Nahrungsergänzungsmittel zur Leistungssteigerung bei hochintensiven Anstrengungen

Obwohl uns beim Gedanken an Ausdauersportarten oft eine länger anhaltende Anstrengung bei submaximaler Intensität in den Sinn kommt, erfordert die Realität des Wettkampfs in den meisten Sportarten auch eine hohe Leistung bei hoher Intensität. Nicht nur in Sportarten, bei denen die Dauer kurz ist und eine konstant hohe Intensität erforderlich ist (z. B. Schwimmen, Mittelstreckenlauf in der Leichtathletik usw.), sondern auch in Sportarten mit längerer Dauer. Man denke nur an ein Mountainbike- oder Cyclocross-Rennen, bei dem die Radfahrer oft sehr anspruchsvolle Anstiege bewältigen müssen, die sie an ihre Grenzen bringen. Oder sogar im Straßenradsport, wo die Radfahrer in der Lage sein müssen, den Attacken der Konkurrenten standzuhalten. Aber was kann Sportler daran hindern, bei diesen Anstrengungen Leistung zu erbringen?

Azidose und sportliche Leistung

Bei hochintensivem Training gewinnt der Muskel seine Energie durch Prozesse, die außerhalb der Mitochondrien stattfinden und sauerstoffunabhängig sind. Diese Prozesse erzeugen Energie (ATP), aber auch eine Reihe von Metaboliten wie Wasserstoffionen (H⁺), die zu einem leichten Abfall des pH-Werts führen (d. h. eine Azidose verursachen). Die Rolle der Azidose bei der sportlichen Leistung ist ausgiebig diskutiert worden, und obwohl in Studien an isolierten Zellen oder Muskeln nicht klar ist, ob Azidose die Muskelfunktion beeinträchtigt, ist bei der Untersuchung des Organismus „als Ganzes“ ein Abfall des pH-Werts mit einer schlechteren Muskelfunktion und letztendlich einer schlechteren sportlichen Leistung verbunden, möglicherweise aufgrund einer negativen Interaktion in der Muskel-Hirn-Verbindung (neuromuskuläre Funktion).¹

Um den pH-Abfall während intensiver Anstrengung zu kontrollieren, verfügt der Körper über physiologische Mechanismen, die als „Puffer“ bezeichnet werden und Wasserstoffionen neutralisieren und Azidose verhindern, wobei der Bikarbonatpuffer einer der bekanntesten Mechanismen ist. Darüber hinaus gibt es auf dem Markt verschiedene Nahrungsergänzungsmittel, die versprechen, diesen Puffereffekt zu maximieren und Muskelazidose zu bekämpfen. Aber was sagt die Wissenschaft dazu?

Azidose und sportliche Leistung

Bei hochintensivem Training gewinnt der Muskel seine Energie durch Prozesse, die außerhalb der Mitochondrien stattfinden und sauerstoffunabhängig sind. Diese Prozesse erzeugen Energie (ATP), aber auch eine Reihe von Metaboliten wie Wasserstoffionen (H⁺), die zu einem leichten Abfall des pH-Werts führen (d. h. eine Azidose verursachen). Die Rolle der Azidose bei der sportlichen Leistung ist ausgiebig diskutiert worden, und obwohl in Studien an isolierten Zellen oder Muskeln nicht klar ist, ob Azidose die Muskelfunktion beeinträchtigt, ist bei der Untersuchung des Organismus „als Ganzes“ ein Abfall des pH-Werts mit einer schlechteren Muskelfunktion und letztendlich einer schlechteren sportlichen Leistung verbunden, möglicherweise aufgrund einer negativen Interaktion in der Muskel-Hirn-Verbindung (neuromuskuläre Funktion).¹

Um den pH-Abfall während intensiver Anstrengung zu kontrollieren, verfügt der Körper über physiologische Mechanismen, die als „Puffer“ bezeichnet werden und Wasserstoffionen neutralisieren und Azidose verhindern, wobei der Bikarbonatpuffer einer der bekanntesten Mechanismen ist. Darüber hinaus gibt es auf dem Markt verschiedene Nahrungsergänzungsmittel, die versprechen, diesen Puffereffekt zu maximieren und Muskelazidose zu bekämpfen. Aber was sagt die Wissenschaft dazu?

Natriumbikarbonat

Eine kürzlich in der angesehenen Fachzeitschrift Sports Medicine veröffentlichte Übersichtsarbeit hat alle vorhandenen Erkenntnisse zu den wichtigsten Pufferergänzungsmitteln analysiert und dabei 189 Artikel herangezogen.² In dieser Übersicht wurde festgestellt, dass Natriumbikarbonat das am besten wissenschaftlich belegte Ergänzungsmittel war, obwohl auch andere weniger beliebte wie Natriumcitrat oder Natriumlaktat oder Calciumlaktat eingeschlossen wurden. Und das Wichtigste: Die Ergebnisse zeigten, dass diese Ergänzungsmittel positive Auswirkungen auf die Leistung haben, wobei die größten Vorteile bei relativ kurzfristigen Anstrengungen von mehr als 30 Sekunden festgestellt wurden. Dies kann daran liegen, dass bei kürzeren Anstrengungen (<30 Sekunden) der Phosphagen- und Phosphokreatinweg eine Hauptrolle spielt und die Ansammlung von Wasserstoffionen, die mit dem glykolytischen Stoffwechsel verbunden ist, nicht so limitierend ist. Tatsächlich verbessert sich bei Tests mit zahlreichen intermittierenden Anstrengungen (z. B. wiederholten Sprints) die Leistung im ersten oder besten Sprint in der Regel nicht durch die Einnahme von Puffermitteln, aber die Gesamtleistung verbessert sich, da die Ermüdung bei aufeinanderfolgenden Sprints abgeschwächt wird. Die Autoren kommen daher zu dem Schluss, dass die Einnahme von 0,3 mg/kg Natriumbikarbonat 60-180 Minuten vor dem Training (als die Strategie mit den meisten Beweisen) wirksam zu sein scheint, um die Leistung zu verbessern.

Beta-Alanin

Ein weiteres beliebtes Nahrungsergänzungsmittel wegen seiner Pufferwirkung gegen Säure ist Beta-Alanin. Beta-Alanin ist eine Aminosäure, die zur Bildung von Carnosin verwendet wird, einem Dipeptid, das hauptsächlich im Muskel gespeichert wird und unter anderem als intrazellulärer Puffer wirkt – und dabei sogar effektiver für die pH-Regulation ist als der Bicarbonatpuffer. Im Gegensatz zu Natriumbicarbonat, das akut (d.h. vor dem Training) ergänzt wird, wurde Beta-Alanin in den meisten Studien über mehrere Wochen hinweg kontinuierlich verabreicht. Tatsächlich empfiehlt die International Society of Sports Nutrition, etwa 4-6 Gramm täglich (aufgeteilt in Dosen von 2 Gramm) über einen Zeitraum von 4 Wochen zu konsumieren.³ Ähnlich wie bei Bicarbonat sind die Vorteile von Beta-Alanin besonders vielversprechend für Anstrengungen, bei denen Azidose die Leistung einschränken kann; d.h. Anstrengungen von >30 Sekunden, die jedoch nicht so lange dauern, dass der aerobe Stoffwechsel dominant ist (ungefähr <10 Minuten). Tatsächlich hat Beta-Alanin gezeigt, dass es die Leistung bei dieser Art von Anstrengungen im Allgemeinen um 3% verbessert.^4,5

Fazit

Azidose scheint eine leistungsbegrenzende Rolle bei hochintensiven und kurzfristigen Anstrengungen (z. B. bei kurzen Schwimm- oder Leichtathletikwettkämpfen) oder bei wiederholten Anstrengungen (z. B. bei Wettkämpfen wie XCO, die intermittierende hohe Intensität erfordern) zu spielen. Um diesen Ermüdungsmechanismus zu bekämpfen, verfügt unser Körper über verschiedene physiologische "Puffer", die versuchen, den pH-Wert stabil zu halten. Darüber hinaus können wir die Wirkung dieser Puffer durch Nahrungsergänzungsmittel wie Natriumbikarbonat (akute Einnahme vor dem Training) oder Beta-Alanin (Einnahmeprotokoll über mehrere Wochen) maximieren. Wie bei jedem Nahrungsergänzungsmittel sollten wir es im Training schrittweise testen, um die Verträglichkeit jedes Sportlers zu überprüfen, aber im Allgemeinen haben diese Nahrungsergänzungsmittel gezeigt, dass sie wirksam sind, um die Leistung zu verbessern.

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 Referenzen

1. Cairns SP. Lactic acid and exercise performance : culprit or friend? Sport Med. 2006;36(4):279-291. doi:10.2165/00007256-200636040-00001
2. de Oliveira LF, Dolan E, Swinton PA, et al. Extracellular Buffering Supplements to Improve Exercise Capacity and Performance: A Comprehensive Systematic Review and Meta-analysis. Sport Med. 2022;52(3):505-526. doi:10.1007/s40279-021-01575-x
3. Trexler ET, Smith-Ryan AE, Stout JR, et al. International society of sports nutrition position stand: Beta-Alanine. J Int Soc Sports Nutr. 2015;12(1):1-14. doi:10.1186/s12970-015-0090-y
4. Hobson RM, Saunders B, Ball G, Harris RC, Sale C. Effects of β-alanine supplementation on exercise performance: A meta-analysis. Amino Acids. 2012;43(1):25-37. doi:10.1007/s00726-011-1200-z
5. Saunders B, Elliott-Sale K, Artioli GG, et al. β-Alanine supplementation to improve exercise capacity and performance: A systematic review and meta-Analysis. Br J Sports Med. 2017;51(8):658-669. doi:10.1136/bjsports-2016-096396