Gesunde Ernährung im Fitness- und Leistungssport

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1 Frank Döring TU München, Institut für Ernährungsphysiologie Gesunde Ernährung im Fitness- und Leistungssport Die Genomfalle und ihre Folgen für die Gesundheit Gesundheit Maßnahmen für Fitness und Gesundheit Sportgerechte Ernährung Grundlagentraining und Ernährung Sport-induzierte Stoffwechseleffekte: Folgen für Gesundheit und leistungsgerechter Ernährung Mehr Eiweiß für Ausdauer- und Kraftsportler? Brauchen Sportler mehr Mikronährstoffe? Funktionsparameter

2 Die evolutionäre Genomfalle bedingt Rumpfmuskulatur- und Ausdauer-Training Zwei Millionen Menschen sterben jedes Jahr wegen Bewegungsmangel- Erkrankungen. Es wird von der WHO geschätzt, dass die Zivilisationsschäden, die vor allem von Rauchen, von der mangelnden Bewegung und von der Fehlernährung herrühren, bis zum Jahr % der Krankheiten ausmachen. Und das in entwickelten Ländern ebenso wie in sich entwickelnden Regionen dieser Welt. Diese vermeidbaren Krankheiten werden mindestens jeden sechsten Euro verschlingen, den wir in Deutschland erarbeiten Manfred von Richthofen, Präsident des Deutschen Sportbundes bei der Eröffnung der Bundeskonferenz Breitensport, Göttingen, 2002 Die Rumpfmuskulatur ist funktionell für den aufrechten Gang nicht geeignet und schon gar nicht für Büroarbeit!

3 Das Genom des Jetztzeitmenschen ist ein Jäger-/Sammler-Genom ca. 300 Generationen ca Generationen Jahre Jahre Jetztzeiternährung Agrarproduktion/ Domestikation ca Generationen ca Generationen Jahre Jahre Jahre Jäger/ Sammlerkulturen Selektion des Genoms auf Sparsamkeit und Bewegung Jahre ca Generationen Jahre

4 Das Sparsamkeits- und Bewegungs-Genom bedingt viel Arbeit und wenig Brot Spezies Gewicht Energiezufuhr Bewegung kg kcal kcal Primaten Australopithecus Homo habilis Homo erectus früh Homo sapiens jetzt Jäger/Sammler jetzt Homo sapiens jetzt Sportler

5 Die Genomfalle schlägt zu: Fettsucht und die Folgen Fitness/Gesundheit Rumpf! Energiezufuhr ca kcal Energieverbrauch ca kcal Wirklichkeit 2003 Energiezufuhr größer Energieverbrauch Energieverbrauch kleiner Energiezufuhr Folgen Diabetes Typ II, Bluthochdruck, Gefäßerkrankungen, Herzinfarkt Lösung FDH und/oder LDD % Fettsucht

6 Die Genomfalle schlägt zu: Fettsucht und die Folgen Diabetes Typ II Fettgewebshormone Bluthochdruck (z. B. Leptin und Resistin) steuern maßgeblich den Herzinfarkt Stoffwechsel und die Gefäßerkrankungen Fruchtbarkeit Die tägliche Minisünde wird zur Todessünde 100 kcal pro Tag (=20 g Schokolade oder 13 g Butter) mehr als der Energieverbrauch kcal pro Jahr kcal pro 10 Jahre 9000 kcal=1 kg Fett 40 kg Fett in 10 Jahren!

7 Welche Ernährung ist ein Ausweg aus der Genomfalle? Fitness/Gesundheit Rumpf! Energiezufuhr ca kcal Energieverbrauch ca kcal Kohlenhydrate Eiweiß % % Fett 30 % Alkohol max. 20 g Ernährung

8 Energiearme Kost= Wasser-, ballaststoff- und kohlenhhydrat-reiche sowie fettarme Kost Öl, Butter Getränke Obst, Gemüse Alkohol Alkohol Brot, Pasta, Reis Milch, Fisch, Fleisch Getränke Energiegehalt von Nährstoffen 1 g: KH=4 kcal, Eiweiß=4 kcal, Fett=9 kcal, Alkohol=7 kcal

9 Die Ernährungspyramide: Ausweg aus der Genomfalle für Nichtsportler, Fitness-Sportler, Leistungssportler Getränke (mehr als 2 Liter) Wasser Saftschorlen Früchte-/Kräutertee Fleisch Kohlenhydrate, schnell verfügbar häufig fettreich!! Eiweiß Eiweiß, Vitamine, Jod, lebensnotwendiges Fett Eiweiß, Calcium 2-4 Portionen/ Tag lebensnotwendiges Fett sparsam Vitamine, Mineralien five a day Kohlenhydrate 6-11 Portionen pro Tag

10 Beispiel für eine sportgerechte und gesunde Ernährung: 55 % Kohlenhydrate, 15 % Eiweiß, 30 % Fett 1. Frühstück 2 Scheibe Vollkornbrot/2 Vollkornbrötchen, 30 g fettarmer, relativ eiweißreicher Aufschnitt (z.b. Lachsschinken, Käse bis 30g F.i.Tr.) 2. Zwischenmahlzeit ml fettarme Milch oder andere fettarme Milchprodukte, g Obst oder Gemüse (z.b. Fruchtmixmilch, Obst- bzw. Gemüsequark, Gemüse mit Dip) 3. Mittagessen g fettarmes Fleisch oder Geflügel oder Fisch oder 150 g Magerquark + 5g Öl Oder 2 Eier, 200g Kartoffeln oder 60g Vollkornreis oder 60g Vollkornnudeln, 250g Gemüse bzw, Salat, 5g Öl 4. Zwischenmahlzeit 2 Scheiben Knäckebrot, 20g fettarmer, relativ eiweißreicher Belag, Saft 4. Sport: Rumpf und Ausdauer 5. Abendessen 1 Scheibe Vollkornbrot und 1 Vollkornbrötchen oder 2 Scheiben Knäckebrot, 30g fettarmer, relativ eiweißreicher Belag, Salat aus: g Gemüse der Jahreszeit bzw. Tiefkühlware; 5g Öl

11 Welcher Sport ist ein Ausweg aus der Genomfalle? Fitness/Gesundheit Rumpf! Energiezufuhr ca kcal Energieverbrauch ca kcal Kohlenhydrate Eiweiß % % Fett 30 % Alkohol max. 20 g Grundumsatz 1500 kcal Sport 1000 kcal Alltag/ Freizeit 500 kcal Ernährung Aktivität: unbewußt bewußt

12 Die Schwierigkeit, 1000 kcal pro Tag durch Sport zu verbrauchen 567 kcal 33 g Fett=297 kcal 9000 kcal Energieverbrauch führt zum Abbau von 1 kg Körperfett!

13 Der Energieverbrauch beim Sport hängt von der maximalen Sauerstoffaufnahme ab Anzahl der Personen ml O 2 /Min./Kg 98% 0.1 % Talent: Training: m in 12 Min.: +30% (w) 4800(m) Weltklasse Die maximale Sauerstoffaufnahme wird durch das Talent (Heriditäts-Wert: ) maßgeblich beeinflußt kann aber durch Training um ca. 30 % gesteigert werden. Der Energieverbrauch beim Sport kann somit durch Training um ca. 30 % erhöht werden.

14 Ausweg aus der Genomfalle: Grundlagentraining 1+2 Hoher Kalorienverbrauch bedingt Ernährungsmaßnahmen Energieverbrauch - Beispiele 70 kg, 40 ml O 2 /kg/min. 60 Min., 65 % VO 2 max= 640 kcal 60 Min., 85 % VO 2 max= 811 kcal 70 kg, 50 ml O 2 //kg/min. 60 Min., 65 % VO 2 max= 921 kcal 60 Min., 85 % VO 2 max= 1205 kcal Steigerung von VO 2 max und Intensität führen zur Verdopplung des Energieverbrauchs Obwohl bei höherer Trainingsintensität weniger Fett und mehr Kohlenhydrate verbraucht werden, ist zur Gewichtsreduktion die verbrauchte Energie entscheidend. Deshalb sollte auch im Fitness-Sport Grundlagenausdauer 1 (65 % VO 2 max) und 2 (85 % VO 2 max) trainiert werden. Für das Grundlagenausdauer-2-Training spricht außerdem, dass dieses Training effektiv zu kardialen Anpassungen führt. Bei diesem Training spielt die Kohlenhydratzufuhr für Fitness- und Leistungssportler eine besondere Rolle.

15 Ernährungsmaßnahmen nach intensiven Ausdauertraining Nach dem Leistungstraining ist die Kohlenhydrat-(KH)-Zufuhr für die Aufrecherhaltung/ Erhöhung des Muskelglykogens besonders wichtig. Eine zweiphasige KH-Zufuhr, zunächst in Form von zuckerhaltigen Getränken (hypoton, NaCl) und dann von Form von komplexen KH, ist 0-6 Std. (alle 2 Std g KH/kg Körpergewicht, je 70 g KH) nach dem Training empfehlenswert. Es ist insgesamt auf eine hohe KH-Zufuhr 24 Std. (bis 10 g KH/ kg Körpergewicht, bis 700 g KH) nach dem Training zu achten. Da im Leistunstraining Trainingsböcke mit Grundlagenausdauer 1 und 2 üblich sind, müssen Trainingsmaßnahmen und Ernährungsmaßnahmen aufeinander abgestimmt werden. Fitness-Sportler oxidieren aufgrund ihres geringeren VO 2 max weniger g KH pro Trainingseinheit, trainieren 2-3x/Woche und nutzen einen geringen Anteil ihrer VO 2 max im Training aus. Da der respiratorische Quotient bei Fitness- Sportlern beim Training jedoch vergleichsweise hoch ist, kann hier mit einer gewissen Glykogenausschöpfung gerechnet werden. Die Empfehlungen zur KH-Zufuhr unmittelbar nach dem Training sind deshalb bei Fitness-Sportlern, die z. B. am Wochenende 2x trainieren, durchaus sinnvoll. Insbesondere Grundlagenausdauer-2-Training (z. B. Spinning) führt bei Fitness-Sportlern zur Glykogenausschöpfung und sollte - auch für die Fitness im Alltag - mit einer KH-reichen Kost beantwortet werden.

16 Hat Sport unabhängig vom Energieverbrauch positive Auswirkungen auf Fitness und Gesundheit? Sport? Fitness/Gesundheit Rumpf! Energiezufuhr ca kcal Energieverbrauch ca kcal Kohlenhydrate Eiweiß % % Fett 30 % Alkohol max. 20 g Grundumsatz 1500 kcal Grundlagenausdauer kcal Alltag/ Freizeit 500 kcal Ernährung Aktivität: unbewußt bewußt

17 Bewegungsbedingte Muskelkontraktion=Sport führt zur Verbesserung der peripheren Glucoseverwertung Diabetiker 2000 kein Training (-) Training 1000 (+) Muskelzelle Glucose ATP-turnover Blut Cytosol GLUT4 0 - A B C A B C Diabetiker GLUT4-Pool Ca 2+ Ca 2+ Sarkoplasmatisches Retikulum Ca 2+ Ca2+ Glucose Glykogen Leistungspotential

18 Leistunssteigerung durch Trainings- und Ernährungsmaßnahmen? % Muskelglykogen belastet, rechts unbelastet, links belastet, links unbelastet, rechts 60 % KH 60 % KH Tage Energie pro mol Sauerstoff Fett 5.70 mol ATP Glykogen 6.34 mol ATP

19 Trainings- und Diätregime zur Leistungssteigerung normale Ernährung kohlenhydrat-reiche Ernährung (60 %) hartes Training langes Training reduziertes Training mittleres Training 2x kurzes Training Wettkampf

20 Fitness-Sport: Viel Kohlenhydrate, wenig Fett Leistungssport: Viel Kohlenhydrate, wenig Fett, mehr Eiweiß Sport Stoffwechsel Fitness/Leistung Rumpf! Energie-/ Nährstoffzufuhr Energie-/ Nährstoffverbrauch Kohlenhydrate Eiweiß % % Fett 30 % Alkohol max. 20 g Ernährung sportartspezifisch? Training

21 Sowohl Kraft-/Schnellkraftsportler als auch Ausdauersportler benötigen mehr Eiweiß - Warum? Hauptnährstoffe in % der Energiezufuhr Gruppe Energiegewinn aus viel KH wenig Fett mehr Eiweiß Kraftsport ATP, Kreatinphosphat Schnellkraft Kohlenhydrate, anaerob Kraftausdauer Kohlenhydrate, anaerob Ausdauer Kohlenhydrate, aerob, anaerob Spielsportarten Kohlenhydrate, aerob, anaerob Nichtsportler Kohlenhydrate, Fett

22 Ausdauersportler benötigen mehr Eiweiß weil sie es oxidieren Fett Kohlenhydrate Eiweiß Laktat ATP, Kreatinphosphat O 2 CO 2 (sehr) viel Energie wenig Energie sehr wenig Energie Muskelaufbau (sehr) langsam schnell sehr schnell geringe Bedeutung größere Bedeutung sehr große Bedeutung

23 Babies und Kraft-/Schnellkraftsportler benötigen mehr Eiweiß um zu wachsen

24 Die durchschnittliche Eiweißaufnahme beträgt 100g/ Tag: Konsequenzen für Fitness- und Leistungssport Empfehlungen Gewicht Richtwert g/kg/tag g/tag % kg kcal/tag Säuglinge 2-4 Monate 1, ,6 500 Nichtsportler Jahre 0, Ausdauersportler 1,2-1, Gewichtheber 1,4-1, Portion g Protein Portion g Protein 200 g Filet g Käse 27 0,5 Liter Milch 16 2 Eier g Joghurt g Fisch g Quark g Brot 13 Die Zufuhr von Aminosäuren/Eiweiß unmittelbar nach einer Trainingseinheit führt zur verstärkten Muskelproteinsynthese und fördert damit die Regeneration und den Muskelaufbau Deshalb sollte nach dem Training eine Kohlenhydrat- und Eiweiß-reiche Kost zugeführt werden.

25 Sport Stoffwechsel Benötigen Sportler mehr Vitamime, Mineralstoffe und Spurenelemente? Fitness/Leistung Rumpf! Energie-/ Nährstoffzufuhr Energie-/ Nährstoffverbrauch Kohlenhydrate Eiweiß % % Fett 30 % Alkohol max. 20 g Ernährung Mikronährstoffe? Training

26 Die vermehrte Aufnahme von Mikronährstoffen ist für die allermeisten Sportler unnötig im Vergleich zur Bevölkerung weisen Sportler vermutlich etwas häufiger einen marginalen Vitaminmangel (B1, B2, B6) auf die Ursache dafür ist unklar und kann nicht a priori auf das Training zurückgeführt werden Benötigen Sportler mehr Mikronährstoffe? Führt eine erhöhte Zufuhr von Mikronährstoffen zur Leistungssteigerung? ist nur durch wenige Studien belegt Adaptationsphänomene nicht berücksichtigt Studien häufig mit young women/men durchgeführt kaum, allerdings ist die vermehrte Aufnahme für viele Mikronährstoffe ungefährlich ist für keinen Mikronährstoff belegt und nur für wenige Präparate (z. B. Kreatin) nur beim Ausgleich eines Mangels (z. B. Eisen) kann eine Leistungssteigerung beobachtet werden

27 Läufer haben möglicherweise einen erhöhten Eisenbedarf Ursachen für erhöhte Eisenverluste bei Läufern mechanische Zerstörung der Erythrozyten durch die gesteigerte Auftreffkraft der Füße (Marsch- Hämoglobinurie, 1881) Turnover Erythrozyten + 20% Eisenmangel Anämie, sogenannte Blutarmut Erythrozytenzahl, Hämoglobinkonzentration verminderter Sauerstofftransport verminderte Leistungsfähigkeit erhöhte gastrointestinale Verluste Azidität des Blutes führt zur Instabilität der Erythrozytenmembran Ausscheidung über Schweiß ( mg/l) (Adaptation, Fließrate, Meßmethode)

28 Eisen-Supplementation für Ernährungsphysiologie zwischen Leistung und Risiko Referenz- Marathonläufer Variable bereich (n=15, 2:13 Std.) Hämatokrit (%) ± 2.1 Hämoglobin (g/dl) ± 0.7 Serumeisen (µg/dl) ± 39 Blut-Ferritin (mg/ml) ± 13 freies Haptoglobin ± 21 entleerte Eisenspeicher verringerte Wiederverwertung des Eisens freies Eisen Empfohlene Zufuhr: mg Eisen 750 g Fleisch 100g Leber 600g Spinat 1000g Weißmehl 350 g Vollkornmehl 350 g Nüsse 200g Hülsenfrüche Eisen aus tierischen Lebensmitteln wird in der Regel besser aufgenommen Eisen-Supplementation ist angezeigt, aber... Reaktive Sauerstoffspezies Antioxidantien? Vitamin C fördert die Eisenaufnahme

29 Die Wirkung von Eisen und Antioxidantien im Kontext der Zellbiologie Eisen Sport Reaktive Sauerstoffspezies - + Eisen-angereichertes Brot?

30 Komplexität von Fitness und Leistung - Fit für die Uni?! + Ernährung geringe Energieaufnahme viel KH, mehr Eiweiß viel Obst und Gemüse trainingsgerecht Bewegung viel Alltagsaktivität viel Ausdauer (1000 kcal) Grundlagenausdauer 1+2 Aufbau Rumpfmuskulatur Lebensstil Balance Freizeit/Beruf wenig Alkohol (20 g) kein Nikotin Eustress günstige Umwelt psycho-sozial, Noxen günstige Gene Balance zwischen Ernährungs- und Trainingsmaßnahme Essen und Trimmen, beides muss stimmen Ernährung hohe Energieaufnahme wenig KH, viel Fett wenig Obst und Gemüse nicht trainingsgerecht Bewegung wenig Alltagsaktivität wenig Ausdauer einseitiges Training Abbau Rumpfmuskulatur Lebensstil Balance Freizeit/Beruf viel Alkohol viel Nikotin Distress ungünstige Umwelt pscho-sozial, Noxen ungünstige Gene