Ernährung im Ausdauersport

Ernährung im Ausdauersport (GP-Infoveranstaltung, 19.4.2011) PD Dr. Michael Vogt, Institut für Anatomie, Universität Bern, Baltzerstrasse 2, 3000 Bern 9 vogt@ana.unibe.ch, 031 631 84 68, 079 423 43 19

Programm 1. Aspekte der Energiebereitstellung 2. Modifikation der Energiebereitstellung 3. Regeneration 4. Ernährung: state of the art

Ernährung: wie unterscheiden sich Sportler (T) von Nicht Sportlern (UT)? Qualitative Aspekte: T = UT Quantitative Aspekte: T > UT abhängig von Trainingsbelastung abhängig vom Trainingsniveau abhängig von Umgebungsbedingungen Abhängig vom Geschlecht

Energiebedarf Nichtsportler 1800 2800 kcal/tag Ausdauersportler 3000 7000 kcal/tag Energieverbrauch im Training 300 1000 kcal/std.

Energieverbrauch Im Vergleich zur Steinzeit vor 10000 Jahren! Stone age vs. Space age 50 kcal/kg/tag vs. 30 kcal/kg/tag Mensch Heute: Hat immer noch Stone age Gene Lebt aber in Space age Umwelt! nach F. Booth

Space age!

Obesity Trends* Among U.S. Adults BRFSS, 1990, 1998, 2006 (*BMI 30, or about 30 lbs. overweight for 5 4 person) 1990 1998 2006 No Data <10% 10% 14% 15% 19% 20% 24% 25% 29% 30%

Ausgeglichene Energiebilanz Energiedefizit bei Sportlern: 1. Entleerung Glykogenspeicher 2. Müdigkeit 3. Gewichtsabnahme 4. Mangel an Vitaminen und Mineralstoffen

Körpergewicht & KFA Ski Athletin 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 03.05.05 21.06.06 14.09.07 03.10.08 12.08.09 09.08.10 08.04.04 03.05.05 21.06.06 14.09.07 03.10.08 12.08.09 09.08.10 72 70 68 66 64 62 60 58 56 54 52 Körpergewicht %Körperfettanteil 08.04.04

80kg Mann Grösse der Energiespeicher ATP (Muskel) Kreatinphosphat (Muskel) Glykogen (Kohlenhydrate) Fette Muskel Leber Muskel Fettgewebe 1.2 kcal 3.6 kcal 1600 kcal 400 kcal 3000 kcal 100000 kcal

Glykogenverbrauch 3h locker Radfahren: 50-75% (Boesch et al. 1996) 45 Krafttraining: 30-40% (Koopman et al. 2005) Wettkampfmässiges Skitraining: 50-80 % (Vogt et al. 2005) GP-Bern: 50 90%

Substratselektion im Sport Beelen et al. 2010

Diätmanipulation bei trainierten Duathleten Vogt M et al. Effects of dietary fat content on endurance performance, substrate selection and muscle composition in endurance trained men. Med Sci Sports Exerc. 35(6), 2003.

Diätmanipulation bei Duathleten Mittelwerte ± SE Normaldiät Fettdiät CHO-Diät Energiezufuhr (kcal/tag) 3014 ± 105 3269 ± 160 2905 ± 159* Fette(%) 30.6 ± 1.2 52.9 ± 0.7 16.5 ± 0.6* Kohlenhydrate(%) 53.6 ± 1.5 31.4 ± 0.7 68.2 ± 0.9* Proteine(%) 14.4 ± 0.5 14.4 ± 0.4 14.3 ± 0.8 * Statistischer Unterschied zur Fett-Diät (p < 0.05)

Substratselektion CHO 1.10 1.00 Value SE after CHO diet after fat diet * * * 0.90 * * 0.80 * Fett 0.70 * p < 0.01 rest 20% 40% 60% 75% trial % workload

Lipid- & Glykogengehalt im Muskel (M. Vastus lateralis) Lipid Glykogen Myocellular lipidcontent in % (p < 0.01) 700.0 600.0 Vv(lit,f) 2.00 1.80 1.60 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 * glycogen content (mmol/kg d.w.) 500.0 400.0 300.0 200.0 100.0 0.20 0.00 low-fat high-fat 0.0 pre diet after fat diet after CHO diet Mittelwerte SE

Zusammenfassung Effekt einer 5-wöchigen Fettdiät bei trainierten Ausdauerathleten Keine Veränderung im Körpergewicht und KFA Keine Unterschied in der Ausdauerleistungsfähigkeit Zunahme des Fettverbrennungsanteils Keine Veränderung im muskulären Glykogengehalt Verdoppelung der muskulären Fettspeicher Keine Verschlechterung des Blutfettprofils -> verbesserte Leistungsfähigkeit im Ultradistanzbereich?

Regeneration

Schleichende Glykogenspeicherentleerung Mehrere Trainingstage Muskelglykogen vor Trainingseinheit Muskelglykogen nach Trainingseinheit blood lactate conc. (mmol/l) 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 values +/- S.E. Muskel-Glykogen Laktat Blutlaktat Energie 1 2 3 5 6 Training days Pre run lactate Post run lactate

Glykogenwiederauffüllung llung Vor Training Nach Training +6 Std Tag 0 Morgen Tag 1 Abend Tag 1 Morgen Tag 2 Kiens B. and Richter E., Am J Physiol Endocrinol Metab 275, 1998

Glykogeneinbaurate während Erholung: Doppelt so hoch in der ersten Stunde! Nach 4h Nach 1h Glykogensynthese mm / h 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 60 120 180 240 Ivyet al. Earlypostexercisemuscleglycogenrecoveryis enhanced with a carbohydrate-protein supplement. Journal Appl Physiol 93, 2002.

Effekt von Kohlenhydrat und Protein auf den Glykogenaufbau und die Insulinantwort Beelen et al. 2010

Regi Shake Swiss-Ski Kohlenhydrate (Glukose, Maltodextrin): 1.2g/kg/h Weizenproteinhydrolysat: 0.1g/kg/h Aminosäuren: Leucin 0.1g/kg/h Phenylalanin 0.1g/kg/h Selen, Vitamine C und E Aromastoffe, künstliche Süssstoffe 1 dl Regi-Shake enthält: Proteine/Aminosäuren 5.7 g Kohlenhydrate 17.2 g Energie 96 kcal

HIT-Studie 2008 (Nationales Leistungszentrum Ski Alpin, Engelberg) Breil FA, Weber SN, Koller S, Hoppeler H, Vogt M. Block training periodization in alpine skiing: effects of 11-day HIT on VO 2 max and performance. Eur J Appl Physiol, 109(6), 2010. Ruhetag Ruhetag 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Tag Figur 2. Verteilung der 15 HIT-Trainingseinheiten auf die 11-tägige Interventionsphase

Ergometer vs. Hindernisparcour Breil FA, Weber SN, Koller S, Hoppeler H, Vogt M. Block training periodization in alpine skiing: effects of 11-day HIT on VO 2 max and performance. Eur J Appl Physiol, 109(6), 2010.

Mixed vs. Block Periodisierung W 1 W 2 W 3 W 4 W 5 W 6 Mixed-periodization Block-periodization Adapted from Issurin V. J Sports Med Phys Fitness (47), 2007

Stand der Dinge: wir wissen Effekte von 11 Tagen Intensitätsblocktraining VO 2 max: +6% Verbessert Stehvermögen (90-Sek. High-Box Jump) Zunahme der Hämoglobinmasse, ca. +10% Zunahme der Glykogenspeicherkapazität, ca. +15% Mitochondriendichte: unverändert Muskuläre oxidative Enzymaktivität: ca. 6% Muskuläre glykolytische Enzymaktivität: unverändert Herzgrösse in Ruhe: unverändert Herzfunktion (SV u. Q): ca. +9% Breil FA, Weber SN, Koller S, Hoppeler H, Vogt M. Block training periodization in alpine skiing: effects of 11-day HIT on VO 2 max and performance. Eur J Appl Physiol, 109(6), 2010.

Empfehlungen 1 ACSM 2009 Ausgeglichene Energiebilanz Kohlenhydrate: 6 10 g/kg/tag Proteine: 1.2 1.7 g/kg/tag Fette: 20 35% der Gesamtenergieaufnahme Supplementation Vitamine, Mineralstoffe, Spurenelemente: im Normalfall nicht nötig Vegetarier: Risiko für Mangelernährung Nutrition and Athletic Performance, MSSE 41 (3), 2009

Trainingsintensivierung: Blut Ventura N, Hoppeler H, Seiler R, Binggeli A, Mullis P, Vogt M. The response of trained athletes to six weeks of endurance training in hypoxia or normoxia. Int J Sports Med. 24(3): 166-72, 2003.

Empfehlungen 2 ACSM 2009 Vor Belastung: Genügend Flüssigkeit Wenig Fett und Nahrungsfasern Relativ viel Kohlenhydrate (bis 10 g/kg/tag) Normal im Eiweissgehalt Gewohnte Kost, gut verträglich Während Belastung Genügend Flüssigkeit 30 60 g Kohlenhydrate pro Stunde Nach Belastung (Regeneration) Flüssigkeit, Mineralstoffe Kohlenhydrate (1.2 g/kg/h) Proteine, Aminosäuren (0.2-0.4 g/kg/h) Nutrition and Athletic Performance, MSSE 41 (3), 2009

Athens Olympics, 2004 Yannis Pitsiladis,, UK 1) Ezekiel Kemboi 8.05.81 2) Brimin Kipruto 8.06.11 3) Paul Koech 8.06.64

Chirchir Training Camp

Chepkoilel Stadium

Zum Schluss Bleibe aktiv ein Leben lang! Ernährung: Ausreichend (Energie) Ausgewogen (Makronährstoffe) Vielseitig (Mikronährstoffe) Training & Bewegung: Variation nach dem Lustprinzip Ausdauer: Herz-Kreislauf-Training Kraft trainieren Beweglichkeit und Koordination trainieren

Danke vielmals Prof. Hans Hoppeler Prof. Martin Flück Prof. Ruedi Billeter Prof. Jan Helgerud Dr. Stephen Seiler Dr. Hans Howald Dr. Adrian Puntschart Dr. Matthias Wittwer Dr. Silvia Schmutz Dr. Ruth Vock Dr. Jürg J Geiser Dr. Michael Angermann Dr. Christoph Däpp Dr. Stefan Klossner Fabio Breil Louis Heyer Micah Gross Matthias MüllerM Kevin Hemund Liliane Gfeller Fränzi Graber Christoph Lehmann Master- & PhD-Studenten Athleten & Trainer, Swiss-Ski Ski u. Swiss Olympic SOMC Bad Ragaz, Leukerbad, ZürichZ Michael Vogt Swiss Health & Performance Lab, University of Bern, vogt@ana.unibe.ch, +41 79 423 43 19 Universitäten ten Innsbruck, Salzburg, Stockholm Eidgenössische Sportkommission Eidgenössischer Nationalfonds Swiss-Ski, Ski, Swiss Olympic