Aktuelle Ernährungsmedizin 2006; 31: 89-95
DOI: 10.1055/s-2005-915358
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© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Kohlenhydrate als Energieträger im Sport und ihr Einfluss auf die Leistungsfähigkeit

Influence of Carbohydrates on Energy Supply in SportsD.  König1 , P.  Deibert1 , A.  Berg1
  • 1Universitätsklinikum Freiburg, Medizinische Klinik, Abt. Prävention, Rehabilitation und Sportmedizin
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Publication Date:
14 February 2006 (online)

Zusammenfassung

Die Bedeutung einer kohlenhydratreichen Ernährung für den Erhalt der körperlichen Leistungsfähigkeit während intensiver Ausdauerbelastung bzw. hochintensiver, intermittierender Belastung wird allgemein akzeptiert. Ausdauersportlern wird - in Abhängigkeit von Umfang und Intensität der Trainings- und Wettkampfeinheiten - ein Kohlenhydratanteil an der Tagesenergiezufuhr von 60 - 65 % der Gesamtkalorienmenge bzw. 6 - 10 g Kohlenhydrate/kg Körpergewicht/d empfohlen. Diese Empfehlung basiert auf folgenden Grundlagen: 1. Im Vergleich zu Fetten und Proteinen ermöglicht die Utilisation von Kohlenhydraten eine höhere Energieflussrate sowie eine gesteigerte Energieausbeute/l O2 in Muskulatur. Länger anhaltende Ausdauerbelastungen (> 75 - 90 min) im Bereich von ca. 70 - 75 % VO2max sind daher nur über einen hohen Anteil von Kohlenhydraten an der muskulären Energiebereitstellung möglich. 2. Die Höhe der Kohlenhydratspeicher in der Leber und Muskulatur (ca. 1500 - 2000 kcal) ist begrenzt. Durch eine kohlenhydratreiche Ernährung in der Vorbelastungsphase wird eine optimale Auffüllung der muskulären und hepatischen Glykogendepots zwischen den Trainingseinheiten bzw. Wettkämpfen gewährleistet. 3. Durch intermittierende Zufuhr von kohlenhydratreichen Getränken bzw. Snacks kann die Energiebereitstellung aus Kohlenhydraten auch bei anhaltender Ausdauerbelastung aufrechterhalten werden. Untersuchungen haben gezeigt, dass durch eine vermehrte muskuläre Metabolisierung von Blutglukose die Glykogendepots, vor allem in der Leber, geschont werden. Obwohl die Datenlage nicht einheitlich ist und weitere kontrollierte Untersuchungen notwendig sind, haben die Mehrzahl der Untersuchungen unter Kohlenhydratzufuhr eine verbesserte Leistungsfähigkeit im Sinne verlängerter Belastungszeiten nachgewiesen.

Abstract

The ergogenic effect of a high carbohydrate content within the athletes diet is generally accepted. An enhanced performance by carbohydrate feeding has been reported for endurance exercise and high intense intermittent exercise. It is recommended, that athletes increase the amount of carbohydrates within their diet to 60 - 65 % of total energy intake or 6 - 10 g carbohydrate/kg bodyweight/d. These recommendations are found on the basis that: 1. Carbohydrate utilisation is associated with a higher flux of energy within skeletal muscles and an increased energy output/l oxygen consumed. Therefore, prolonged endurance exercise at intensities ranging between 70 - 75 % VO2max is highly dependent on carbohydrate as an energetic source for muscular work. 2. The amount of carbohydrates that can be stored as glycogen in the muscle and liver is limited to approximately 1500 - 2000 kcal. A high carbohydrate diet improves the restoration of glycogen stores in between training sessions and competition. 3. Carbohydrate feeding during endurance exercise has been shown to improve exercise performance, particularly when the exercise duration is longer than 1hour. It has been demonstrated that carbohydrate ingestion during exercise leads to increased oxidation of blood glucose and spares liver glycogen. Although there is a considerable need for further research, most controlled studies support the view that carbohydrates improve endurance capacity and should be the predominant source of energy within the athletes diet.

Literatur

  • 1 Anonymous . Position of the American Dietetic Association, Dietitians of Canada, and the American College of Sports Medicine: Nutrition and athletic performance.  J Am Diet Assoc. 2000;  100 1543-1556
  • 2 Bergstrom J, Hermansen L, Hultman E, Saltin B. Diet, muscle glycogen and physical performance.  Acta Physiol Scand. 1967;  71 140-150
  • 3 Bergström J, Hultman E. A study of the glycogen metabolism during exercise in man.  Scand J clin Lab Invest. 1967;  19 218-228
  • 4 Brouns F. 3. Aspects of dehydration and rehydration in sport. In: Brouns F (ed) Nutritional need of athletes. Chichester; J. Wiley & sons 1993: 51-70
  • 5 Burke E R, Ekblom B. Influence of fluid ingestion and dehydration on precision and endurance performance in tennis. In: Bachl N, Prokop L, Suckert R (eds) Current topics in sports medicine. Proceedings of the world congress of sports medicine, Vienna 1982. Vienna, Munich, Baltimore; Urban & Schwarzenberg 1984: 379-388
  • 6 Burke L M, Collier G R, Davis P G, Fricker P A, Sanigorski A J, Hargreaves M. Muscle glycogen storage after prolonged exercise: effect of the frequency of carbohydrate feedings.  Am J Clin Nutr. 1996;  64 115-119
  • 7 Burke L M, Collier G R, Hargreaves M. Muscle glycogen storage after prolonged exercise: effect of the glycemic index of carbohydrate feedings.  J Appl Physiol. 1993;  75 1019-1023
  • 8 Burke L M, Collier G R, Hargreaves M. Glycemic index - a new tool in sport nutrition?.  Int J Sport Nutr. 1998;  8 401-415
  • 9 Burke L M, Kiens B, Ivy J L. Carbohydrates and fat for training and recovery.  J Sports Sci. 2004;  22 15-30
  • 10 Bussau V A, Fairchild T J, Rao A, Steele P, Fournier P A. Carbohydrate loading in human muscle: an improved 1 day protocol.  Eur J Appl Physiol. 2002;  87 290-295
  • 11 Casey A, Mann R, Banister K. et al . Effect of carbohydrate ingestion on glycogen resynthesis in human liver and skeletal muscle, measured by (13)C MRS.  Am J Physiol Endocrinol Metab. 2000;  278 E65-E75
  • 12 Chryssanthopoulos C, Williams C, Wilson W, Asher L, Hearne L. Comparison between carbohydrate feedings before and during exercise on running performance during a 30-km treadmill time trial.  Int J Sport Nutr. 1994;  4 374-386
  • 13 Cluberton L J, McGee S L, Murphy R M, Hargreaves M. Effect of carbohydrate ingestion on exercise-induced alterations in metabolic gene expression.  J Appl Physiol. 2005;  99 (4) 1359-1363. Epub 2005 Jun 2
  • 14 Coggan A R, Coyle E F. Carbohydrate ingestion during prolonged exercise: effects on metabolism and performance.  Exerc Sport Sci Rev. 1991;  19 1-40
  • 15 Coggan A R, Swanson S C. Nutritional manipulations before and during endurance exercise: effects on performance.  Med Sci Sports Exerc. 1992;  24 S331-335
  • 16 Costill D L, Bowers R, Branam G, Sparks K. Muscle glycogen utilization during prolonged exercise on successive days.  J Appl Physiol. 1971;  31/6 834-838
  • 17 Coyle E F. Substrate utilization during exercise in active people.  Am J Clin Nutr. 1995;  61 968S-979S
  • 18 Coyle E F, Coggan A R, Hemmert M K, Ivy J L. Muscle glycogen utilization during prolonged strenuous exercise when fed carbohydrate.  J Appl Physiol. 1986;  61 165-172
  • 19 Coyle E F, Jeukendrup A E, Oseto M C, Hodgkinson B J, Zderic T W. Low-fat diet alters intramuscular substrates and reduces lipolysis and fat oxidation during exercise.  Am J Physiol Endocrinol Metab. 2001;  280 E391-E398
  • 20 Gollnick P D, Piehl K, Saubert I V, Armastrong R B, Saltin B. Diet, exercise, and glycogen changes in human muscle fibers.  J Appl Physiol. 1972;  33 421-425
  • 21 Halson S L, Lancaster G I, Achten J, Gleeson M, Jeukendrup A E. Effects of carbohydrate supplementation on performance and carbohydrate oxidation after intensified cycling training.  J Appl Physiol. 2004;  97 1245-1253
  • 22 Hargreaves M, Costill D L, Coggan A, Fink W J, Nishibata I. Effect of carbohydrate feedings on muscle glycogen utilization and exercise performance.  Med Sci Sports Exerc. 1984;  16 219-222
  • 23 Hargreaves M, Hawley J A, Jeukendrup A. Pre-exercise carbohydrate and fat ingestion: effects on metabolism and performance.  J Sports Sci. 2004;  22 31-38
  • 24 Hawley J A, Dennis S C, Lindsay F H, Noakes T D. Nutritional practices of athletes: are they sub-optimal?.  Journal of Sports Sciences. 1995;  13 Spec No S75-81
  • 25 Jentjens R L, Achten J, Jeukendrup A E. High oxidation rates from combined carbohydrates ingested during exercise.  Med Sci Sports Exerc. 2004;  36 1551-1558
  • 26 Jentjens R L, Moseley L, Waring R H, Harding L K, Jeukendrup A E. Oxidation of combined ingestion of glucose and fructose during exercise.  J Appl Physiol. 2004;  96 1277-1284
  • 27 Jentjens R L, Shaw C, Birtles T, Waring R H, Harding L K, Jeukendrup A E. Oxidation of combined ingestion of glucose and sucrose during exercise.  Metabolism. 2005;  54 610-618
  • 28 Jentjens R L, Loon L J van, Mann C H, Wagenmakers A J, Jeukendrup A E. Addition of protein and amino acids to carbohydrates does not enhance postexercise muscle glycogen synthesis.  J Appl Physiol. 2001;  91 839-846
  • 29 Jeukendrup A E. Carbohydrate intake during exercise and performance.  Nutrition. 2004;  20 669-677
  • 30 Keul J, Huber G, Lehmann M, Berg A, Jakob E. Einfluss von Dextrose auf Fahrleistung, Konzentrationsfähigkeit, Kreislauf und Stoffwechsel im Kraftfahrzeug-Simulator.  Aktuel Ernaehr Med. 1982;  7 7-14
  • 31 Levine S A, Gordon B, Derick C L. Some changes in chemical constituents in blood following a marathon race.  JAMA. 1924;  82 1778
  • 32 McConell G, Kloot K, Hargreaves M. Effect of timing of carbohydrate ingestion on endurance exercise performance.  Med Sci Sports Exerc. 1996;  28 1300-1304
  • 33 Newsholme E A, Parry-Billings M, McAndrew N, Budgett R. A biochemical mechanism to explain some characteristics of overtraining. In: Brouns F (ed) Advances in nutrition and top sport. Basel; Karger 1991: 79-93
  • 34 Okano G, Sato Y, Takumi Y, Sugawara M. Effect of 4 h preexercise high carbohydrate and high fat meal ingestion on endurance performance and metabolism.  Int J Sports Med. 1996;  17 530-534
  • 35 Parkin J A, Carey M F, Martin I K, Stojanovska L, Febbraio M A. Muscle glycogen storage following prolonged exercise: effect of timing of ingestion of high glycemic index food.  Med Sci Sports Exerc. 1997;  29 220-224
  • 36 Schabort E J, Bosch A N, Weltan S M, Noakes T D. The effect of a preexercise meal on time to fatigue during prolonged cycling exercise.  Med Sci Sports Exerc. 1999;  31 464-471
  • 37 Sherman W M, Brodowicz G, Wright D A, Allen W K, Simonsen J, Dernbach A. Effects of 4 h preexercise carbohydrate feedings on cycling performance.  Med Sci Sports Exerc. 1989;  21 598-604
  • 38 Slentz C A, Davis J M, Settles D L, Pate R R, Settles S J. Glucose feedings and exercise in rats: glycogen use, hormone responses, and performance.  J Appl Physiol. 1990;  69 989-994
  • 39 Wee S L, Williams C, Tsintzas K, Boobis L. Ingestion of a high glycemic index meal increases muscle glycogen storage at rest but augments its utilisation during subsequent exercise.  J Appl Physiol. 2005;  99 (2) 707-714. Epub 2005 Apr 14
  • 40 Whitley H A, Humphreys S M, Campbell I T. et al . Metabolic and performance responses during endurance exercise after high-fat and high-carbohydrate meals.  J Appl Physiol. 1998;  85 418-424
  • 41 Wright D A, Sherman W M, Dernbach A R. Carbohydrate feedings before, during, or in combination improve cycling endurance performance.  J Appl Physiol. 1991;  71 1082-1088
  • 42 Zawadzki K M, Yaspelkis III B B, Ivy J L. Carbohydrate-protein complex increases the rate of muscle glycogen storage after exercise.  J Appl Physiol. 1992;  72 1854-1859

Daniel König

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