BETA-ALANIN UND LEISTUNG – WAS SIE WISSEN SOLLTEN

Beta-Alanin (BA) ist eines der wenigen Nahrungsergänzungsmittel, das von verschiedenen Institutionen/Organisationen, die Nahrungsergänzungsmittel nach dem Grad der verfügbaren wissenschaftlichen Evidenz klassifizieren, mit einer Evidenzstufe A eingestuft wird. Aber was ist BA und wofür wird es verwendet?

Als Sportler haben Sie beim Wettkampf oder Training sicher schon das unangenehme Gefühl der Ermüdung erlebt, das dafür verantwortlich ist, dass die Leistung abfällt. Ermüdung ist multifaktoriell und wird traditionell als zentral (im Gehirn entstehend) und peripher (im Muskel entstehend) klassifiziert. Bei hochintensiven Anstrengungen ist der glykolytische Stoffwechsel aufgrund des Bedarfs des Muskels an schneller Energie stark aktiv, um die Nachfrage zu decken. Im Zusammenhang mit der ATP-Produktion über diesen Weg werden auch Wasserstoffionen (H⁺) produziert. Die Akkumulation von Wasserstoffionen in der Muskelzelle führt zu einem Abfall des pH-Werts von etwa 7,2 in Ruhe auf, laut einigen Studien, 6 – 6,4 bei intensiver körperlicher Anstrengung. Dieser Abfall kann Ihre Leistung beeinträchtigen, da ein Überschuss an H⁺ und eine Abnahme des pH-Werts verschiedene wichtige Prozesse stören. Beispielsweise konkurrieren Wasserstoffionen mit Kalzium an der Bindungsstelle von Troponin C, was die effektive Verbindung von Aktin und Myosin, d.h. die Muskelkontraktion, verhindert. Außerdem hemmt es die Produktion von Phosphokreatin, einem grundlegenden Molekül bei der Resynthese von ATP, und hemmt sogar die Aktivität von Schlüsselenzymen bei der Energieproduktion aus Glukose, wie der Phosphofructokinase. Der menschliche Körper verfügt jedoch über gut regulierte Mechanismen, um den intrazellulären und extrazellulären pH-Wert im physiologischen Bereich zu halten, einschließlich intrazellulärer Puffer, extrazellulärer Puffer, dynamischer Puffersysteme sowie respiratorischer und renaler Mechanismen zur pH-Regulierung. Unter den intrazellulären Mechanismen gibt es ein Molekül, das in diesem Beitrag aufgrund seiner Beziehung zu BA von besonderem Interesse ist: Carnosin. Carnosin ist ein Dipeptid, das in verschiedenen Tieren aufgrund seiner wichtigen Funktionen sehr präsent ist. Es besteht aus zwei Aminosäuren, Histidin und Beta-Alanin. Zu seinen Funktionen gehören der intrazelluläre Kalziumstoffwechsel, die Regulation des glykolytischen Flusses, die antioxidative Wirkung und unter anderem auch die Funktion als intrazellulärer Puffer, d.h. die Abpufferung von pH-Veränderungen, die im Inneren der Zelle auftreten. Seine Pufferkapazität wird durch seine chemische Struktur erzeugt, die es ihm ermöglicht, Wasserstoffionen zu „greifen“ und so den pH-Abfall zu kontrollieren. (Abbildung 1)

Sie können sich nun denken, dass der Hauptgrund, warum wir BA supplementieren, die Erhöhung der muskulären Carnosinsynthese ist. Wahrscheinlich fragen Sie sich, warum nicht mit Histidin oder beiden supplementiert wird. Das ist eine gute Frage. Heute wissen wir, dass der limitierende Schritt bei der endogenen Synthese von Carnosin BA und nicht Histidin ist. BA, als Aminosäure, findet sich in einigen Lebensmitteln der Ernährung, wie z.B. Hühnchen, Pute oder Fisch.

Was die Wirksamkeit betrifft, so ist die Evidenz, wie verschiedene systematische Übersichtsstudien und Metaanalysen zeigen, stark. Es gibt jedoch mehrere Variablen, die Sie berücksichtigen müssen, um zu wissen, ob Sie in Ihrem Sport davon profitieren können (Abbildung 2).

Die vielleicht wichtigste Variable neben der Dosis ist die Dauer der Übung. Wir wissen, dass Sportarten, deren Anstrengungen zwischen 30 Sekunden und 10 Minuten liegen, am meisten davon profitieren können. Dies scheint offensichtlich, wenn man die Stoffwechselphysiologie versteht. In diesen „metabolischen Zeiten“ nutzen Sie vorzugsweise Glykogen/Glukose, um Energie über den glykolytischen Weg zu produzieren. Wie bereits erwähnt, ist dies mit einer erhöhten H⁺-Produktion verbunden. Der Effekt in diesen Sportarten ist zwar nicht sehr hoch in Bezug auf die Leistung, aber als Athlet wissen Sie, dass eine kleine Verbesserung einen Sieg bedeuten kann. Heißt das, dass es bei Zeiten unter 30 Sekunden oder über 10 Minuten nicht wirksam ist? Nein, das wäre eine Fehlinterpretation der Ergebnisse und ihrer Anwendung. Wenn wir von einem 100-m-Sprint sprechen, würden Sie, wenn Sie sich auf das zuvor Gesagte beschränken, Ihren Athleten von einer BA-Supplementierung ausschließen. Wenn ein 100-Meter-Athlet jedoch trainiert, geht er nicht auf die Bahn, läuft 100 Meter und geht wieder. Der Athlet macht unter anderem mehrere Sprints. Daher könnte es zu bestimmten Zeiten in der Trainingsplanung dieses Athleten eingesetzt werden. Dasselbe gilt für Anstrengungen, die länger als 10 Minuten dauern. Stellen Sie sich einen Fußballspieler vor? Seine dynamischen, intermittierenden Anstrengungen hoher Intensität könnten ebenfalls von BA profitieren.

„BA ist besonders effektiv bei Sportarten mit einer Dauer zwischen 30 s und 10 min (glykolytisch) (100 – 800 m, Schwimmen, 4K Radfahren, 2000 m Rudern; 8000 m Laufen)“

Darüber hinaus ist die Dosis ein Schlüsselfaktor. Dr. Roger Harris stellte fest, dass Dosen von 5,2 g/Tag zu signifikanten Erhöhungen des muskulären Carnosin-Gehalts führten. Heute wissen wir, dass die Skelettmuskulatur eine hohe Kapazität zur Speicherung von Carnosin hat, weit über das hinaus, was wir durch Supplementierung erreicht haben. So erhöht die Supplementierung mit 6,4 g Beta-Alanin pro Tag über mindestens 2 Wochen den Carnosin-Gehalt in den Muskeln. Dies wäre die Mindestzeit (zwischen 2 und 4 Wochen), die in der Literatur angegeben wird, damit die BA-Supplementierung zu einem Anstieg des Carnosin-Gehalts in den Muskeln führt und wir von der Leistungsverbesserung profitieren können. Allerdings ist eine längere Einnahmedauer nicht immer besser. Studien zeigen uns, dass nach 24 Wochen Supplementierung sowohl die Carnosin-Spiegel als auch die Auswirkungen auf die Leistung an ihre obere Verbesserungsgrenze heranreichen. Ich möchte Sie nochmals zum Nachdenken anregen: Wenn wir mindestens 2 Wochen benötigen, damit die Funktion eintreten kann, wären dann Pre-Workout-Supplemente, bei denen wir BA akut einnehmen, nützlich?

Leider hält nichts ewig. Wenn wir es absetzen, beginnen sowohl der Carnosingehalt als auch seine Auswirkungen auf die Leistung bald zu verschwinden, was einige Wissenschaftler dazu veranlasst hat, eine Erhaltungsdosis für einige Sportler und zu bestimmten Zeiten zu empfehlen.

Hinsichtlich der Sicherheit scheint BA ein sicheres Nahrungsergänzungsmittel zu sein. Die bekannteste und unangenehmste Nebenwirkung sind die sogenannten Parästhesien. Dieses am ganzen Körper auftretende Jucken, das beim Konsum von BA auftreten kann, hängt mit dem Spitzenwert im Blut zusammen, der nach einer einmaligen Einnahme der empfohlenen Menge auftritt. Eine Anekdote dazu: Es waren englische Sportler, die vor Olympischen Spielen um eine Lösung für dieses Problem baten, um es weiterhin nutzen zu können. Dies führte zur Entwicklung von Formulierungen mit verzögerter Freisetzung, die den gleichen Effekt erzielen, aber ohne den hohen Blutspiegel, der die Parästhesien hervorruft. So reduziert die Einnahme von 1,6 g langsam freisetzendem BA deren Auftreten. Man kann die Dosis auch in mehrere kleine Einnahmen über den Tag verteilen, was ebenfalls das Auftreten der gefürchteten „Juckreize“ reduziert.

Abschließend noch meine Empfehlungen zur Supplementierung:

• 3,2 – 6,4 g/Tag
• 0,8 – 1,6 g alle 3 – 4h (Paresthesien vermeiden)
• Zwischen 4 – 24 Wochen
• Erhaltungsdosis 1,2 – 1,6 g/Tag

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AUTOR
Fernando Mata ( Col. AND-01053)

Msc Physiologie; Msc. Biomedizin; Msc. Ernährung; PhD-Student
Generaldirektor des Zentrums für fortgeschrittene Studien in Ernährung