Ergogene Substanzen und ihre Wirkung im Sport

Ergogene Substanzen und ihre Wirkung im Sport Abschlussarbeit des Fitness Trainer Lehrganges Wintersemester 2003/2004 im Fach Ernährung Betreuerin: Dipl. Diätassistentin Maria Tropper vorgelegt von Joachim Wengschen

Inhaltsverzeichnis 1 Einführung Sporternährung...3 2 Ergogene Substanzen...4 2.1 Creatin...5 2.1.1 Vorkommen und Stoffwechsel... 5 2.1.2 Wirkung im Sport... 5 2.1.3 Nebenwirkungen... 6 2.2 L-Carnitin...7 2.2.1 Vorkommen und Stoffwechsel... 7 2.2.2 Wirkung im Sport... 7 2.2.3 Nebenwirkungen... 7 2.3 Koffein...8 2.3.1 Vorkommen und Stoffwechsel... 8 2.3.2 Wirkung im Sport... 8 2.3.3 Nebenwirkungen... 8 2.4 Coenzym Q10...10 2.4.1 Vorkommen und Stoffwechsel... 10 2.4.2 Wirkung im Sport... 10 2.4.3 Nebenwirkungen... 10 2.5 Taurin...11 2.5.1 Vorkommen und Stoffwechsel... 11 2.5.2 Wirkung im Sport... 11 2.5.3 Nebenwirkungen... 11 3 Fazit - Kritische Betrachtung...12 4 Literaturverzeichnis...13 2

1 Einführung Sporternährung Der Nährstoffbedarf eines Sportlers ist im Allgemeinen erhöht und ergibt sich durch: - Mehrbedarf an Mineralstoffen (vor allem Magnesium) - Schweißverlust (Schweiß enthält u. a. Kupfer, Zink, Kalium, Eisen) - Erhöhtem Sauerstoffbedarf (freie Radikale entstehen) Aus diesen Gründen ist eine optimale Nährstoffversorgung besonders wichtig. Die Idee, durch gezielte Ernährungsmaßnahmen die körperliche Leistungsfähigkeit zu verbessern, geht bis in die Antike zurück. Die Griechen versuchten schon durch Verzehr von großen Mengen an Fleisch, Kräutern, Pilzen und fettarmen Fleisch die sportliche Leistung zu verbessern. Heutzutage werden leistungsfördernde Nährstoffe nicht nur von Leistungssportlern sondern auch vermehrt von Breitensportlern eingenommen. Mittlerweile wird eine Vielzahl an Nahrungsergänzungsmitteln im Handel angeboten, deren Hersteller leistungsfördernde Wirkung versprechen. Im Mittelpunkt des Interesses stehen dabei leistungsfördernde Substanzen, die so genannten ergogenen Substanzen, welche im folgenden Kapitel behandelt werden. 3

2 Ergogene Substanzen Unter ergogene Substanzen werden Nährstoffe verstanden, welche einen leistungsfördernden Effekt besitzen. Der Begriff ergogen leitet sich aus dem Griechischen ( ergon = Arbeit, gennan = produzieren) ab. Durch Einnahme solcher Substanzen soll folgendes erreicht werden: - Vergrößerung der Energiereserven - Erhöhung der Energieproduktionsrate - Vermehrung von Muskelgewebe - Reparatur von Zellschäden Für die meisten dieser Wirkstoffe gibt es nur wenig wissenschaftliche Untersuchungen, die eine Leistungssteigerung günstig bewerten bzw. bestätigen. Eine günstige Bewertung gibt es nur bei Creatin, welches auch hier behandelt wird. Beispiele für zu untersuchende Wirkstoffe: Aminosäuren, Creatin, L-Carnitin, Koffein, Taurin, Guarana, Coenzym Q10, Inosin, Phosphatsalze. Im Folgenden werden die Stoffe: Kreatin L-Carnitin Koffein Coenzym Q10 Taurin auf ihr Vorkommen, ihre Wirkung im Sport und Nebenwirkungen untersucht. 4

2.1 Creatin 2.1.1 Vorkommen und Stoffwechsel Creatin ist eine natürlich vorkommende, in der Niere, Leber und in der Bauchspeicheldrüse synthetisierte Substanz, und wird aus den nicht essentiellen Aminosäuren Arginin und Glycin gebildet. Die Speicherung erfolgt zu 95% in der Skelettmuskulatur. Der Rest findet sich im Gehirn, Herz und Hoden. Die gesamte Speichermenge beträgt 120g 150g. Der Mensch benötigt ca. 2g Creatin, wobei man etwa die Hälfte in Form von tierischen Eiweißen zu sich nehmen muss. Besonders reich an Creatin ist Fisch (v. a. Thunfisch) und Fleisch. Nach Einnahme wird Creatin in die Muskelzelle transportiert und dort in Creatinphosphat (PCr) umgewandelt. PCr dient als sofortige Energiequelle der Muskelkontraktion und ermöglicht die ATP-Resynthese innerhalb der ersten fünf bis zehn Sekunden einer intensiven Belastung. Nach der Belastung sind die PCr Speicher nach etwa 4-6 Minuten wieder aufgefüllt. 2.1.2 Wirkung im Sport Wiederholte Belastungen: Ergogene Effekte werden Creatin derzeit im Bereich von Sportarten mit hochintensiven, wiederholten, dynamische Bewegungen zugeschrieben. In doppelblinden Studien wurde eine Verbesserung der Interwalleistungsfähigkeit beobachtet. So kam es zu Verbesserungen im zweiten zweier aufeinander folgenden 300 Meter Läufe. Weiters wurden bessere Ergebnisse im Bankdrücken beobachtet, sowie bei wiederholten Radsprints. Der Grund liegt im Anstieg der intramuskulären Creatin-Speicher um 20-30%, vereinzelt sogar bis zu 50%. Dadurch kommt es zu einer schnelleren ATP-Resynthese in der Erholungsphase, wodurch die Ermüdung bei nachfolgenden Belastungen verzögert wird. Das Ausmaß der Erhöhung des Creatin-Speichers ist abhängig vom Ausgangswert. Weist ein Sportler bereits hohe Creatinwerte vor Einnahme auf, sind diese Effekte kaum nachweisbar. 5

Ausdauerbelastungen: Im Bereich der Ausdauerbelastung konnte in den meisten Studien kein ergogener Effekt nachgewiesen werden. Teilweise wurden in doppelblinden Studien sogar Leistungsverschlechterungen beobachtet, welche teilweise auf das erhöhte Körpergewicht zurückzuführen sind. Der Grund liegt darin, dass hier die Energiebereitstellungen durch Zucker- und Fettverbrennung erfolgt. 2.1.3 Nebenwirkungen - Zunahme des Körpergewichts (=Hauptnebeneffekt) - Durchfall, Erbrechen ( kurzfristige Nebenwirkungen) - Verunreinigungen in Präparaten durch Hormone Über mögliche unerwünschte Effekte bei länger andauernder Anwendung ist bisher noch nichts bekannt. Im Rahmen sportärztlicher Beratungen ist prinzipiell von einer Creatin- Einnahme abzuraten. 6

2.2 L-Carnitin 2.2.1 Vorkommen und Stoffwechsel L-Carnitin wird aus den nicht essentiellen Aminosäuren Lysin und Methionin aufgebaut. Daher reicht die im Körper synthetisierte Menge aus, um den Bedarf zu decken. Die Hauptfunktion besteht darin, langkettige Fettsäuren in die Mitochondrien zu transportieren, wo diese verbrannt (oxidiert) werden. 2.2.2 Wirkung im Sport Annahmen: 1.) Es wird angenommen, dass es durch Supplementierung zu einem erhöhten Angebot an Fettsäuren in den Mitochondrien kommt und in Folge der Fettstoffwechsel gesteigert wird (d.h.: es wird vermehrt Fett als Energiespender verwendet). Auf Grund gut kontrollierter Studien konnte aber keine Steigerung der Leistungsfähigkeit nachgewiesen werden. 2.) Immunstimulierende Wirkung bei Stresszustand (z.b.: Wettkampfserien) Nachweis konnte keiner erbracht werden. Laut neuen Erkenntnissen konnte eine Verkürzung der Regenerationsdauer nachgewiesen werden. Durch Supplementierung über einen bestimmten Zeitraum konnte eine Reduktion der Schädigung von Muskelzellen und der Entstehung von Muskelschmerzen nachgewiesen werden. Daher wird L-Carnitin besonders von Ausdauersportlern zur Förderung der Regeneration verwendet. 2.2.3 Nebenwirkungen Bislang konnten keine Nebenwirkungen auch bei höheren Konzentrationen festgestellt werden. Bei einer längerfristigen Supplementierung besteht das Risiko, dass die körpereigene Synthese unterdrückt wird. 7

2.3 Koffein 2.3.1 Vorkommen und Stoffwechsel Koffein ist ein anregendes Alkaloid und ist in Kaffee, Tee, Cola, Energy Drinks, Guarana und in Kakao enthalten. Je nach Zubereitungsart enthält eine Tasse Kaffee 60-120mg Koffein. Nach der Einnahme gelangt das Koffein in das Gehirn und entfaltet dort seine anregende Wirkung. Die Atem- und Herzfrequenz wird erhöht und der Blutdruck steigt. Die Wirkung hält bei Erwachsenen ca. 4 6 Stunden an. 2.3.2 Wirkung im Sport Ausdauerbelastung: In den ersten 15 Minuten nach Einnahme steht mehr Fett zur Verbrennung zur Verfügung. Dadurch kommt es zu einer Einsparung von Muskelglykogen. Eine vermehrte Einnahme von Koffein macht bei Langstrecken wie Marathon keinen Sinn, da Koffein eine harntreibende Substanz ist und den Körper entwässert. Bestenfalls ist es von Nutzen, wenn man bei Mittelstrecken wie einem Halbmarathon vermehrt Koffein zu sich nimmt. Weiters begünstigt Koffein das Verhältnis von Natrium und Kalium in der Muskulatur. Die Kaliumausscheidung sinkt, wodurch die muskuläre Ermüdung verzögert wird. Koffein erhöht auch die Reaktionsfähigkeit und Aufmerksamkeit. Allerdings kommt es durch Gewöhnung zur Abschwächung der Effekte. 2.3.3 Nebenwirkungen - Reizbarkeit, Schlafstörungen, Durchfall (bei empfindlichen Personen) - Flüssigkeitsverlust (aufgrund harntreibender Wirkung) 8

In hohen Dosen ist Koffein ein Dopingmittel. Der Grenzwert liegt bei 500-600mg (ca. 6 Tassen starker Kaffee). 9

2.4 Coenzym Q10 2.4.1 Vorkommen und Stoffwechsel Das Coenzym Q10 ist eine vitaminähnliche körpereigene Substanz und wird vom Körper selbst erzeugt bzw. über die Nahrung dem Körper zugeführt.. Es kommt in den Mitochondrien aller Zellen vor, wobei sich die höchste Konzentration in Herz und Leber befindet. Das Coenzym Q10 spielt bei der Energiebereitstellung eine wesentliche Rolle, indem es Energie aus der Nahrung in körpereigene Energie (=ATP) umwandelt. Das heißt, es ist für die Synthese von ATP unerlässlich. Wichtige Quellen sind Eidotter, Butter, Fleisch und Leber. 2.4.2 Wirkung im Sport Die Annahme, dass es durch Supplementierung zu einem verbesserten oxidativen Abbau der Hauptnährstoffe kommt und dadurch die Energiefreisetzung schneller erfolgt, ist wissenschaftlich nicht belegt. Bei starken körperlichen Belastungen und Stress kann es aber zu einem Q10 Mangel kommen. Hier wäre eine Nahrungsergänzung sinnvoll. Weiters reicht mit zunehmenden Alter die körpereigene Q10 Produktion oft nicht aus, um den Bedarf zu decken. Daher sollte spätestens ab dem 40. Lebensjahr Q10 als Nahrungsergänzung zugeführt werden. 2.4.3 Nebenwirkungen Studien belegen, dass sich durch eine Einnahme von Q10 über einen langen Zeitraum keine Nebenwirkungen einstellen. 10

2.5 Taurin 2.5.1 Vorkommen und Stoffwechsel Das Wort Taurin stammt aus dem Lateinischen ( taurus = Stier) und kommt in hoher Konzentration in der Stiergalle vor. Taurin ist eine nicht-essentielle Substanz (Aminosulfonsäure) und kann daher vom Körper synthetisiert werden. Es ist auch in Lebensmitteln wie Fisch, Fleisch und Milch bzw. Milchprodukten enthalten. 2.5.2 Wirkung im Sport Laut DGE-Arbeitskreis für Sport und Ernährung (DGE -Info 2001) gibt es bisher keinen wissenschaftlichen Nachweis für die positive Wirkung von Taurin auf die körperliche Leistungsfähigkeit oder auf das Konzentrationsvermögen. Taurin ist in so genannten Energy Drinks enthalten. Eine subjektiv empfundene körperlic he Leistungssteigerung ist aufgrund dieser Getränke jedoch weniger auf das Taurin als vielmehr auf die anderen Inhaltsstoffe wie dem Koffein zurückzuführen. Im Gegensatz dazu konnte laut einer ISME Ernährungsinformation für Sportler (siehe Anhang) in Studien beobachtet werden, dass es während einer Belastung unter Taurinzufuhr zu einer Verbesserung der Ausdauerleistungsfähigkeit kam. Dies wurde vor allem auf eine verbesserte Herz-Pumpleistung zurückgeführt. Hier ist anzumerken, dass diese Studie im Auftrag von der Firma Red Bull erstellt worden ist. 2.5.3 Nebenwirkungen Nebenwirkungen bei zusätzlicher Taurinaufnahme während einer körperlichen Belastung konnten in wissenschaftlichen Untersuchungen bis dato nicht dokumentiert werden. 11

3 Fazit - Kritische Betrachtung Bei den hier untersuchten Substanzen ist meiner Meinung nach nur Creatin mit Einschränkungen und nur für Leistungssportler zu empfehlen, weil es für die meisten anderen Substanzen zu wenig oder gar keine wissenschaftliche Erkenntnisse über die Wirkungen und eventuelle Nebenwirkungen gibt. Daneben macht es auch Sinn, Mineralstoffe, vor allem Magnesium, zu supplementieren. Das gilt ebenfalls nur für Leistungssportler, die mind. 4500 kcal/tag Gesamtenergie verbrauchen. Für alle anderen Sportler, insbesondere den Breitensportlern, kann der erhöhte Nährstoffbedarf durch eine ausgewogene, dem Bedarf angepasste Kost abgedeckt werden. Durch den erhöhten Nährstoffbedarf muss einfach mehr gegessen und getrunken werden. Die Tatsache, dass immer mehr Breitensportler zu Nährstoffpräparaten greifen, ist höchstens aus präventivmedizinischer Sicht zu begrüßen. Denn Regenerationsphasen werden im Breitensport oft zu wenig beachtet, was zu Überlastung und Gesundheitsstörungen führen kann. Daher ist in diesem Zusammenhang eine optimale Versorgung durch Nährstoffe wichtig. 12

4 Literaturverzeichnis CoEnzym Q10: www.was-ist-q10.de www.ernaehrung.de Ernährung und Medizin 2002;17; S.138-140 L-Carnitin: www.ernaehrung.de Ernährung & Medizin; S1/2003 DGE Info 6/2001 Kreatin: Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin 2002; Jahrgang 53, Nr7+8 Koffein: DGE Info 8/1999 T.Steffens/M.Grünning: Das Laufbuch: S.180: Verlag rororo, 6.Auflage 03/2002: 13

Taurin: DGE Info 8/2001 ISME Ernährungsinformation für Sportler 03/2001 14