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PD Dr. Petra Platen; Institut für Kreislaufforschung und Sportmedizin, Deutsche Sporthochschule Köln

Die Bedeutung der Kohlenhydrate für Leistung und Gesundheit


Leistung

Training

Ernährung im Sport


Leistung

Training Ernährung

Ernährung im Sport


Bedeutung von Ernährung im Sport

• Sport -> hohe physische Beanspruchung -> Anstieg der muskulären Arbeit


• Sport -> großer Energiebedarf-> großer Bedarf an Kohlenhydraten,

Fetten, Proteinen, Vitaminen,Mineralien und Spurenelementen



Energiebilanz

Konstantes Körpergewicht im Sport:Energieverbrauch Energie- (Nahrungs-)

Zufuhr? Energieverbrauch ?

=> Messen oder Abschätzen (Tabellen?)

2


Energieverbrauch / h in verschiedenen Sportarten (70 kg)

600900

6001300

400900

4001100

600400

780330

540

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

Laufen (9 km/h)

Laufen (15 km/h)

Skilanglauf (9km/h)

Skilanglauf (15 km/h)

Radfahren (15 km/h)

Radfahren (30 km/h)

Schwimmen (1.5 km/h)

Schwimmen (3.5 km/h)

Tennis (Einzel)

Tennis (Doppel)

Fußball

Golf

Bergsteigen

Kcal/h

Energiebilanz


Analyse des sportspezifischen Energieverbrauchs => Berechnung aus der Sauerstoffaufnahme (1l O2 = ca. 5 kcal)

Energiebilanz


Analyse des sportspezifischen Energieverbrauchs => Berechnung aus der Sauerstoffaufnahme (1l O2 = ca. 5 kcal)=> kalorimetrische Messungen („Klimakammer“)=> für die Praxis ??

Energiebilanz


Analyse des sportspezifischen Energieverbrauchs trial and error: Körpergewicht (und Körperzusammensetzung)(Kalipometrie, hydrostatisches Wiegen, Impedanzanalyse)

Energiebilanz


Analyse des sportspezifischen Energieverbrauchs trial and error: Körpergewicht (und Körperzusammensetzung)(Kalipometrie, hydrostatisches Wiegen, Impedanzanalyse)

plus

Analyse der Energiezufuhr (Nahrungsprotokolle)

Energiebilanz


• Sport -> Körperspeicher sind begrenzt-> geringe Speicher -> Leistungsabfall-> große Speicher -> hohe Leistung


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Energiespeicher: Fettreserven

Mann, 75 kg, 20% Körperfett (Sportler: <10 %)• Unterhautfett: 15.000 g, ca. 105.000 kcal

(ca. 7 kcal/g Speicherfett)• intramuskuläres Fett: 300 g, ca. 2.800 kcal• Blutfette: 10 g, ca. 90 kcal

nahezu „unbegrenzt“ verfügbar


Mann, 75 kg, 20% Körperfett (Sportler: <10 %)• Muskelprotein: 10.000 g, ca. 41.000 kcal

Verbrauch der Proteine wegen Strukturverlust ungünstig

ca. 5 % an der Energiebereitstellungin Mangelsituationen über 10 %

Eiweißverbrauch

Energiespeicher: Eiweissreserven


Mann, 75 kg, 20% Körperfett (Sportler: <10 %)• Glykogen (Leber): 85 g, ca. 350 kcal• Glykogen (intramuskulär): 350 g, ca.1.450 kcal• Glukose (Blut): 20 g, ca. 80 kcal

Körperspeicher sind sehr begrenzt

Energiespeicher: Kohlenhydratreserven


Speichermenge / Volumen• Fette: 1 g Unterhautfett = ca. 7 kcal

90.000 kcal ca. 13 kg Fettmasse• Glykogen: 1g Glycogen bindet 3-4 ml Wasser

5 g Glycogen/Wasser = 4 kcal; 90.000 kcal = 112.5 Kg Masse

Fettspeicher sind viel Masse-sparender als KH

Energiespeicher: Kohlenhydratreserven


Abhängigkeit der KH-Speicher von der Nahrungszufuhr

KH arme Diät KH reiche Diät

Leber 0 g 135 g

Muskel 300 g 900 g

Blut 8 g 11 g

Gesamt 308 g 1046 g


Energieverbrauch - Marathon -Mann, 70 kg, Zielzeit: 4 h

Gesamtbedarf 3.120 kcal

Kohlenhydrate

Muskelglycogen (g) 245 g

Leberglykogen (g) 108 g

Blutglukose (g) 11 g

Gesamte Kohlenhydrate(g)

364 g

Gesamte Kohlenhydrate(kcal)

364 x 4 = 1.456 kcal

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Konsequenzenandere Energiequellen

Fette: energetisch ungünstig=> langsamere Laufgeschwindigkeit

Energieverbrauch - Marathon -



Fette: energetisch ungünstig=> langsamere Laufgeschwindigkeit

Proteine: Strukturverlust, NH3-Bildung (zentrale Ermüdung)




KH-Versorgung optimieren




KH-Versorgung optimieren=> KH Speicher VOR Belastung vergrößern




KH-Versorgung optimieren=> KH Speicher VOR Belastung vergrößern=> KH-Zufuhr während Belastung




KH-Versorgung optimieren=> KH Speicher VOR Belastung vergrößern=> KH-Zufuhr während Belastung=> Wiederauffüllen der KH-Speicher direkt

nach Belastung => Regeneration


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KonsequenzenGrundlagenausdauer (Fettoxidation) optimieren



Fettverbrennung und Belastungsintensität

-25

0

25

50

75

100

125

0 25 50 75 100 125

% VO2max

ATP

Bed

arf

ATP Bedarf geringes Ausdauerniveau hohes Ausdauerniveau

Fette

KH



-25

0

25

50

75

100

125

0 25 50 75 100 125

% VO2max

ATP

Bed

arf


KH

Fette



-25

0

25

50

75

100

125

0 25 50 75 100 125

% VO2max

ATP

Bed

arf



• Zu viel Fett

Probleme mit der Sport-Ernährung


• Zu wenig Kohlenhydrate

-> nicht genügend Energie für muskuläreArbeit

• Zu viel Fett


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• ausreichende Energiemenge • optimale Nahrungszusammensetzung• ausreichende Menge an Mikro- und

Makronährstoffen

Basisernährung (<4500 kcal/d, 1-2 h/d)


• mehr Energie - größeres Volumen

normal population (% of intake)

4015 45

CH Fat Protein

nutrition in sport (% of intake)

2515

60

CH Fat Protein



• mehr Energie - größeres Volumen• weniger Fett, mehr Kohlenhydrate


4015 45

CH Fat Protein


2515

60

CH Fat Protein



• mehr Energie - größeres Volumen• weniger Fett, mehr Kohlenhydrate• kein Problem in der Proteinzufuhr, kein Zusatzbedarf


4015 45

CH Fat Protein


2515

60

CH Fat Protein



• mehr Energie - größeres Volumen• weniger Fett, mehr Kohlenhydrate• kein Problem in der Proteinzufuhr, kein Zusatzbedarf• größere Mengen an Vitaminen, Mineralien,

Spurenelementen => hohe Nahrungsqualität


4015 45

CH Fat Protein


2515

60

CH Fat Protein




2515

60

CH Fat Protein

Basis-Ernährung< 4500 kcal/d

Leistung und Gesundheit

7



2515

60

CH Fat Protein


Niedrig kalorische Ernährung < 1800 kcal/d




2515

60

CH Fat Protein



Zu wenig Proteine, KH, Vitamine, Mineralien




2515

60

CH Fat Protein




Individuelle BeratungLeistung und Gesundheit



2515

60

CH Fat Protein




Individuelle Beratung

Hoch kalorischeErnährung

> 4500 kcal/d




2515

60

CH Fat Protein



intensive nutrition (% of intake)

20 1070

CH Fat Protein


Individuelle Beratung

Hoch kalorischeErnährung

> 4500 kcal/d



Glykogenreserven bei geringer KH-Zufuhr24h 24h2h 2h2h 24h

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020

406080

100

120140

0 4 12 24 26 36 48 50 60 72

time (hrs)

Mus

cle

glyc

ogen

(mmol/k

g)

70% CH

50% CH

Glykogenreserven bei geringer KH-Zufuhr


• Mangelnde Akzeptanz• -> Geschmack von Sporternährung ?



• Mangelnde Akzeptanz• -> Geschmack von Sporternährung ?


• -> wenig Fett -> weniger Geschmacks-/Aromastoffe -> anderer (weniger?) Geschmack


• Mangelnde Praxis



• Mangelnde Praxis

Theorie Praxis


Nahrungsauswahl

Zubereitung...


Nahrungsmittelgruppen• 1. Getreide und Getreideprodukte (Brot, Müsli),

Nudeln, Kartoffeln,Bananen

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Nudeln, Kartoffeln,Bananen• 2. Obst und Gemüse (in jeder Form)



Nudeln, Kartoffeln,Bananen• 2. Obst und Gemüse (in jeder Form)• 3. Milch und Milchprodukte



Nudeln, Kartoffeln,Bananen• 2. Obst und Gemüse (in jeder Form)• 3. Milch und Milchprodukte

• 4. Fleisch, Geflügel, Fisch, Eier, Bohnen, Nüsse


Nahrungspyramide

Portionen / Tag

5-6


Nahrungspyramide

Portionen / Tag

5-6

4-5


Nahrungspyramide

Portionen / Tag

5-6

3

4-5

10


Nahrungspyramide

Portionen / Tag

5-6

2

3

4-5


Nahrungspyramide

Portionen / Tag

5-6

Extra Fett

2

3

4-5


KH Supplementierung während Belastung

KH Zufuhr während Belastungreduziert die Glukose-Freisetzung aus der

Leber und erhöht die Glukose-Aufnahme in die Muskulatur





schont die körpereigenen Glykogen-Reserven (v.a. Leber)






setzt den Protein-Katabolismus herab






setzt den Protein-Katabolismus herabschiebt den Zeitpunkt der Ermüdung hinaus

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setzt den Protein-Katabolismus herabschiebt den Zeitpunkt der Ermüdung hinaus

verbessert die Leistung



Anforderungen an KH Quellen während Belastung• leicht verdaulich, rasch resorbierbar• wenig Nahrungsfasern (hoher Glykämie-Index)• am schnellsten werden lösliche KH resorbiert• Stärke ist ebenso wirksam wie freie Glukose



optimale KH Quellen• Mono- und Disaccharide (Glukose, Maltose)• Polymere (Maltodextrine) und Stärken


KH Supplementierung während BelastungEmpfehlungen zur Zufuhrmenge• bei Belastungen > 45 min: pro weitere

Trainingsstunde 20 - 80 g KH



Trainingsstunde 20 - 80 g KH• höhere Aufnahmen als ca. 100 g/h haben keinen

zusätzlichen Effekt (negative Wirkung auf Magenentleerung)





• maximale KH Verfügbarkeit in Getränken ohne Beeinträchtigung der Flüssigkeitshomöostase: 60 - 80 g KH/l

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• maximale KH Mengen in Getränken: 55 g Glukose/l, 100 g Maltodextrin/l






• maximale KH Mengen in Getränken: 55 g Glukose/l, 100 g Maltodextrin/l

Maltrodextrin (weniger süß, geringerer Einfluss auf Osmolarität => besser resorbierbar)


Wiederauffüllung

• Zufuhr von 1 g KH / kg KG 1-2 h nach dem Sport


Wiederauffüllung




Wiederauffüllung



• hoch intensive Belastung: 1 g KH / kg KG 5-6 h nach dem Sport


Wiederauffüllung



• hoch intensive Belastung: 1 g KH / kg KG 5-6 h nach dem Sport

• Übriger Tag: SPORTERNÄHRUNG (KH betont, 60/25/15)

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Gesundheitliche Aspekte: KHkomplexe KH (Polysacharride, z. B. in Gemüse,

Vollkornprodukten etc.)=> enthalten auch Proteine, essentielle FS, Antioxidantien, Spurenelemente, Vitamine, v.a. Ballaststoffe


Gesundheitliche Aspekte: KHkomplexe KH (Polysacharride, z. B. in Gemüse,

Vollkornprodukten etc.)=> enthalten auch Proteine, essentielle FS, Antioxidantien, Spurenelemente, Vitamine, v.a. Ballaststoffe

Ballaststoffe (epidemiologische Studien):weniger Kolon-und Rektum-Krebs (Effekte

auf z.B. Darmpassage, Gallensalze) niedrigere Cholesterinspiegel 20 - 35 g / Tag


Sport-Ernährung kann die Leistung steigern

Wissen über Sport-Ernährung


Sport-Ernährung kann die Leistung steigernSport-Ernährung wirkt besser bei dauer-

hafter Anwendung




hafter Anwendunghohe Belastungen rechtfertigen kurzfristig

ganz besondere Ernährungsformen





ganz besondere ErnährungsformenSport-Ernährung verbessert oder

stabilisiert auch die Gesundheit


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ganz besondere ErnährungsformenSport-Ernährung verbessert oder

stabilisiert auch die GesundheitSport-Ernährung respektiert die

Individualität des/der Sportlers/in

Wissen über Sport-Ernährung - Zusammenfassung -





Glukose im Stoffwechsel

Aus: Silbernagl/Despopoulos 2001: Taschenatlas der Physiologie



Blutglukosespiegel: enge Regelung zum

Schutz vor Unter-und Überzuckerung(Hypo- bzw.Hyperglykämie)

abhängig von Nahrungszufuhr und Stoffwechsel

bei Hyperglykämie Ausscheidung über die Nieren

Aus: Silbernagl/Despopoulos 2001: Taschenatlas der PhysiologiePD Dr. Petra Platen; Institut für Kreislaufforschung und Sportmedizin, Deutsche Sporthochschule Köln


Leber: GlykogenGlycerol TGAminosäurenLaktatabbau


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Muskulatur: Glykogenanaerobe GlykolyseLaktatbildungOxidation



ZNS: wichtigster Energie-

lieferantOxidation




Erythrozyt: anaerobe GlykolyseLaktatbildung



Insulin (grüne Pfeile):Entfernung von

Glukose aus dem Blut

Senkung des Blutzucker-spiegels






⇒ Muskulatur⇒ Aufnahme in die

Muskelzelle⇒ Glykogenspeicherung⇒ aerobe und anaerobe

Glykolyse





⇒ Leber⇒ Glykogenspeicherung⇒ Bildung von TG⇒ Proteinbildung


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Glukagon (rote Pfeile):Gegenspieler des

InsulinErhöhung des

Blutzucker-spiegels



Glukagon (rote Pfeile):Gegenspieler des

Insulin

⇒ Leber⇒ Glukoneogenese ⇒ Glykogenabbau⇒ Protein- und

Aminosäureabbau⇒ Glycerolbildung,

Spaltung von TG im Fettgewebe




Adrenalin (lila Pfeile): Erhöhung der

Leistungsfähigkeit (Stresshormon)

Anstieg des Blutzucker-spiegelsErhöhung des Muskel-stoffwechsels





⇒ Leber⇒ Glukoneogenese ⇒ Glykogenabbau⇒ Glycerolbildung,

Spaltung von TG im Fettgewebe






⇒ Muskulatur⇒ Aufnahme in die

Muskelzellen ⇒ Glykogenabbau


Hypoglykämie


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HypoglykämieStressAusschüttung von

MEHRERENHormonen, die den Blutzuckerspiegel anheben


HypoglykämieGlukagon



HypoglykämieGlukagonAdrenalin

Aus: Silbernagl/Despopoulos 2001: Taschenatlas der Physiologie PD Dr. Petra Platen; Institut für Kreislaufforschung und Sportmedizin, Deutsche Sporthochschule Köln

HypoglykämieGlukagonAdrenalinKortisol

(ACTH)



HypoglykämieGlukagonAdrenalinKortisol

(ACTH)STH/hGH

(langfristig)

Aus: Silbernagl/Despopoulos 2001: Taschenatlas der Physiologie PD Dr. Petra Platen; Institut für Kreislaufforschung und Sportmedizin, Deutsche Sporthochschule Köln

Hyperglykämie


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HyperglykämieKEINE akute GefahrAusschüttung von

EINEMHormon, das den Blutzuckerspiegel absenkt


HyperglykämieInsulin



Erkrankung des Kohlenhydratstoffwechsels

Diabetes Mellitus: betrifft das einzige Blutzuckerspiegel-

senkende Hormon: Insulin

- absoluter Insulinmangel (Typ I)- ungenügende Insulinwirkung (Rezeptor, Typ II)


Diabetes MellitusInsulinmangel

oder fehlende Wirkung

(gelbrote Pfeile)

Aus: Koolman / Röhm 1994: Taschenatlas der Biochemie


Diabetes MellitusMuskel

fehlende Glukoseaufnahmegesteigerter Proteinabbau



Diabetes MellitusFettgewebe

fehlende Glukoseaufnahmegesteigerter Fettabbau


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Diabetes MellitusLeber

Glukoneogenese aus Aminosäurengesteigerter Glykogenabbau Ausstrom von Glukose ins BlutBildung von LipoproteinenBildung von Ketonkörpern (metabolische Azidose)


Diabetes MellitusNiere

Ausscheidung von Glukose und großen Mengen Wasser, Verlust von ElektrolytenAusscheidung von Ketonkörpern



Diabetes MellitusBlut

HyperglykämieHyperlipidämieMetabolischeAzidose



Diabetes Mellitus - Bedeutung von Sport: wichtige Säule in der Therapie

Diät, Sport, Medikamentesehr gute Abstimmung von KH- und Insulin-Bedarf erforderlich



Diabetes Mellitus - Bedeutung von Sport: wichtige Säule in der Therapie

Verbesserung der Glukoseaufnahme in ZelleReduktion des Bedarfs an InsulinStoffwechselstabilisierungVermeidung von Spätkomplikationen (z.B. Arteriosklerose)



Diabetes Mellitus - Bedeutung von Sport: Diabetes mellitus Typ I

Hochleistungssport ist möglich ( gute energetische Bilanzierung)


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Diabetes Mellitus - Bedeutung von Sport: Diabetes mellitus Typ II

durch Sport und Diät kann effektiv vorgebeugt werdendurch Sport und Diät kann effektiv therapiert werden




ENDE

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