Ernährung im Sport

Äquivalent, d. h., bei einer vergleichbaren submaximalen Leistung nimmt der Energieaufwand ab. Auf sportliche Belastungen übertragen, bedeutet das die Abnahme der Sauerstoffaufnahme bei submaximaler Leistung. Die Zunahme des Wirkungsgrads ist nicht nur an der Sauerstoffabnahme und am niedrigeren respiratorischen Quotienten (RQ) zu erkennen, sondern auch am veränderten Regulationsverhalten von Atmung, Herz-Kreislauf-System und Stoffwechsel.
    Die dem Muskel angebotene Energie über die Energieträger Glukose und freie Fettsäuren (FFS) kann nur zu 18-23% in mechanische Arbeit umgesetzt werden. Demnach wird der größere Teil (77-88%) als Wärme frei. Die Wärmefreisetzung wird beim Sport als Schwitzen wahrgenommen. Durch Ausdauertraining verbessert sich der Wirkungsgrad der Muskelarbeit, er kann nach mehrjährigem Leistungstraining im Radsport von 19% bis auf 22% ansteigen ( Abb. 1/2 ).

    Abb. 1/2: Veränderung des muskulären Wirkungsgrads (Eta _) bei Eliteradsportlern über drei Trainingsjahre. Im Untersuchungszeitraum kam es zur Verbesserung des Wirkungsgrads von 19% auf 22%. Eigene Daten.
    Der Wirkungsgrad der Muskelarbeit verbessert sich bevorzugt beim sportartspezifischen Training, welches mit Widerstand (Kraft) ausgeführt wird. Bei unspezifischem Training oder häufigem Sportartenwechsel verändert sich der Wirkungsgrad kaum. Der muskuläre Wirkungsgrad eines Sportlers ist stets höher als der eines Untrainierten bei vergleichbarer Belastung. Die Verbesserung des Wirkungsgrads lässt sich bei Leistungsradsportlern an der Abnahme der Sauerstoffaufnahme auf submaximalen Belastungsstufen erkennen ( Abb. 2/2 ).

    Abb. 2/2: Beziehung zwischen Wirkungsgrad (_) und Sauerstoffaufnahme bei Eliteradsportlern. Mit der Verbesserung des Wirkungsgrads nimmt die Sauerstoffaufnahme bei 270 W Ergometerleistung ab. Eigene Daten.
    Der Wirkungsgrad berechnet sich:

    Tab. 3/2: Beispiel für die Wirkungsgradberechnung bei Ergometrie
Bei einer Ergometerleistung von 280 W/min werden bei einem kalorischen Äquivalent von 0,95 genau 3,83 l Sauerstoff aufgenommen. Das entspricht einem Energieverbrauch von 80,24 kJ (19,2 kcal).
280 W = 280 J/s entsprechen in 60 s (1 min) = 16.800 J (16,8 kJ).
Wirkungsgrad ( n ) ist dann: 16,8: 80,24 x 100% = 20,94%
Energetische Sicherung der Muskelarbeit
    Bei der Muskelkontraktion wird das energiereiche ATP in die energieärmere Phosphatverbindung Adenosindiphosphat (ADP) abgebaut. Die dabei frei werdende Energie wird für die Muskelarbeit genutzt. Für den Wiederaufbau (Resynthese) des ADP zu ATP stehen mehrere Möglichkeiten zur Verfügung. Bei den für die Resynthese vorhandenen Substraten handelt es sich um: Kreatinphosphat, Glukose, freie Fettsäuren und einige Aminosäuren, die zu Glukose umgewandelt werden können.
    Dauer und Intensität (Geschwindigkeit) der Muskelbelastung bestimmen, welche von den Substraten zur ATP-Resynthese genutzt werden ( Abb. 3/2 ). Für die schnelle ATP-Resynthese eignet sich bei längeren Intensivbelastungen nur das Muskelglykogen, welches über die Glykolyse abgebaut wird.

    Abb. 3/2: Energiegewinn aus den Substraten. Die ATP-Bildungsrate ist aus den energiereichen Phosphaten (ATP, CP) pro Zeiteinheit am größten und aus den Fettsäuren am kleinsten.
    Der Energiegewinn kann mit und ohne muskuläre Sauerstoffversorgung erfolgen, d. h. aerob und anaerob. Ohne ausreichende Sauerstoffversorgung kann die Muskelarbeit nur für wenige Sekunden mithilfe der energiereichen Phosphate ausgeführt werden. Stabile Ausdauerleistungen sind ohne kontinuierliche Sauerstoffversorgung nicht möglich. Mit Beginn der Muskelarbeit steigt der Sauerstoffbedarf stark an. Zum Ausgleich des Sauerstoffdefizits wird die Energie aus dem Kreatinphosphat (CP-Speicher) und über die Glykolyse (anaerober Glykogenabbau) gewonnen. Aus dem CP-Abbau kann die Muskulatur nur für 6-8 s intensiv belastet werden. Sinkt der CP-Speicher auf 50%, dann erfolgt die weitere Energiegewinnung zur ATP-Resynthese aus dem anaeroben Glykogenabbau in Muskulatur und Leber (Glykolyse).
    Die belastungsadäquate maximale Sauerstoffversorgung des Muskels ist erst nach einer Verzögerung von 60-90 s möglich. In der Sportpraxis wird diese Verzögerung durch die Vorstarterwärmung ausgeglichen. Durch die Vorbelastung wird der aerobe Stoffwechsel auf seinen Betriebszustand gebracht und um das Mehrfache seiner Kapazität in Ruhe gesteigert. Wird z. B. schneller als mit 75% der individuellen maximalen Sauerstoffaufnahme (VO 2