Physiologie – Energie, Ernährung und Sport

Inhalt:

1. Energieumsatz1.1 Physikalische und physiologische Vorbetrachtung

1.1.1 Energie, Arbeit und Wirkungsgrad1.1.2 Wirkungsgrad bei der Muskelarbeit1.1.3 Energiebereitstellung im Körper1.1.4 Der Brennwert der Hauptnährstoffe

1.2 Messung des Energieumsatzes1.2.1 Vorbetrachtung - Begriffe1.2.2 Möglichkeiten der Messung

1.3 Wirkung sportlicher Belastung auf den Energieumsatz

2. Ernährung und Sport2.1 Bedeutung der Ernährung für sportliche Leistung2.2 Hauptnährstoffe

2.2.1 Kohlenhydrate2.2.2 Fette2.2.3 Proteine

2.3 Vitamine und Mineralstoffe2.3.1 Vitamine im Sport2.3.2 Mineralien im Sport

2.4 Hinweise zur Ernährung im Sport2.4.1 Durchschnittliche Verweildauer von Speisen im Magen2.4.2 Nährstoffdichte2.4.3 Unterstützung des Immunsystems nach hohen Belastungen2.4.4 Bedeutung ergogener Substanzen im Sport

3. Wasserhaushalt3.1 Flüssigkeitsverluste und Leistungsfähigkeit im Sport3.2 Wasser- und Mineralhaushalt

3.1.1 Anorganische und organische Substanzen im Sport3.1.2 Wasser- und Nährstoffresorption

1. Energieumsatz

Grundfrage: Wie hoch ist Energieumsatz bei bestimmten Belastungen?→ Bedeutung der Frage:● Wie stark ist der Organismus/Körper bei bestimmten Belastungen ausbelastet● Wie ökonomisch ist bestimmte Belastung ● Berechnung von Energieumsätzen (z.B. Übergewichtige)

1.1 Physikalische und physiologische Vorbetrachtung

1.1.1 Energie, Arbeit und Wirkungsgrad

Energieformen:● mechanische Energie● elektrische Energie● chemische Energie● Wärmeenergie→ in der Muskulatur wird chemische Energie (Nahrung) in mechanische Energie (Bewegung) und

Wärmeenergie (Erhöhung der Körpertemperatur) umgewandelt

Mechanische Arbeit:→ Arbeit = Kraft * Weg

Wirkungsgrad:● bei der Verrichtung von Arbeit wird Energie umgewandelt in andere Energieformen● z.B.: Wärmekraftmaschinen: wandeln Wärmeenergie in mechanische Arbeit um● Energieumwandlung ist immer unvollständig● das Verhältnis von abgegebener mechanischer Arbeit zu gesamten Energieaufwand wird als

Wirkungsgrad bezeichnet

1.1.2 Wirkungsgrad bei der Muskelarbeit→ der Wirkungsgrad der Muskelarbeit ist relativ gering: ca. 5 – 25% (isoliert ca. 30%)

Beispiel: Ergometrie mit Atemmessung:● O2-Aufnahme: 3.500 ml/min ● Körpergewicht: 70kg ● Leistung: 200 Watt (=200J/s = 12.000J/min = 12KJ/min)

3.500 ml/min = 50ml/min/kg ( : 3,5 ml/min/kg O2 = 1 MET)

Wirkungsgrad → 14,3 MET (→ 1 MET = 4,19kJ/kg/h)→ rund 60 kJ/kg/h (*70kg)→ 4200 kJ/h ( : 60)→ 70 kJ/min→ (12 kJ/min) mechanische Leistung / (70 kJ/min) gesamter Energieaufwand

Wirkungsgrad → 0,17 = 17%

Wirkungsgrad bei bestimmten Sportarten:● Radfahren: ca. 19% – 20%● Schwimmen: ca. 7% – 9 % (nur auf Geschwindigkeit bezogen)

1.1.3 Energiebereitstellung im Körper→ Leistungsfähigkeit ist abhängig von Energieversorgung des Körpers

Muskulatur bezieht Energie aus aufgenommenen Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen

Energiespeicher in der Muskulatur:● ATP (bei permanenter Produktion, da kein Vorratsspeicher)● Creatinphosphat (CP)● Glykogen● Triglyceride (TG)

Untrainierter AusdauertrainierterMuskelglykogenLeberglykogenGlukose in KörperflüssigkeitenMuskeltriglycerideFettgewebeAminosäurenStruktur- und Funktionsproteine

250g80g15g50g15kg100g6kg

400g120g18g

200-350g8kg110g7kg

Energielieferanten für die Muskulatur:→ arbeitende Muskulatur wird durch Substrataustausch unterstützt:● Lipolyse● Glykolyse● tw. Abbau von Eiweiß

Aerobe Energiebereitstellung

1.1.4 Der Brennwert der Hauptnährstoffe

Physikalischer Brennwert→ Energiegehalt einer Substanz bei vollständiger Verbrennung

Physiologischer Brennwert→ Energiegehalt einer Substanz beim Abbau im Körper

kJ/g kcal/g kJ/g kcal/g

Kohlenhydrate 17 4 17 4

Fette 39 9 39 9

Eiweiße 23 6 17 4

1kcal ≈ ca. 4kJ

1.2 Messung des Energieumsatzes

1.2.1 Vorbetrachtung - Begriffe:

Grundumsatz:► Energiemenge, die der Körper pro Tag bei völliger Ruhe zur Aufrechterhaltung seiner Funktion

benötigt (physikalisch handelt es sich um Arbeit pro Zeit → Leistung)● SI-Einheit: Joule pro Sekunde (J/s) oder Watt (W)

(allerdings in der Praxis meist die Einheit Kilokalorien pro 24 Stunden (kcal/24h) benutzt und die Angabe „24h“ weggelassen)

● der Grundumsatz ist von Faktoren wie Geschlecht, Alter, Gewicht, Körpergröße, Muskelmasse, Wärmedämmung durch Kleidung und dem Gesundheitszustand abhängig

● Messung: → unter standardisierten Bedingungen gleiche Uhrzeit: (8 Uhr) gleiche Raumtemperatur (21 Grad) gleiche Luftfeuchte nüchterner Magen im Liegen

● Energiebedarf (zunächst gleichbedeutend mit Grundumsatz): Männer: ca. 2000-2500kcal (10.000kJ) Frauen: ca. 1300-2000kcal (8.000kJ)

Ruheumsatz:● nicht an standardisierte Bedingungen gebunden● ist etwas höher als der Grundumsatz

Arbeitsumsatz:● ergibt sich aus Gesamtumsatz minus Ruhe- oder Grundumsatz

1.2.2. Möglichkeiten der Messung:

O2-Aufnahme und Verbrauch messen● aber: Aufnahme von O2 in Ruhe beachten, Relation O2-Verbrauch – Energieverbrennungen● Energieäquivalent:

→ pro Liter O2 freigesetzte Energie● arterio-venöse Differenz für Sauerstoff:

→ lässt auf O2-Verbrauch schließen (bei Bekanntheit der Zeit und Strömungsgeschwindigkeit)

CO2-Ausstoß bei leichter Belastung messen● aber: CO2 nicht nur aus Stoffwechsel, sondern auch aus Puffersystemen● nur bei geringer Belastung aussagekräftig, da keine Aktivierung der Puffersysteme

absolute Wasservermehrung:● Vermehrung des Wassers durch Puffersysteme und Atmung● aber: praktisch nicht messbar

Körpertemperatur:● Wärmeabgabe lässt auf Energieumsatz schließen

1kcal ≈ ca. 4kJ

1. 3. Wirkung sportlicher Belastung auf den Energieumsatz

30 min. Ergometrie bei 50 Watt:

1800s ⋅ 50 Js

= 90kJ

→ beachte: Wirkungsgrad (20-25%) miteinbeziehen: 90kJ * 4 (90kJ * 5) = ca. 360 – 450 kJ

Beispielrechnungen:1. geg.:

- Tafel Schokolade 80g, 2700 kJges.:- Brennwert

Lsg.:- 2700kJ : 80g = 33,75 kJ/g

2. geg.: - Tafel Schokolade 100g, 3500 kJ- Ergometrie: 30min. / 100Watt

ges.:- Wieviel g und % der Schokolade abgebaut?

Lsg.:- 30*60*4*100 → 720 kJ (verbrauchte Energie bei Ergometrie)- 3500kJ : 100g = 35 kJ/g (Brennwert der Schokolade)

- 720 kJ : 35kJ/g = 20,6g („verbrauchte“ Schokolade) → ca. 21 % der gesamten Tafel

3. geg.:- Nudelportion 2000 kJ

ges.:- Wie lange Ergometrie bei 50 W, um vollständig zu verbrennen?

Lsg.:- 2000kJ = x * 50J/s *4- x = 2.000.000J : 200 J/s = 10.000 s → 166 2/3 min. → ca. 2,8 h

Grobe Faustformel zum Energieverbrauch:● 1g Fett benötigt 2 min. zum Abbau (110sec Gehen, 150sec mittleres Radfahren)● 1g Kohlenhydrat benötigt 1 min. zum Abbau (50sec Gehen, 60sec Radfahren)→ Konstanthaltung des Gewichts lässt sich mit ca. 45 min. einfachen Trainings pro Woche erreichen

→ Verbrauch der zugenommenen Energie durch Sport darf nicht so absolut gesehen werden. Ein Teil der Energie wird bereits für Grundumsatz/Ruheumsatz bzw. Arbeitsumsatz bei normaler Betätigung am Tag verbraucht.

Gewichtszunahme:● Gewichtszunahme: 10kg in 10 Jahren

entspricht täglicher Fettzunahme von 3g 3g Fett entsprechen 120kJ (ein Stück Schokolade)

→ zum Abbau ca. 45min/Woche nötig (21g Fett/840kJ → ca. 60 min bei 50 Watt) → Gewichtshaltung

● Gewichtszunahme: 30kg in 10 Jahren löst mit 10% Wahrscheinlichkeit eine Typ-II-Diabetes aus entspricht täglicher Fettzunahme von 8g 8g Fett → 320kJ

→ zum Abbau schon 2,5h/Woche nötig

2. Ernährung und Sport

2.1 Bedeutung der Ernährung für sportliche Leistung● Sporttreiben ist stets mit erhöhtem Energieumsatz und beschleunigtem Strukturumbau in der

Muskulatur verbunden● im Sport dient Ernährung zur energetischen Sicherung der Belastung und zur Regeneration danach

(Orientierungsmaß ist die Sicherung der Trainingsbelastung und nicht eine Ernährung an sich)● für den Sporttreibenden geht es darum, zum richtigen Zeitpunkt die zweckmäßigsten Nährstoffe in

Menge und Qualität auszuwählen● optimale Sportlerernährung bedeutet ständige Auseinandersetzung mit den qualitativen

Möglichkeiten der Energie- und Wirkstoffzufuhr (vor allem aus Sicht der betriebenen Sportart)→ es geht um Nährstoffrelationen (Anteile) und Nährstoffdichte (Anteil an Vitaminen, Mineralstoffen, Spurenelementen und Ballaststoffe)

● für den Sporttreibenden gilt genau wie für den gesunden Untrainierten, dass er die Grundregeln der physiologisch sinnvollen Ernährung einhält

Begrifflichkeiten:● Substitution: Ersatz eines Nährstoffs durch einen Anderen● Supplementierung: ergänzende Aufnahme einzelner Nährstoffe neben der gewöhnlichen

Nahrung

2.2 Hauptnährstoffe

→ Kohlenhydrate, Fette und Proteine:bilden die energetische Grundlage für das Leben und die muskuläre Leistungsfähigkeit im Sport

2.2.1 Kohlenhydrate

Kohlenhydrate in Nahrungsmitteln

Einfachzucker (Monosaccharide)– Glucose - Traubenzucker/Dextrose – Süßwaren, Getränkezusatz– Fructose - Fruchtzucker – Honig, Früchte– Ribose - Teil der RNA; Desoxyribose - Teil der DNS– Galactose - Schleimzucker – Milch

Zweifachzucker (Disaccharide)– Saccharose - Rüben-/Rohrzucker (Glucose + Fructose) – Haushaltszucker, Süßwaren– Lactose - Milchzucker (Glucose + Galactose) – Milch– Maltose - Malzzucker (Zweifachglucose) – Malzbier

Mehrfachzucker (Oligosaccharide)– Maltotriose, -tetrose, -pentose – Hightech Energiegetränke– Dextrine – Weißbrot, Knäckebrot, Zwieback

Vielfachzucker (Polysaccharide)– Amylopektrin – Kartoffeln, Getreide– Amylose (pflanzliche Stärke) – Brot, Nudeln, Bananen– Glykogen (tierische Stärke) – Fleisch, Leber– Pektin, Lignin, Chitin – Obst, Gemüse, Ballaststoffe aus

GetreiderandschichtenGlykogen:● Glykogenspeicher beim Ausdauertrainierten 500-520g

→ bis zu 2.130 kcal Energie● bei Ausdauersport: 90-120 min intensive Belastung ohne zusätzliche Nahrungsaufnahme● längere Belastung erfordern eine zusätzliche Energieaufnahme in Form von Kohlenhydraten

2.2.2 Fette● Abbauprodukte der Fette → aktivierte Freie Fettsäuren (FFS)● Energiewert pro g = 9,2 kcal● FFS sind wesentlicher Energielieferant für die Muskulatur● Nachteil der FFS: langsame ATP-Resynthese● Vorteile der FFS:

→ durchschnittliche Fettreserven von 6-15% des Körpergewichts hohe Energiereserve bei 10kg Fettspeicher bis zu 70.000kcal (Aktivierungsenergie abgezogen)

● Fettreiche Nahrungsmittel Butter (84,5 g) Haselnüsse (63 g) Gans (44 g)

Fettstoffwechsel unter Belastung:● sportliche Extrembelastungen sind grundsätzlich nur mit Hilfe eines trainierten Fettstoffwechsels

möglich● der Fettstoffwechsel ist trainierbar und erfordert im Leistungssport Trainingsbelastungen von

mindestens 1-2 Stunden und eine moderate Belastungsintensität

Hormoneinfluss auf den Fett- und Kohlenhydratstoffwechsel:

2.2.3 Proteine→ unentbehrlicher Nährstoff, aber begrenzter Energielieferant

● Aufnahme einer bestimmten Proteinmenge lebensnotwendig, da Aminosäuren in verbrauchten Strukturen ersetzt werden müssen

● Menge an tägliche Proteinaufnahme der DGE: 0,8 - 1,2 g pro kg (Untrainiert) 1,5 - 2,5 g pro kg (Trainierender) abhängig von Sportart, Belastungsumfang und Geschlecht

● Proteinreiche Nahrungsmittel Magerkäse (38 g) Erdnüsse (27,5 g) Fettkäse (26 g), Linsen (26 g)

● Einbeziehung von Aminosäuren in den Energiestoffwechsel erfolgt nur bei mehrstündigen Ausdauerbelastungen

Proteine und biologische Wertigkeit→ Proteine haben unterschiedliche biologische Wertigkeit, d.h.:● Wertigkeit davon abhängig, wie viel % von 100g des betreffenden Proteins im Stoffwechsel

umgesetzt werden● das Vollprotein hat Maß von 100%● die Kombinationen können eine höhere biologische Wertigkeit erreichen● Beispiele:

Vollei = 100%, Sojabohnen = 84%, Mais = 54% Vollei + Kartoffeln = 137%, Milch und Weizen = 105%

Proteinstoffwechsel unter Belastung:Trainingsbelastung Niedrig

10-15h/Wochehoch

20-30h/Wochesehr hoch

35-45h/Woche

Proteinaufnahme 2g/kg

Wirkung Anabolismus Gleichgewicht Katabolismus→ gleichbleibende Proteinaufnahme bedeutet bei unterschiedlichen Trainingsbelastungen

unterschiedliche Wirkungen

Aminosäuren:

Arten:● Essentielle Aminosäuren:

→ Phenylalanin, Threonin, Tryptophan, Valin, Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin (Merke: PheTTVILLM)

● Semiessentielle Aminosäure: Histidin, Arginin, Cystein und Tyrosin Arginin und Histidin sind für Heranwachsende oder während der Genesung essentiell

● Nicht-essentielle Aminosäuren: Alanin, Asparagin, Glutamin

Aminonsäurewirkung:● Unterstützung der Hormonbildung:

Arginin und Ornithin erhöhen die STH-Freisetzung Ornithin stimuliert die Insulinfreisetzung und unterstützt Abbau des Ammoniaks zu Harnstoff

● Schlafförderung: Tryptophan wirkt durch die Erhöhung von Serotoninbildung im Gehirn fördernd auf den Schlaf

● Muskelaufbau: Leucin - fördert Insulin Arginin und Ornithin - fördern STH Zusammen mit Insulin wirkt STH fördernd auf den Muskelaufbau

● Glukoneogenese: aus allen Aminosäuren (Ausnahme: Lysin und Leucin), kann Körper Glucose herstellen,

(glucogene Aminosäuren)

L-Carnitin:● wird aus Methionin und Lysin in der Leber und Niere gebildet● dient als Transporter der Fettsäuren an der Mitochondrienmembran● L-Carnitin vor allem in Fleisch vorhanden● Indikationen (Annahmen) für L-Carnitin-Supplementierung im Sport:

Förderung des Fettumsatzes Erhöhung des aeroben Energiestoffwechsels Verminderung der Lactatanhäufung Verkürzung der Regenerationszeit

→ sind nicht nachgewiesen: Untersuchungen kommen zu dem Ergebnis, dass eine L-Carnitin-Substitution die Leistungs-

und Regenerationsfähigkeit bei Ausdauersportlern nicht verbessern kann. Auch bei einem Fahrrad-Ergometer-Test an der anaeroben Schwelle konnte keinen Einfluss

von Carnitin auf die Erholung der untersuchten Athleten festgestellt werden.

2.3 Vitamine und Mineralstoffe

2.3.1 Vitaminaufnahme im Sport● Vitamine sind für Organismus essentielle Wirkstoffe, auf deren Zufuhr er ständig angewiesen ist

→ werden für lebensnotwendige Funktionen benötigt● Aufgaben:

Regulierung der Verwertung von Nährstoffen Einfluss auf Ab-/Umbau der Nährstoffe → dienen somit auch der Energiegewinnung Stärkung des Immunsystems Mitwirkung beim Aufbau von Zellen, Blutkörperchen, Knochen und Zähnen

● Wichtigste fettlösliche Vitamine: A, D, E, K (merke: "ED(e)KA")

Physiologische Wirkungen und Bedarf von fettlöslichen Vitaminen im Leistungssport

Vitamine Wirkung Aufnahme pro TagVitamin A (Retinol)

•Schutzstoff: Haut, Schleimhaut•Seh-Vorgang (Sehpurpur-Bildung)•Protein-Synthese

•2-5 mg

Beta-Carotin •Antioxidans•nur etwa 15% der Vitamin A -Wirkung

•2-4 mg Retinoäquivalente•keine Überdosierung möglich (Hautgelbfärbung)•

Vitamin E • starkes Antioxidans (schützt ungesättigte Fettsäuren, Vitamin A, Hormone und Enzyme vor Oxidation)•Arterioskleroseschutz

•20-300mg

Vitamin D •Wachstum und Aufbau des Knochens

Vitamin K •Blutgerinnung•Knochen-Stoffwechsel

2.3.2 Mineralien im Sport:

→ Mineralien = anorganische Substanzen, die für Aufrechterhaltung des Lebens unentbehrlich sind

Mineraldefizite im LeistungstrainingMineral Symptome Lebensmittel mit erhöhtem

MineralgehaltMagnesium •Wadenkrämpfe, Nackenschmerzen

•Kribbeln in Händen und Füßen•vagotone Regulation im Nervensystem

•Erdnussbutter•Sojabohnen•Kakao•Nüsse, Vollkornbrot•Haferflocken

Kalium •Muskelschwäche•Reflexe vermindert•Herzrhythmusstörungen•Müdigkeit, Trainingsunlust

•Fleischextrakt•Hülsenfrüchte•Trockenobst•Getreidekörper

Eisen •Müdigkeit, Trainingsunlust• Anstrengungsgefühl•Anämie

•Leber, Nieren•Hülsenfrüchte•Nüsse

Zink •Geschmacks- und Geruchsstörungen•Appetitlosigkeit, Gewichtabnahme•Hautveränderungen•Müdigkeit

•Käse, Vollmilch•Fleisch, Austern

Eisen:● essentielles Spurenelement (vor allem für die Blutbildung)● liegt im Körper oxidiert als Eisen(II) und Eisen (III) vor● Zentralatom des Hämoglobin und Myoglobin

→ ist beim Menschen für Sauerstofftransport und -speicherung verantwortlich● aufgrund Menstruation leiden Frauen häufig an Eisenmangel – Eisenverlust: 15mg pro Tag● Tagesbedarf:

erwachsenen Mannes: ca. 10mg erwachsene Frau: ca. 15mg Eisen

● gleichzeitige Einnahme von Vitamin C erhöht Resorptionsquote● Lebensmittel mit erhöhtem Eisengehalt:

Fleisch, Leber Hülsenfrüchte Vollkornbrot Hefe Kakao

2.4 Hinweise zur Ernährung im Sport

2.4.1 Durchschnittliche Verweildauer von Speisen im Magen→ u.a. wichtig um Nahrungsaufnahme vor Wettkämpfen planen zu können

Stunden Speisen und Getränke1 Wasser, Kaffee, Tee, Bier, Cola-Getränke, Glucose, Kohlenhydratlösung, Aminosäuren,

Proteinhydrolysate

2 Milch, Kakao, Joghurt, Fleischbrühe, Reis, Forelle, Karpfen, Torten, Sahne, Brötchen, Weißbrot, zartes Gemüse, Bananen, Bonbons

3 Mischbrot, Kekse, Butterbrötchen, Kartoffeln, Äpfel, Eier, Rind- und Schaffleisch, Huhn, Gemüse

4 Wurst, Schinken, Pute, Kalbsbraten, Beefsteak, fettes Schweinefleisch, Nüsse

5 Geflügelbraten

6 Schweinshaxe, Pilze

7 Weihnachtsgans, Ölsardinen

2.4.2 Nährstoffdichte→ Zahlreiche Sportler nehmen bis zu 30% der Kohlenhydrate als Ein- oder Zweifachzucker

(Saccharose) mit geringer Nährstoffdichte auf. Damit droht Unterversorgung an Vitaminen, Ballaststoffen, Mineralien und Spurenelementen.

Basisernährung Leistungssportler:Kohlenhydrate 5-7g/kg 55-58 %Proteine 1,2 – 1,8g/kg 10-15 %Fette 1g/kg 25-30 %

2.4.3 Unterstützung des Immunsystems nach hohen Beanspruchungen

Maßnahmen Ziele SubstanzenErnährungsergänzung •Einengung energetischer Defizite

•Beseitigung von Zuständen des Proteinabbaus (Katabolismus)

•Kohlenhydrat-Konzentrate unmittelbar nach Belastung•Betone Proteinaufnahme (Aminosäurenkonzentrate)

Mineralstoff- und Spuren-Elementaufnahme

•Unterstützung der Bildung spezifischer Immunproteine•Sicherung der immunolgischen Stabilität

•Magnesium, Zink, Eisen, Kupfer, Calcium

2.4.4 Bedeutung ergogener Substanzen im Sport

Anwendung Wirkung + fördernd – hemmend

1. Kohlenhydrate(Mono-, Di-, Polysaccharide)a) nach starker Trainingsbelastungb) vor Wettkämpfen:

Glykogen ++Kohlenhydratspeicher ++Kohlenhydratutilisation ++Fettutilisation –Wirkungsgrad ++

2. Proteine und Aminosäurena) Krafttrainingb) Ausdauertraining

Muskel-anabole Wirkung +Nachlieferung von Substraten für den Energiestoffwechsel +Entschlackung +Blutbild +

3. Elektrolyte(Na, K, Mg, Ca)Hohe Schweißverluste

Muskelerregbarkeit +Muskelkontraktion +

4. Spurenelemente(Fe, Co, Mn, Zn, Se)a) Intensives Training und Wettkampfb) Höhentraining

O2-Transport +Hämoglobin +Myoglobin +

5. VitamineTraining und Wettkampf, Höhentraining

Blutbildung +Energieumsatz +Eiweißaufbau +

6. Carnitin Fettverwertung +

3. Wasserhaushalt → die Gesamtkörpermasse des Erwachsenen besteht aus 50-60% Wasser (bei 70kg bedeutet das rund 42l Wasser)

3.1 Flüssigkeitsverluste und Leistungsfähigkeit im Sport

Verteilung Körperwasser in Prozent der Körpermasse (kg)

DehydrationSauna

Sport

● Verlust an Gesamtkörperwasser führt zum Anstieg der Plasmaosmolarität → Durstgefühl● starke Dehydration ist leistungsmindernd und führt zu großen funktionellen Störungen

Flüssigkeitsverlust und Leistungsfähigkeit

Abnahme vom Ausgangsgewicht

Massenverlustvon 70kg

Leistungsfähigkeit und Symptome

1% 0,7kg Volle Leistung, Durstgefühl

2% 1,4kg Halten der Leistung bei großer Anstrengung

3% 2,1kg Leistungsabfall rund 5%, große Müdigkeit

4% 2,8kg Leistungsabfall rund 10%, einzelne Abbrüche

5% 3,5kg Leistungsabfall rund 15%, Erschöpfung

6% 4,2kg Leistungsabfall rund 20%, Krämpfe, Störungen der Bewegungskoordination

10% 7,0kg Leistungsabbruch, Reduzierung der Nierendurchblutung auf 50%,

15% 10,5kg Desorientierung, Somnolenz, Lebensgefahr

Gesamtes WasserExtrazellulär

relativ: 20%(Plasma 5%, Interstitium 15%)

absolut: 33,4%

Intrazellulär

relativ: 30 – 40%

absolut: 66,6%

Gesamtes Wasser

ExtrazelluläreReduktion Intrazelluläre Reduktion

Gesamtes Wasser

ExtrazelluläreReduktion Intrazellulär

3.2 Wasser- und Mineralhaushalt

● Durstgefühl bei etwa 1% Flüssigkeitsverlust oder Verzehr salziger Speisen● durch die Aufnahme von mineralstoffarmen Wasser wird dem Blut Natrium entzogen, damit die

Flüssigkeit aufgenommen werden kann (Ausgleich des kolloidosmotischen Drucks)● Getränke wie Limonaden, Tee und Cola werden nur mit mineralstoffarmen Leistungswasser

gemischt und hergestellt● im dehydrierten Zustand ist die Aufnahme von Mineralwasser für die Wiederherstellung ergänzt

durch Fruchtsäfte zweckmäßig● Leitungswasser ist zur Abkühlung günstig aber nicht zur durchgängigen Auffüllung des

Flüssigkeitsdefizits

3.2.1 Anorganische und organische Bestandteile im Schweiß

Bestandteile pro 1 Liter MaßeinheitAnorganischNatrium 1,2 gChlorid 1,0 gKalium 0,3 gCalcium 0,16 gMagnesium 36 mgSulfat 25 mgPhosphat 15 mgOrganischLactat 1,5 gHarnstoff 0,7 gAmmoniak 0,08 gVitamin C 0,05 g

3.2.2 Wasser- und Nährstoffresorption

Einflussfaktoren auf Resorption von Flüssigkeiten und Nährstoffen während der Belastung1) Flüssigkeitsmenge optimal 100-150ml/Portion2) Energiegehalt 5%ige Kohlenhydratlösungen3) Osmolalität isoton (ca. 300 mosmol/l)4) Belastungsintensität mit steigender Belastung verlängert sich die Magenpassage5) Belastungsstress psych. Stress vermindert Verdauung6) Dehydration verlangsamt Verdauung

Anforderungen an optimales Getränk zur Förderung von Rehydration und RegenerationKohlenhydrate 60-80 g/lNatrium 0,4-1,0 g/lChlorid < 1,5 g/lKalium < 225 mg/lCalcium < 225 mg/lMagnesium < 100 mg/lOsmolalität 200-300 mosmol/lSäuerungsgrad (pH) > 4,0

ORS = Oral Rehydration Solution; SSS = Simple Sugar Salt-solution→ Durch Auflösen dieser Substanzen in 1 Liter Wasser erhält man eine hypotone Lösung, die eine maximale Resorption und Rehydration bewirkt:● Glucose, wasserfrei (20g)● Natriumhydrogencarbonat (2,5g)● Natriumchlorid (3,5g)● Kaliumchlorid (1,5g)

Aufnahme:● Glucose und Natrium gelangen über einen gekoppelten Transport in die Epithelzellen des Darms● Chlorid und Wasser folgen auf Grund des elektrochemischen bzw. osmotischen Gradienten● der Zusatz von Kaliumchlorid dient dem Ausgleich intrazellulärer Kaliumverluste● Natriumhydrogencarbonat soll die zumeist saure Stoffwechsellage ausgleichen

Behelfsmöglichkeiten:→ als Ersatz für die WHO-Trinklösung kann man im Notfall auch folgendes Getränk selbst herstellen:● 8 nicht gehäufte Teelöffel Zucker (= Saccharose, wird im Körper in Glucose und Fructose gespalten)● ¾ Teelöffel Salz (Kochsalz = Natriumchlorid)● ½ Liter Orangensaft (enthält ca. 0,8 Kalium, entspricht 20mmol)● ½ Liter Mineralwasser (enthält je nach Sorte etwa 20mmol HCO3-)Die Trinkmenge sollte etwa 40ml/kg innerhalb von 24 Stunden betragen