Die Bedeutung von Kohlenhydraten beim Sport

Muskelglykogen ist die Hauptkohlenhydratquelle des Körpers (300–400 g bzw. 1200–1600 kcal), gefolgt von Leberglykogen (75–100 g bzw. 300–400 kcal) und schließlich Blutzucker (25 g bzw. 100 kcal). Diese Werte variieren individuell stark und hängen von Faktoren wie Nahrungsaufnahme und Trainingsbedingungen ab. Der Muskelglykogenspeicher eines Nichtsportlers beträgt etwa 80–90 mmol/kg Rohmuskelgewebe. Durch Kohlenhydratzufuhr steigt der Muskelglykogenspeicher auf 210–230 mmol/kg Rohmuskelgewebe.

Die energetische Analyse von Trainingseinheiten hat gezeigt, dass Kohlenhydrate die bevorzugte Energiequelle für Übungen ab 65 % VO2max (maximaler Sauerstoffverbrauch – ein Maß für die maximale Kapazität des Körpers, Sauerstoff während des Trainings zu transportieren und zu nutzen) sind, also bei den Belastungen, auf denen die meisten Sportler trainieren und an Wettkämpfen teilnehmen. Die Fettoxidation kann ATP nicht schnell genug liefern, um anstrengende Übungen zu unterstützen. Obwohl Übungen mit niedrigem bis mittlerem Niveau (< 60 % VO2max) und niedrigem Muskelglykogen- und Blutzuckerspiegel durchgeführt werden können, ist es nicht möglich, den ATP-Bedarf intensiverer Übungen mit erschöpften Energiequellen zu decken. Muskelglykogen wird in den frühen Phasen des Trainings am schnellsten verbraucht und hängt exponentiell von der Trainingsintensität ab.

Es besteht eine enge Beziehung zwischen dem Muskelglykogengehalt vor dem Training und der Trainingsdauer bei 70 % VO2max: Je höher der Glykogengehalt vor dem Training, desto höher das Ausdauerpotenzial. Bergstrom et al. verglichen die Zeit erschöpfender Übungen bei 75 % VO2max über 3 Tage mit Diäten mit unterschiedlichem Kohlenhydratgehalt. Die gemischte Diät (50 % der Kalorien aus Kohlenhydraten) produzierte 106 mmol/kg Muskelglykogen und ermöglichte den Probanden eine Trainingsdauer von 115 Minuten, die kohlenhydratarme Diät (< 5 % der Kalorien aus Kohlenhydraten) – 38 mmol/kg Glykogen und ermöglichte nur eine Trainingsstunde und die kohlenhydratreiche Diät (> 82 % der Kalorien aus Kohlenhydraten) – 204 mmol/kg Muskelglykogen ermöglichte ein Training von 170 Minuten.

Die Glykogenspeicher der Leber halten den Blutzuckerspiegel sowohl in Ruhe als auch während der Belastung konstant. Im Ruhezustand verbrauchen Gehirn und Zentralnervensystem (ZNS) den größten Teil des Blutzuckers, die Muskeln weniger als 20 %. Während der Belastung steigt die Glukoseaufnahme der Muskeln jedoch je nach Intensität und Dauer der Belastung um das 30-Fache. Anfangs wird der größte Teil des Leberzuckers durch Glykogenolyse gewonnen, doch mit zunehmender Belastungsdauer und abnehmendem Leberglykogenspeicher steigt der Beitrag der Glukose aus der Gluconeogenese.

Zu Beginn des Trainings deckt der Glukoseausstoß der Leber die erhöhte Glukoseaufnahme der Muskeln, und der Blutzuckerspiegel bleibt nahe dem Ruhewert. Obwohl Muskelglykogen bei Trainingsintensitäten von 65 % VO2max die primäre Energiequelle ist, wird Blutzucker zur wichtigsten Oxidationsquelle, wenn die Muskelglykogenspeicher erschöpft sind. Wenn der Glukoseausstoß der Leber die Glukoseaufnahme der Muskeln bei längerem Training nicht mehr unterstützen kann, sinkt der Blutzuckerspiegel. Während einige Sportler typische Hypoglykämie-Symptome des ZNS zeigten, litten die meisten Sportler unter lokaler Muskelermüdung und mussten die Trainingsintensität reduzieren.

Die Glykogenspeicher in der Leber können durch eine 15-tägige Fastenkur erschöpft werden und von einem typischen Wert von 490 mmol bei gemischter Ernährung auf 60 mmol bei kohlenhydratarmer Ernährung sinken. Eine kohlenhydratreiche Ernährung kann den Glykogenspeicher in der Leber auf etwa 900 mmol erhöhen.

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