor – die Muskulatur – optimale Leistung bringt. Immer wieder kommen neue Trends mit Versprechungen bezüglich Gesundheit und Leistungsfähigkeit auf. Hierzu zählt seit mehreren Jahren auch die Low-Carb-Ernährung. Ob Kohlenhydrate per se schlecht oder gut für uns sind, kommt darauf an. Auf jeden Fall sollte man Kohlenhydrate bezüglich ihrer Wirkungsweise noch einmal genauer betrachten.

Die Biochemie der Kohlenhydrate. Kohlenhydrate stellen die häufigste organische Verbindung dar. Sie zählen neben Proteinen und Fetten zu den Makronährstoffen. Ihr Name beruht auf ihrer chemischen Zusammensetzung, die vereinfacht aus Kohlenstoff (C) und Wasser (Hydrat; H2O) besteht.

Es gibt vier Klassen von Kohlenhydraten. Den Einfachzucker (Monosaccharide: Glukose, Fruktose, Galaktose), den Zweifachzucker (Disaccharide: Saccharose (Rüben-/Rohrzucker), Laktose (Milchzucker) und Maltose (Malzzucker)), den Mehrfachzucker (Oligosaccharide: zum Beispiel Maltodextrin) und den Vielfachzucker (Polysaccharide: zum Beispiel Stärke, Glykogen).

Sie dienen nicht nur als Energielieferant, sondern auch als Energiespeicher. Kohlenhydrate sind in vielen zellulären Strukturen mit Proteinen und Fetten (Lipiden) verbunden und sie sind Bestandteil unseres Erbgutes (DNA). Die Speicherform ist das Glykogen, das sich im Muskel (300 bis 550 Gramm) und der Leber (80 bis 120 Gramm) findet. Werden die Kohlenhydrate durch Inaktivität nicht als Energiequelle genutzt und sind die Energiespeicher voll, werden sie zu Fetten umgewandelt und in das Fettgewebe eingelagert (1).

Kohlenhydrate im Sport. Entsprechend dem American College of Sports Medicine spielen Kohlenhydrate als Makronährstoffe in der Sportlerernährung eine wichtige Rolle. Erstens sind die Energiespeicher in Form von Glykogen begrenzt und können gut durch Ernährungsmaßnahmen beeinflusst werden. Zweitens wirken Kohlenhydrate als Schlüsselelement bei der Energieversorgung des Gehirns und des zentralen Nervensystems. Und drittens stellt die Aufrechterhaltung der Glykogenspeicher bei Dauer- und Intervallbelastungen eine wichtige Strategie zur Leistungserhaltung dar (2). In dem Positionspapier werden Empfehlungen zur Kohlenhydratmenge in Abhängigkeit des Körpergewichtes und der Intensität der Belastung gegeben.

Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung betont, dass vor allem im Ausdauersport die Kohlenhydrate aufgrund ihrer Energieeffizienz als auch ihrer deutlich höheren Energieflussrate (mehr ATP pro Zeiteinheit) den Fetten gegenüber überlegen sind. Die Energieausbeute ist bei Kohlenhydraten pro Liter Sauerstoff deutlich höher als bei Fetten. In Abhängigkeit von Belastungsdauer und Belastungsintensität wird im Ausdauersport eine Zufuhr von drei bis zwölf Gramm Kohlenhydraten pro Kilogramm Körpergewicht und Tag empfohlen (3).

Aspektesehr hoherKohlenhydratzufuhr. Die Kohlenhydratgabe sollte jedoch auch unter dem Aspekt der Verstoffwechslung betrachtet werden. Das heißt, wie viel kann der Körper in einer gegebenen Zeiteinheit verarbeiten.

Die Verstoffwechselung von Kohlenhydraten ist durch die Glukose-Transportproteine limitiert. SGLT-1 (Sodium-dependent glucose cotransporters) sorgt für die Aufnahme von Glukose und Galaktose aus dem Darmlumen in die Darmzelle. Für Fruktose gibt es den GLUT-5-Transporter. Alle Einfachzucker gelangen über den GLUT-2-Transport schließlich aus der Darmzelle in den Blutkreislauf.

Die maximale Absorptionsrate wird durch SGLT-1 vorgegeben und liegt bei 60 Gramm pro Stunde. Gibt man Fruktose hinzu, kann die Kohlenhydrataufnahme  auf 90 Gramm pro Stunde erhöht werden, da für Fruktose ein anderes Transportprotein genutzt wird (GLUT-5-Transporter).

Empfehlungen der DGE. Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) empfiehlt, nach einer längeren Belastung sechs bis zehn Gramm Kohlenhydrate pro Kilogramm Körpergewicht und Tag aufzunehmen. Zehn Gramm pro Kilogramm Körpergewicht und Tag ergeben für einen 75 Kilogramm schweren Sportler eine Menge von 750 Gramm Kohlenhydraten. Nimmt man an, dass sich diese Menge auf fünf Mahlzeiten verteilt, ergeben sich daraus 150 Gramm Kohlenhydrate pro Mahlzeit. Selbst bei der empfohlenen Mindestmenge von sechs Gramm pro Kilogramm Körpergewicht und Tag bedeutet das immer noch 90 Gramm Kohlenhydrate pro Mahlzeit. Es sind hier also Mengen angegeben, die die Kapazitäten der Transportsysteme überschreiten oder zumindest ausreizen.

Ein Problem der erhöhten Kohlenhydratzufuhr, welches sich zusätzlich ergibt und sehr weit verbreitet unter Athleten ist, sind regelmäßige Verdauungsschwierigkeiten. Das betrifft 30 bis 50 Prozent der Sportler. Dazu gehören unter anderem eine verzögerte Magenentleerung und Durchfall; beides führt wiederum zu Leistungseinschränkungen (4).

Weiterhin stellen die durch die hohe Kohlenhydrataufnahme dauerhaft erhöhten Blutzuckerspiegel eine hohe Belastung für den Körper dar und steigern beispielsweise das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Lebererkrankungen, Fettstoffwechselstörungen und Bluthochdruck.

Sind die Glykogenspeicher gefüllt und werden die Kohlenhydrate nicht akut als Energiequelle benötigt, werden sie in Fett umgewandelt. Wie oben erwähnt, kann es hierbei durch erhöhte Triglyzeridspiegel und erniedrigtes HDL-Cholesterin („gutes“ Cholesterin) zu Fettstoffwechselstörungen kommen (5).

Das C-reaktive Protein (CRP) ist ein Entzündungs-Mediator; erhöhte Werte korrelieren mit dem Risiko einer verstärkten Arterioskleroseneigung (Arterienverkalkung). Es konnte gezeigt werden, dass eine erhöhte glykämische Last (die Menge an Kohlenhydraten in einem Lebensmittel) mit erhöhten CRP-Spiegeln assoziiert ist (6).

LowCarbals Alternative. Es gibt inzwischen einige Studien, in denen die Auswirkungen einer Low- Carb-Ernährung auf die sportliche Leistungsfähigkeit untersucht wurden. Ein Nachteil ist hier allerdings, dass es sich vorwiegend um Studien mit Ausdauerathleten handelt und in vielen Fällen die Teilnehmerzahl sehr klein ist. Das schränkt die Aussagekraft dieser Studien ein.

Mahlzeiten mit einem hohen glykämischen Index lassen den  Blutzuckerspiegel schnell ansteigen. Es konnte zum Beispiel gezeigt werden, dass dann die Glykogenspeicher stärker aufgefüllt werden. Gleichzeitig werden sie unter Belastung aber auch schneller wieder aufgebraucht. Mahlzeiten mit einem niedrigen glykämischen Index hatten zwar keinen nennenswerten Einfluss auf die Glykogenspeicher, führten dagegen aber zu einer deutlichen Schonung der Glykogenspeicher unter Belastung, was vermutlich aus einer verbesserten Nutzung der Fette als Energiequelle resultiert (7).

Bei den meisten Studien zu LowCarb im Sport ist zudem zu berücksichtigen, dass oft nicht ausreichend Zeit zur Anpassung an den Fettstoffwechsel eingeräumt wurde. Die Stoffwechselumstellung kann je nach Ausgangssituation in der Ernährung und je nach Art, Umfang und Intensität der sportlichen Anforderungen mehrere Wochen in Anspruch nehmen.

In einer weiteren Studie wurden keto-adaptierte (sehr ausgeprägte Low-Carb-Ernährungsweise) Profis aus den Bereichen Triathlon und Ultramarathon untersucht. Es konnte eine deutlich höhere Fettverbrennungsrate in der Low-Carb-Gruppe festgestellt werden, was zunächst nicht überrascht. Das Besondere bei dieser Untersuchung war, dass es sowohl im Verbrauch der Glykogenspeicher als auch bei deren Wiederauffüllung keine Unterschiede im Vergleich zur High-Carb-Gruppe gab. Das kann damit begründet werden, dass bei erhöhtem Fettstoffwechsel eben auch mehr Glyzerin als Abbauprodukt anfällt, das wiederum in die sogenannte Glukoneogenese einfließt (8).

Wie bereits erwähnt, gibt es bis dato die meisten Daten zur Wirkung einer Low-Carb-Ernährung nur bei Ausdauersportarten, sodass man auf kurze, intensive Belastungen keine zuverlässigen Schlüsse ziehen kann. Es ist allerdings bekannt, dass Ernährungsformen mit geringem Kohlenhydratanteil sehr effektiv für die Gewichtsreduktion sind. Damit stellen sie ein hilfreiches Mittel in Sportarten mit Gewichtsklassen dar und können als Maßnahme zur Verbesserung der Körperzusammensetzung eingesetzt werden. Hier konnten zum Beispiel für Turner positive Effekte auf die Leistungsfähigkeit ohne negative Auswirkungen nachgewiesen werden (9).

Kohlenhydrate sind weder schlecht noch gut. Zunächst einmal sind sie eine gute, schnell verfügbare Energiequelle. Allerdings schließen sich Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsel gegenseitig aus. Das heißt, die Aufnahme von Kohlenhydraten hemmt die Verwertung von Fetten. Die Menge der Kohlenhydrataufnahme sollte sehr individuell betrachtet werden und ist neben der  Alltagsbelastung von Umfang und Art des sportlichen Trainings abhängig. Da es große interpersonelle Unterschiede in der Blutzuckerreaktion gibt, ist es aus Sicht des Autors nicht richtig, allgemeine Empfehlungen zu Makronährstoffmengen zu machen, sondern es sind immer individuelle Lösungen zu erarbeiten.

Praxistipps

  • Berücksichtige bei der Zufuhr die Art der Kohlenhydrate, ihre Menge und die absolvierte Sportart.
  • Berücksichtige, dass eine Umstellung des Stoffwechsels mehrere Wochen in Anspruch nehmen kann und es in dieser Phase unter Umständen zu Leistungseinschränkungen kommt.
  • Für eine Gewichtsreduktion und eine Änderung der Körperzusammensetzung kann eine korrekt durchgeführte Low-Carb-Ernährung sehr effektiv sein.

Literatur

  1. Stryer L. 2018. Biochemie. Heidelberg: Springer Spektrum Verlag
  2. Thomas DT, et al. 2016. Position of the Academy of Nutrition and Dietetics, Dietitians of Canada, and the American College of Sports Medicine: Nutrition and Athletic Performance. 116: 501-528; Zugriff am 10.02.2020
  3. König D, et al. 2019. Kohlenhydrate in der Sporternährung. https://ll.rpv.media/50; Zugriff am 10.02.2020
  4. Jeukendrup AE. 2017. Training the Gut for Athletes. Sports Medicine 47: 101-110. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28332114; Zugriff am 10.02.2020
  5. Prinzhausen J. 2018. LOGI und Low Carb in der Sporternährung. München: Riva Verlag
  6. Liu S, et al. 2002. Relation between a diet with high glycemic load and plasma concentrations of High-sensitivity C-reactive protein in middle-age women. https://doi.org/10.1093/ajcn/75.3.492; Zugriff am 10.02.2020
  7. Wee SL, et al. 2005. Ingestion of a high-glycemic index meal increases muscle glycogen storage at rest but augments its utilization during subsequent exercise. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15831796; Zugriff am 10.02.2020
  8. Volek JS, et al. 2016. Metabolism: Metabolic characteristics of keto-adapted ultra-endurance runners. https://ll.rpv.media/51; Zugriff am 10.02.2020
  9. Paoli A, et al. 2012: Ketogenic diet does not affect strength performance in elite artistic gymnasts. https://jissn.biomedcentral.com/articles/10.1186/1550-2783-9-34; Zugriff am 10.02.2020