Dr. med. Detlef Nachtigall
Diese Seite ist für meinen Freund Detlef Nachtigall (geb.Schwarz)
Er ist ein wirklich guter Freund für mich, der sogar mein
Trauzeuge in Sao Paulo war. Wir sind viele, viele Kilometer gemeinsam gelaufen
und haben gemeinsam unsere unterschiedlichen, universitären und beruflichen
Prüfungen geschafft. So etwas schweißt für's Leben zusammen.
Detlef verbindet zwei nicht zu unterschätzende Eigenschaft. Er war ein
herausragender Athlet, der alles genau plante und so seine Erfahrungen gemacht
hat. Außerdem hat er in seiner medizinischen Ausbildung immer den Zusammenhang
zum Leistungssport gesucht. Zu guter Letzt ist er ein gewissenhafter und genauer
Arbeiter, der die Dinge bis zu Ende denkt. Alle diese Eigenschaften sollen auf
dieser Seite zum Ausdruck kommen. Sie wird, wie alles andere, langsam wachsen.
Folgende Themen findet ihr auf dieser Seite:
Mineralstoffe und Spurenelemente im Ausdauersport
Mineralstoffe und Spurenelemente im Ausdauersport
Zur besseren Übersicht sind hier alle wichtigen Mineralstoffe und Spurenelemente aufgezählt. Ein Klick auf den jeweiligen Namen und ihr bekommt klare und verständliche Informationen. Zum Lesen natürlich auch der ganze Text.
Zink
Magnesium
Eisen
Calcium
Phosphor
Jod
Mangan
Kupfer
Chrom
Selen
Einführung
Wie häufig kommt ein Mineralstoffmangel bei Ausdauersportlern vor?
Leider viel zu häufig und er
wird oft nicht als solcher erkannt.
Chronische Müdigkeit beim Training, keine Leistungsfortschritte, trotz
umfangreichen Trainings, verlängerte Regenerationszeit nach intensiven
Trainingseinheiten. Die Diagnose scheint eindeutig: Übertraining - oder? Könnte
es sich auch um einen Eisenmangel handeln? Auch ein Zinkmangel kommt bei
Ausdauersportlern häufiger vor. Nicht ungewöhnlich wäre auch eine
Unterversorgung mit Jod. Ein relativer Mangel an Spurenelementen und
Mineralstoffen ist häufig unter Leistungssportlern. Das Vollbild eines
Eisenmangels mit Blutarmut und auffälliger Blässe, oder der Verlust des
Geschmackssinnes und Wundheilungsstörungen beim ausgeprägtem Zinkmangel sind
allerdings sehr selten unter Leistungssportlern. Das Erkennen eines beginnenden
Magnesium- oder Eisenmangels ist schwierig. Aber genau diese relativ leichten
Mangelzustände sind es, die die Formentwicklung stören und zu einer Stagnation
der Leistung führen.
22 verschiedene Mineralstoffe und Spurenelemente kommen im Körper vor, machen
aber zusammen nicht einmal 5% des Körpergewichtes aus. Der Bericht der
Deutschen Gesellschaft für Ernährung (DGE) zeigt bei der Versorgung der
Normalbevölkerung mit Mineralstoffen vor allem Defizite in der Aufnahme von
Calcium und Jod. Triathleten sind hingegen wesentlich häufiger von einem
Magnesium- Zink- und Eisenmangel bedroht. Die enorme biologische Bedeutung
von Magnesium, Zink und Eisen wird deutlich, wenn man die Vielzahl an
Stoffwechselprozessen betrachtet, in den sie biologische Funktionen regulieren.
Viele Untersuchungen haben gezeigt, dass es unter intensiver Belastung zu erhöhten
Verlusten von Mineralstoffen und Spurenelementen kommt. Dazu zählen Zink,
Magnesium, Chrom, Kupfer und Jod. Diese Substanzen gehen entweder über den
Schweiß oder über den Urin verloren.
Diesem Problem einfach mit der Einnahme von Mineralstofftabletten zu begegnen scheint einfach, funktioniert in der Regel aber mehr schlecht als recht. Die Gründe sind die teilweise schlechte Resorption von Spurenelementen aus Tablettenform, die gegenseitige Beeinflussung der Resorption einzelnen Spurenelement in einem Multi-Mineralstoffpräparat und die Wechselwirkung mit anderen Nahrungsbestandteilen. Häufig zu beobachtende Fehler bei der Einnahme von Mineralstofftabletten sind zum Beispiel: eine Tasse Kaffee direkt nach der Einnahme einer Eisenkapsel oder die Einnahme einer Magnesiumtablette mit einem Glas Milch. Diese Kombinationen sind so wirksam, dass man sich die Einnahme der Tabletten hätte sparen können.
Ernährungsanalysen zeigen, dass viele Athleten ein Defizit in der Chrom-, Zink-, Phosphat-, und Magnesium-Aufnahme haben. Daraus folgt aber nicht zwangsläufig ein Mangelzustand, denn der Körper kann über längere Zeit eine zu geringe Aufnahme durch eine verminderte Ausscheidung über die Niere kompensieren. Vegetarierinnen leiden verschiedenen Untersuchungen zu Folge deutlich häufiger an einem Eisen und Zinkmangel als Frauen, die Fleisch essen. Eine Ernährung ohne Vollkornprodukte und mit wenig Rohkost-Anteil kann zu einer Verarmung des Körpers an Zink und Chrom führen. Auch für den Leistungsport gilt: grundsätzlich kann der Mehrbedarf an Mineralstoffen vollständig über eine ausgewogene Ernährung gedeckt werden. Eine abwechslungsreiche Ernährung mit viel frischem Obst, Gemüse, Rohkost und Vollkornprodukten stellt die Versorgung mit fast allen Spurenelementen vollständig sicher. Eine Ausnahme stellt die ausreichende Versorgung junger Frauen mit Eisen dar, vor allem dann, wenn zusätzlich das Fleisch aus dem Ernährungsplan gestrichen wurde. Ansonsten ist eine zusätzliche Substitution über Pillen und Tabletten nicht notwendig. Die Aussage: „wenn ein wenig gut ist, dann muss mehr noch besser sein“, trifft auf die Mineralstoffaufnahme nicht zu. Die Einnahme von Mineralstoffen über den individuellen Bedarf hinaus hat keine leistungssteigernde Wirkung. Das gilt für Magnesium genauso wie für Eisen, Zink oder Chrom. Die unbegründete Einnahme von Mineralstoffen über den Bedarf hinaus kann zu erheblichen gesundheitlichen Problemen führen. Ein Beispiel dafür ist die zusätzliche Einnahme von Magnesium in Mengen, die 500 mg/Tag übersteigen. Diese Menge führt oft zu Durchfall und kann den Phosphathaushalt aus dem Gleichgewicht bringen. Die zusätzliche Einnahme von Zink (50 mg/Tag) über Monate hinweg kann die Kupferaufnahme aus der Nahrung soweit stören, dass es zu einem Kupfermangel kommt. Auch die regelmäßige Substitution von Chrom ist nicht unproblematisch, es kann sich langfristig ein Eisenmangel einstellen.
Durch einen hohen Anteil von Vollkornprodukten in der Ernährung lässt sich die Zufuhr von Spurenelementen bzw. Mineralstoffen deutlich verbessern. Auf der anderen Seite gibt es Hinweise darauf, dass besonders der hohe Gehalt an Phytinsäure (z.B. in Weizenkleie) die Aufnahme von Eisen und Zink aus der Nahrung hemmt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der Phytinsäuregehalt nur in unfermentierten Getreideprodukten (Kleie, Vollkornnudeln) hoch ist. Vollkornbrote enthalten relativ wenig Phytinsäure, weil während der Teigführung/Fermentierung mit Hefe oder Sauerteig ein weitgehender Abbau der Phytinsäure erfolgt. Die bisherigen Untersuchungen zusammenfassend lässt sich sagen, dass durch eine Erhöhung des Anteils an Getreideballaststoffen und die damit verbundene Mehraufnahme von Phytinsäure keine Beeinträchtigung der Zink und Eisenversorgung entsteht. Der Vorteil des deutlich erhöhten Anteils an vielen Spurenelementen (u.a. Chrom, Selen, Mangan) überwiegt derart, dass diese Produkte für eine Zufuhr von Spurenelementen eine wichtige Bedeutung erlangen. Zu vermeiden sind einseitige Kostformen aus unfermentierten Getreide (z.B. nur Vollkornnudeln oder die tägliche Aufnahme von Kleie als Nahrungszusatz).
Ernährungs-Tipp: Wer sein Müsli oder den Joghurt täglich mit einem Löffel Weizenkeimen verfeinert, erreicht auf diese Weise eine höhere Zufuhr von Mangan, Zink, Eisen und Kupfer, aber auch von Phosphor und Magnesium. Grundsätzlich lässt sich die Zufuhr von Spurenelementen erhöhen, wenn an Stelle von Zucker Melasse, Ursüße oder Vollzucker (getrockneter Saft aus Zuckerrohr bzw. Zuckerrüben) zum Süßen verwendet wird.
In unserem Körper befinden sich
etwa 2 Gramm Zink. Es ist das zweithäufigste Spurenelement nach Eisen im Körper.
Es sind mehr als 300 Enzyme bekannt, deren Aktivität durch Zink beeinflusst
wird, weiterhin hat es antioxidative Eigenschaften (vergleichbar mit Vitamin C
und E) und eine wesentliche Bedeutung für die Regulation von Hormonen.
Besonders wichtig ist auch die Rolle von Zink für die normale Funktion des
Immunsystems.
Es gibt Untersuchungen aus den
USA, die zeigen, dass 40% der untersuchten Sportler zu niedrige Zinkspiegel im
Blut aufweisen. Ernährungsprotokolle bei Sportlern zeigen mit am häufigsten
eine mangelhafte Aufnahme von Zink unter den essentiellen Nährstoffen.
Ursachen für einen Zinkmangel können
hohe Schweißverluste, wiederholte Infekte und häufiger Wettkampfstress sein.
Geringe Blutverluste über den Verdauungstrakt unter intensiven Laufbelastungen
können nicht nur zu einem Eisenmangel, sondern auch zu einem Zinkmangel führen.
Für Triathleten ist folgende Tatsache besonders wichtig: Neuere Studien haben
gezeigt, dass es ab Trainingsumfängen von ca. 20 Trainingsstunden pro Woche
zu erniedrigten Serum-Zinkspiegeln und vermehrten Verlusten von Zink über
den Urin kommt. Die Diagnose eines Zinkmangels erfolgt nicht durch eine einzelne
Zinkbestimmung im Serum, sondern nur durch eine wiederholte Messung erniedrigter
Werte in Verbindung mit einer
typischen Symptomatik.
Bei der Entstehung von
indirekten Muskelverletzungen spielen wahrscheinlich freie Sauerstoffradikale
eine entscheidende Rolle. Da Zink auch antioxidative Eigenschaften besitzt, kann
es auch Muskelmembranen vor den Wirkungen freier Sauerstoffradikale schützen.
Die Annahme einer erhöhten muskulären Belastbarkeit durch einen verbesserten
antioxidativen Schutz ist daher berechtigt. Ein ausgeglichener Zinkhaushalt ist
ein wichtiger Baustein beim Aufbau eines antioxidativen Schutzes.
Empfohlene Aufnahme:
Die von der DGE empfohlene
Aufnahme liegt für Männer bei 10 mg und für Frauen bei 7 mg/Tag.
Typische Mangelsymptome:
Ein unspezifischer Hinweise auf
einen Zinkmangel kann eine depressive Stimmungslage, ein Appetitverlust, aber
auch die Einschränkungen des Geschmacks- oder Geruchssinns sein. Auch eine neu
aufgetretene Infektanfälligkeit kann als Hinweis auf einen Zinkmangel gewertet
werden. Weitere Symptome eines Zinkdefizits: verzögerte Wundheilung, weiße
Flecken auf den Fingernägeln, Nachtblindheit, Haarausfall, allgemein
verschlechterte Muskelfunktion
Zinkreiche Lebensmittel
sind Hülsenfrüchte, Nüsse, Fleisch, Käse, Vollkornbrote, Weizenkeime,
Haferflocken.
Wechselwirkung mit anderen
Mineralstoffen und Nahrungsmitteln :
Die Zinkresorption wird durch Kaffee und Tee, aber auch durch Wein gehemmt. Zink aus Fleisch und Eiern wird wesentlich besser resorbiert als aus pflanzlichen Nahrungsmitteln. Die Resorptionsquote von Zink aus Fleisch ist um den Faktor 3 größer als aus einem Vollkornmüsli.
Die Zinkaufnahme im Darm wird durch die gleichzeitige Anwesenheit von Phytaten, vor allem aus Getreide, gestört. Die Folge ist, dass Getreideprodukte, ausgenommen Vollkornbrot, trotz ihres hohen Zinkgehaltes keine guten Zinklieferanten darstellen.
Der Zinkstatus hat eine enge
Beziehung mit der Versorgung an Kupfer. Eine lang anhaltende Zinkeinnahme kann
zu einem Kupfermangel führen. Die Zinkaufnahme wird durch die Anwesenheit von
Eiweiß im Darm verbessert. Die Zinkaufnahme wird negativ beeinflusst durch die
gleichzeitige Aufnahme von Calcium, Eisen, Mangan, Selen und Kupfer.
Der Magnesiumgehalt des Körpers
beträgt zwischen 20g und 28 g, der größte Teil davon ist in den Knochen
enthalten. Magnesium ist an mehr als 320 enzymatischen Reaktionen beteiligt, in
denen Nahrung verstoffwechselt wird und neue Stoffe entstehen. Einige wichtige
Beispiele sind die Glykolyse (Abbau von Kohlenhydraten), der Fett- und Eiweißstoffwechsel.
Auch für die Muskelkontraktion ist Magnesium von großer Bedeutung.
Empfohlene Aufnahme:
Die Empfehlung der DGE für die Magnesiumaufnahme liegt bei Männern bei 350
mg/Tag und bei Frauen bei 300 mg/Tag.
Typische Mangelsymptome:
Allgemein bekannt ist, dass es bei einem Magnesiummangel deutlich häufiger zu
Muskelkrämpfen kommt. Aber auch eine Muskelschwäche kann ein Mangelsymptom
sein. Eine allgemeine muskuläre Übererregbarkeit kann als deutliches Symptom
eines Magnesiummangels gewertet werden. Weitere Symptome bei fortgeschrittenen
Mangelzuständen sind Übelkeit, Appetitverlust und Müdigkeit.
Eine Untersuchung an über 500 Amerikanern zeigte, dass
durchschnittlich nicht einmal 2/3 der empfohlenen Magnesiumzufuhr von 350 mg
erreicht wurden. Auf der anderen Seite gibt es eine Reihe von Fachleuten, die
die derzeitig empfohlene Tagesdosis von 350 mg noch für deutlich zu niedrig
halten. Die einmalige Bestimmung von Magnesium im Serum gilt nicht als zuverlässige
Methode zum Nachweis eines Magnesiummangels. Etwas zuverlässiger ist der
wiederholte Nachweis von erniedrigten Magnesiumwerten im Blut.
Es ist auffällig, dass bei Sportlern überzufällig häufig ein
erniedrigter Magnesiumspiegel im Serum gemessen wird. Ein Übertrainingszustand
und eine vermehrte Stressbelastung geht mit erhöhten Magnesiumverlusten einher.
Intensives Training mit hohen Schweißverlusten (z.B. bei
länger andauernden Hitzeperioden) kann durch die Magnesiumverluste über
den Schweiß zu einem Magnesiumdefizit führen. Treffen mehrere der oben aufgeführten
„Stressfaktoren“ zusammen, so kann der tägliche Magnesiumbedarf deutlich über
den empfohlenen 350 mg liegen. Ein Beispiel: ein 70 kg schwerer Triathlet,
Kaffeetrinker, relativ regelmäßiger Biertrinker, intensives Training von
2-4 Stunden täglich. Im August bei Temperaturen, die wochenlang die 30°C-Marke
erreichen, wird er einen täglichen Magnesiumbedarf von 500 bis 700 mg haben.
Sollte dieser Athlet dann noch wenig auf Vollkornbrot, Nüsse und grünes
Blattgemüse stehen, ist langfristig ein Magnesiummangel vorprogrammiert.
Eine Reihe von Studien hat
konkret gezeigt, dass eine Substitution von Mineralstoffen über den Bedarf
hinaus keine leistungssteigernde Wirkung hat. In einer Studie an Marathonläufern
wurde die Wirkung einer Magnesiumgabe von täglich 365 mg über einen Zeitraum
von 4 Wochen vor und 6 Wochen nach einem Marathon auf das Wettkampfergebnis und
die muskuläre Regeneration untersucht. Die Magnesiumeinnahme führte zu keinem
besseren Wettkampfergebnis als die Placeboeinnahme. Auch die üblicherweise
deutlich ausgeprägten Muskelschäden wurden durch die Magnesiumgabe nicht
positiv beeinflusst.
Magnesiumreiche
Nahrungsmittel:
Gute Magnesiumquellen sind Nüsse, Vollkornbrote, grünes Blattgemüse: Grünkohl,
Löwenzahn, Spinat. Aber auch Erbsen, Broccoli, grüne Bohnen und Kartoffeln
haben einen hohen Magnesiumgehalt. Obst: Bananen, Himbeeren, getrocknete Früchte:
Feigen, Datteln, Aprikosen, Rosinen, Sultaninen.
Ein hoher Calciumgehalt der Nahrung hemmt die Magnesium-Aufnahme. Die
Magnesiumresorption wird weiterhin durch die gleichzeitige Aufnahme von
Phosphor, Fett, Protein und Alkohol gehemmt. Alkohol- und Kaffeekonsum führen
zu Magnesiumverlusten des Körpers. Die Magnesiumresorption wird durch Vitamin D
gesteigert.
Was tun, wenn ein Mangelzustand besteht?
Sollte ein Magnesiummangel nachgewiesen sein, ist es wichtig, dass bei der
Einnahme von Tabletten bestimmte Regeln eingehalten werden. Keine
Einzeldosen von mehr als 300 mg einnehmen. Die Tagesdosis auf 2 bis 4 Einzeldosen zwischen 100 bis 200 mg verteilen.
Dadurch lässt sich der resorbierte Anteil deutlich erhöhen. Bei einem
nachgewiesenem Mangel wird zur Zeit eine tägliche Magnesiumgabe von 5 mg pro Kg
Körpergewicht für mindestens einen Monat empfohlen. Für eine 60 kg schwere
Athletin bedeutet das eine tägliche Gesamtdosis von 300 mg, am besten verteilt
auf drei Einzelgaben von 100 mg über den Tag verteilt. Magnesium bitte nicht
zusammen mit calciumreichen Milchprodukten einnehmen. Außerdem sollte es
niemals abends eingenommen werden, weil das zu Einschlafstörungen führen kann.
Bei typischen Magnesiummangel-Symptomen kann es teilweise Monate dauern, bis das
Magnesiumdefizit ausgeglichen ist und die Symptome verschwinden. Die zusätzliche
Einnahme von mehr als 500 mg Magnesium am Tag kann zu Durchfall führen.
Von einem Eisenmangel sind in
der Normalbevölkerung besonders junge Frauen betroffen. Neuere Untersuchungen
haben gezeigt, dass fast 40 % der Frauen im Alter zwischen 18 und 45 Jahren
vollständig entleerte Eisenspeicher und damit einen Eisenmangel aufweisen.
Ursache dafür ist in der Regel eine Kombination aus einer zu geringen Zufuhr über
die Nahrung und erhöhten Verlusten durch Menstruationsblutung und
Schwangerschaft. Unter den Sportlern sind besonders Mittel- und Langstreckenläufer
und Läuferinnen von einem Eisenmangel bedroht. Wettkämpfe und ein intensives
Tempotraining führen zu geringen Blutverlusten über den Darm und können
dadurch einen Eisenmangel verursachen. Kommt zu diesem intensiven Lauftraining
noch eine zu geringe Eisenzufuhr über die Nahrung, z.B. durch einen Verzicht
auf Fleisch hinzu, oder bei Frauen eine auffällig starke Menstruationsblutung,
so ist die Entwicklung eines Eisenmangels sehr wahrscheinlich.
Typische Mangelsymptome:
Typische Symptome eines Eisenmangels bei Leistungssportlern sind die Unfähigkeit,
auf einem hohen Niveau zu trainieren, eine Stagnation der Leistung, trotz
intensiven Trainings, aber auch die Neigung zu Muskelkrämpfen. Die Symptomatik
kann sehr der eines Übertrainingszustandes gleichen. Allgemeinsymptome sind Müdigkeit
und Mattigkeit, manchmal Kopfschmerzen, aber auch Mundwinkelrhagaden können
auftreten.
Empfohlene Aufnahme:
Die empfohlene tägliche Aufnahme an Eisen beträgt für Frauen 18 mg und für
Männer 12 mg.
Eisenhaltige Nahrungsmittel:
Mit Abstand am meisten Eisen nimmt der Körper aus Fleischprodukten auf.
Gute pflanzliche Eisenquellen sind z.B. Hirse und Amaranth-Getreide, aber auch
Zuckerrübensirup und getrocknete Aprikosen.
Wechselwirkung mit anderen Mineralstoffen und Nahrungsmitteln:
Eisen aus Fleisch wird vom Darm
wesentlich besser resorbiert als Eisen aus pflanzlichen Quellen. Das erklärt
auch die Tatsache, dass der Eisenmangel unter Sportlern, die sich vegetarisch
ernähren, wesentlich häufiger vorkommt.
Eine Langzeitsubstitution von Eisen kann zu einem sekundären Zinkmangel,
Chrommangel und Manganmangel führen. Die Eisenaufnahme wird durch ein
gleichzeitig hohes Magnesium- oder Zinkangebot im Darm gestört. Ein hoher
Calciumgehalt der Nahrung hemmt die Eisenaufnahme. Die Eisenresorption wird
durch Mangan direkt gehemmt, auch schon durch kleinste Mengen.
Die Substitution von Eisen über längere Zeit bleibt nicht ohne Auswirkung auf
den übrigen Mineralhaushalt. Nach einer 12-wöchigen Eisentherapie bei
nachgewiesenem Eisenmangel konnte eine Abfall von Zink und Magnesium im Serum
nach Ende der Eisentherapie beobachtet werden. Die Einnahme der Pille kann zu
erhöhten Ferritinwerten führen und damit ein falsches Bild von den tatsächlich
zu Verfügung stehenden Eisenreserven geben.
Die starke Wechselwirkung von Eisen mit anderen Nahrungsbestandteilen hat zu der
Empfehlung geführt, Eisen nur auf nüchternem Magen mit einem Mindestabstand
von einer halben Stunde zur nächsten Mahlzeit einzunehmen.
Was tun, wenn ein Mangelzustand besteht?
Bei einem nachgewiesenem Eisenmangel (Ferritinwerte von < 35 µg/l bei
Sportlern !) ist die Substitution von täglich 100 mg Eisen über einen Zeitraum
von 12 Wochen notwendig.
Calcium ist der am häufigsten
vorkommende Mineralstoff im Körper. 99% des Calciums befinden sich im Knochen
und in den Zähnen. Die Calciumversorgung einzelner Bevölkerungsgruppen ist
unzureichend. Hierzu zählen besonders junge Frauen. Da Calcium für den Aufbau
der Knochenstruktur besonders wichtig ist, kann eine langfristige
Unterversorgung an Calcium besonders bei jungen Athletinnen enorme Folgen haben.
Empfohlene Aufnahme:
Die tägliche Calciumaufnahme sollte bei mindestens 800 mg liegen.
Typische Mangelsymptome:
Unter intensiven Trainingsbelastungen drohen
Ermüdungsfrakturen. Diese feinen Haarrisse in der Knochenstruktur werden oft
erst nach einem langen Leidensweg diagnostiziert. Eine länger bestehende,
belastungsabhängige Schmerzsymptomatik im Bereich des Unterschenkelknochens
oder im Vorfußbereich kann Hinweise auf eine Ermüdungsfraktur sein.
Wechselwirkung mit anderen
Mineralstoffen:
Die Calciumresorption wird durch die Anwesenheit von Vitamin D verbessert und
durch ein Zuviel an Magnesium verschlechtert.
Calciumreiche Nahrungsmittel:
Gute Calciumquellen sind im Prinzip alle Milchprodukte.
Was tun, wenn ein
Mangelzustand besteht?
Bei der zusätzlichen Einnahme von Calcium-Tabletten ist es wichtig, die
Einnahme auf mehrere kleine Einzeldosen zu verteilen. Aus einer einmaligen
Tagesdosis von 2000 mg resorbiert der Körper z.B. 280 mg. Aus einer Tagesdosis
von 500 mg, die Aufnahme aber verteilt auf drei Einzeldosen, resorbiert der Körper
fast genauso viel, nämlich 200 mg. Sollte eine Calciumsubstitution über
Tabletten notwendig sein (z.B. im Rahmen einer Ermüdungsfraktur, die u.a. auf
ein länger bestehendes Calciumdefizit zurückgeführt werden kann), dann ist
besonders Calciumcitrat geeignet. Weniger geeignet ist hingegen Calciumcarbonat,
da es die Aufnahme anderer Mineralstoffe (z.B. Phosphor) stören kann und die
„Verdauung“ der Nahrung im Magen durch die Neutralisation von Magensäure
negativ beeinflusst.
Wie bereits erwähnt, hat die
Substitution von Mineralstoffen ohne das Vorliegen eines Mangelzustandes keinen
positiven Einfluss auf die Leistungsfähigkeit. Phosphor stellt eine Ausnahme
dar. Es ist der einzige Mineralstoff, dessen kurzzeitige Substitution eine günstigen
Effekt auf die Leistungsfähigkeit hat, ohne, dass vorher eine Mangelzustand
bestanden haben muss. Der entscheidende Nachteil einer hohen Zufuhr von Phosphor
z.B. als Phosphat ist, dass es zu einer Störung des Calciumhaushaltes mit
abfallenden Calciumwerten im Blut kommt.
Jod ist ein wichtiges Spurenelement für die Funktion der Schilddrüse. Ein länger bestehendes Defizit in der Jodaufnahme führt zu Veränderungen im Hormonhaushalt der Schilddrüse. Dieses Defizit wird in der Regel durch eine zu geringe Aufnahme von Jod über die Nahrung verursacht. Es ist aber durchaus möglich, dass auch hohe Schweißverluste bei Sportlern einen Mangelzustand mit verursachen können. Die Schweißkonzentration von Jod liegt bei etwa 40 µg/l, d.h. bei einem Schweißverlust von 4 Litern täglich, ist der Jodbedarf eines Sportlers im Vergleich zum Normalbürger bereits verdoppelt.
Empfohlene Aufnahme
Die empfohlene Tagesdosis an Jod beträgt 150 - 200 µg.
Jodreiche Nahrungsmittel sind bestimmte Fischarten, wie z.B. Seelachs, Schellfisch, Kabeljau. Eine wichtige Quelle, für diejenigen die keine Fisch mögen, ist Vollmilch.
Ernähungs-Tipp: Grundsätzlich nur jodiertes Speisesalz verwenden.
Mangan ist in Verbindung mit
Kupfer wichtig für eine normal Knochenstruktur. Mangan ist für die Funktion
einer Reihe von Enzymen in den Mitochondrien (den Kraftwerken der Zelle)
wichtig. Der Schweiß enthält geringe Mengen an Mangan. Trotzdem wurde bisher
noch nicht über ein gehäuftes Auftreten eines Manganmangelzustandes unter
Sportlern berichtet.
Empfohlene Aufnahme:
Die empfohlene tägliche Aufnahme von Mangan
liegt bei 4 mg. Hauptlieferant ist die pflanzliche Nahrung.
Typische Mangelsymptome:
Mangelsymptome können Übelkeit, Erbrechen, Gewichtsverlust, aber auch ein
verlangsamtes Haarwachstum und ein Pigmentierungsverlust der Haare sein.
Ein Kupfermangel ist in der Normalbevölkerung äußerst selten und auch über ein häufigeres Auftreten unter Sportlern ist bisher nicht berichtet worden.
Typische Mangelsymptome:
Kupfermangel kann zu einer Anämie führen, die nur schwer von einer
Eisenmangelanämie zu unterscheiden ist. Ein Mangel geht mit erhöhten
Cholesterinwerten einher.
Wechselwirkung mit anderen Mineralstoffen:
Die Kupferresorption wird durch Calcium, Eisen und Zink verschlechtert.
Die Chrom-Aufnahme ist allgemein
in der Bevölkerung grenzwertig niedrig. Es überrascht daher nicht, dass Ernährungsanalysen
bei Leistungssportlern häufig eine zu geringe Aufnahme von Chrom zeigen. Darüber
hinaus gilt es als gesichert, dass intensives Training mit einem erhöhten
Verlust von Chrom über die Niere einher geht.
Kurzzeitig war Chrom ein
Geheimtipp für Bodybuilder. Es sollte das Muskelwachstum durch Krafttraining fördern.
Kontrollierte Studien haben diesen Verdacht nicht bestätigen können. Chrom ist
u.a. am Glucosestoffwechsel beteiligt. Darin liegt der Grund, warum einige
Sportmediziner glauben, der Bedarf bei Ausdauersportlern sei höher als in der
Normalbevölkerung. Für einen höheren Bedarf spricht vielleicht folgende
Tatsache: nach intensiven Belastungen verlieren Ausdauersportler vermehrt Chrom
über den Urin. Auf der anderen Seite gibt es bisher keine überzeugenden
Studien, die einen Chrommangel bei Ausdauersportlern festgestellt haben.
Empfohlene Aufnahme:
Die tägliche Chromaufnahme sollte im Bereich von etwa 120 µg/Tag liegen.
Chromreiche Nahrungsmittel
sind Vollkornbrote, Nüsse, Pflaumen, Zuckerrübensirup, Käse, Hefe und überraschenderweise:
Bier!
Wechselwirkung mit anderen
Mineralstoffen:
Ein Zuviel an Chrom kann die Eisen und Zinkaufnahme stören. Umgekehrt kann
auch eine langandauernde Eisentherapie oder Zinksubstitution zu einem sekundären
Chrommangel führen.
Ein weiteres Spurenelement mit
wichtiger Bedeutung ist Selen. Selen hat antioxidative Eigenschaften ähnlich
wie Vitamin C und Vitamin E. Eine besondere Wirkung von Selen ist es, dass es
die Toxizität (Giftigkeit) von Schwermetallen beeinflusst. Die regelmäßige
Aufnahme scheint einen relativen Schutz vor einer Quecksilbervergiftung zu
bieten. Selen hat für die normale Schilddrüsenfunktion eine Bedeutung.
Bisherige Untersuchen geben
keinen Hinweis darauf, dass sportliche Aktivität mit einem erhöhten
Selenbedarf einher geht.
Empfohlene Aufnahme:
Die empfohlene tägliche Aufnahme liegt für Frauen bei 55 µg und für Männer
bei 70 µg. Tagesdosen von mehr als 200 µg können toxisch sein.
Selenreiche Nahrungsmittel sind Fleisch, Eier, Milch und Meeresprodukte. Selenreiche Gemüse sind in Abhängigkeit vom Selengehalt des Bodens: Broccoli, Knoblauch, Pilze und Vollkorngetreideprodukte.
Bei zusätzlicher
Tabletteneinnahme sollten nicht mehr als 100 – 150 µg/Tag aufgenommen werden.
Viele Athleten werden an dieser Stelle des Artikels sagen, “hab´ ich ein Glück, ich esse Vollkornbrot, Käse, Gemüse und auch Obst, mir kann nichts passieren“. Bitte überprüft doch einmal, ob ihr wirklich den größten Teil Eurer Energie aus vollwertigen Getreide, frischen Gemüse und Obst gewinnt. Wer dabei feststellt, dass er einen Teil seiner Kalorien aus Schokolade, Keksen und Chips bezieht und der Gemüseanteil häufig aus der Dose stammt, der wird selbst mit einer vollwertigen Hauptmahlzeit am Tag nicht den notwendigen Bedarf an Spurenelementen decken.
Schlussfolgerungen:
Die Wechselwirkungen der einzelnen Mineralstoffe untereinander sind sehr komplex
und zum Teil verwirrend. Für die optimale Versorgung mit Mineralstoffen und
Spurenelementen gelten folgende Grundsätze: Vorrangig bleibt die Optimierung
der Zufuhr über Nahrungsmittel. Ein Mineralstoffersatz über Tabletten sollte
nicht aus Bequemlichkeit, sondern nur z.B. bei bestehenden
Nahrungsmittelallergien vorgenommen werden. Auch für den absoluten
Hochleistungssportler ist es möglich, alle notwendigen Spurenelemente und
Mineralstoffe über die Nahrung aufzunehmen. Bei der Auswahl von Mineralwasser
zur Verbesserung der Mineralstoffversorgung ist zu beachten, dass Calcium und
Magnesium etwa in einem Verhältnis von 1:1, maximal jedoch im Verhältnis 2:1
zugunsten von Calcium enthalten sein sollten (Magnesiumgehalt mindestens
100mg/l). Dadurch wird sichergestellt, dass die enthaltenen Mineralstoffe auch
tatsächlich vom Körper resorbiert werden können. Sollte der begründete
Verdacht auf einen oder mehrere Mangelzustände bestehen, sollte über einen
vorher genau festgelegten Zeitraum die Einnahme von z.B. Zink- oder
Magnesiumtabletten erfolgen (z.B. 4 Wochen). Eine Dauersubstitution von
Magnesium, mal mehr mal weniger, ist absolut nicht sinnvoll; das gleiche gilt für
die Eiseneinnahme. Wichtig ist, dass niemals gleichzeitig zwei verschiedene
Mineralstofftabletten (Magnesium, Zink, Calcium, Eisen) eingenommen werden. Es
wird konsequent ein Mangelzustand zur Zeit mit Tabletten (z.B. über 4 Wochen)
behandelt, und dann der nächste. Nur bei extrem ausgeprägtem Mangelzuständen,
die im Leistungssport selten vorkommen, müssen z.B. Magnesium- und Eisenmangel
zur gleichen Zeit behandelt werden. Dann ist es aber wichtig, dass die
Tabletteneinnahme von Eisen und Magnesium zeitlich deutlich voneinander getrennt
stattfindet (z.B. morgens und abends). Geringe Konzentrationen von
Spurenelementen und Mineralstoffen, wie sie in den meisten vollwertigen
Nahrungsmitteln vorkommen, stören sich nicht gegenseitig bei der Aufnahme durch
den Körper. Das gleiche gilt für niedrig dosierte Multi-Mineralstoffpräparate
(Mineralstoffe <10 mg,
Spurenelementen < 1 mg).
Inhalt:
1.
Einführung
2.
Der
durchschnittliche Kalorienbedarf eines Erwachsenen pro Tag
3.
Der
Engergieverbrauch beim Dauerlaufen
4.
Wie
setzt sich der Kalorienbedarf zusammen?
4.1.
Grundumsatz
4.2.
Energieaufwand für körperliche Aktivität (Arbeits- oder
Leistungsumsatz)
4.3.
Nahrungsinduzierte
Wärmebildung (postprandiale Thermogenese)
5.
Welche
Faktoren beeinflussen den Energieumsatz beim Laufen
6.
Laufen
zur Gewichtskontrolle
7.
Das
metabolische Äquivalent (MET) zur Berechnung des Energieumsatzes
8. Wissenswertes zum Thema Energieverbrauch
Bei
der Mehrzahl der Erwachsenen werden nur etwa 20% des täglichen
Kalorienverbrauchs durch körperliche Aktivität verursacht. Dabei bietet gerade
sportliche Aktivität die Möglichkeit den Gesamtbedarf an Kalorien maßgeblich
zu beeinflussen. Wie groß ist der Kalorienverbrauch beim Laufen im Verhältnis
zum Gesamttagesbedarf? Ist es nur ein Tropfen auf den heißen Stein oder ist es
geeignet, überflüssige Pfunde dahin schmelzen zu lassen? Von vielen Menschen
mit Gewichtsproblemen wird der Kalorienverbrauch bei sportlicher Aktivität
jedoch überschätzt. Reicht der
Kalorienverbrauch bei einem 10 km Lauf aus, um eine zusätzliche Tafel
Schokolade zu vertilgen? Wie hoch ist der Kalorienbedarf eines
Leistungssportlers, der jeden Tag läuft? Warum ist es aus der Sicht des
Kalorienverbrauchs nahezu gleichgültig, ob wir einen Dauerlauf über 12 km in
1:00 Stunde oder 1:15 Stunde
absolvieren? Der folgende Beitrag zum Energiebedarf beim Laufen versucht auf
diese und viele vergleichbare Fragen konkrete Antworten zu geben.
Der
Energieumsatz bzw. der Kalorienverbrauch bei sportlicher Aktivität kann
entweder in Joule oder Calorie gemessen werden. In Deutschland ist noch überwiegend
die Einheit kcal gebräuchlich, obwohl die korrekte SI-Einheit für Energie kJ
lautet. 1 kcal entspricht 4,18 kJ. Im Folgenden wird die Einheit kcal für den
Energieumsatz verwendet.
2. Der
durchschnittliche Kalorienbedarf eines Erwachsenen pro Tag
Der
Kalorienverbrauch pro Tag eines durchschnittlichen Erwachsenen mit sitzender Bürotätigkeit
und ohne anstrengende Freizeitaktivitäten liegt abhängig vom Geschlecht und Körpergewicht
in einem Bereich von 1600 – 2000 kcal für Frauen und 2400 bis 2900 kcal für
Männer (Tab. 1) (16). Hochleistungssportler mit täglich 3 bis 4 Stunden harten
Training verdoppeln etwa ihren Kalorienbedarf pro Tag.
Körpergewicht |
Frauen |
Männer |
50
kg |
1680 |
- |
55
kg |
1736 |
- |
60
kg |
1792 |
2400 |
65
kg |
1848 |
2480 |
70
kg |
1904 |
2560 |
75
kg |
1969 |
2640 |
80
kg |
2016 |
2720 |
85
kg |
- |
2800 |
90
kg |
- |
2880 |
3.
Der Energieverbrauch beim
Dauerlauf
Der Dauerlauf zählt unter den Ausdauersportarten zu den Disziplinen mit dem relativ höchsten Energieumsatz. Im Vergleich zum Laufen beträgt der Kalorienverbrauch beim Inline-Skaten bei gleicher Geschwindigkeit nur maximal die Hälfte. Ein 80 kg schwerer Mann verbraucht bei einem Dauerlauf über 12 km in der Stunde (5-Minuten-Schnitt) 944 kcal. Auf Inline-Skates würde er bei gleicher Geschwindigkeit nur 390 kcal pro Stunde verbrauchen. In der Tabelle 2 und 3 ist ein Vergleich zwischen verschiedenen Ausdauersportarten dargestellt. Dabei sind die Entfernungen pro Stunde aufgetragen, die für den gleichen Kalorienverbrauch bei den einzelnen Aktivitäten zurückgelegt werden müssen. Anzumerken bleibt, dass der Energiebedarf beim Skaten und Radfahren mit höherer Geschwindigkeit im Vergleich zum Laufen überproportional ansteigt.
Tab.
2: Sportliche Aktivitäten mit gleichen Energieverbrauch pro Stunde (700 kcal)
Folgende Aktivitäten haben pro Stunde den gleichen Kalorienverbrauch* |
19 km/h Inline-Skaten |
23 km/h Mountainbike auf Schotterpiste |
32 km/h Rennrad, Straße |
10 km/h Laufen |
2500 m/h Schwimmen (Freistil) |
9 km/h Walking |
*700
kcal für eine 70 kg schwere
Person |
Tab.
3 Sportliche Aktivitäten mit gleichen Energieverbrauch pro Stunde (300 kcal)
Folgende Aktivitäten haben pro Stunde den gleichen Kalorienverbrauch* |
13 km/h Inline-Skaten |
18 km/h Tourenrad, Straße |
1250 m/h Schwimmen |
6 km/h Walking |
*300 kcal für eine 60 kg schwere Person |
Der Kalorienverbrauch für einen 1-stündigen Dauerlauf über 12 km schlägt bei einem Mann (70 kg) zusätzlich mit 826 kcal zu Buche. Das entspricht immerhin ca. 32% des durchschnittlichen Tagesbedarfs eines vergleichbaren Erwachsenen mit überwiegend sitzender Tätigkeit (Tab. 1). Der Kalorienverbrauch beim Laufen wird im Wesentlichen durch das Körpergewicht und die Streckenlänge bestimmt. Tabelle 4 gibt einen Überblick über den Energieumsatz pro Stunde Dauerlauf in Abhängigkeit von Körpergewicht und Streckenlänge (18):
Körpergewicht |
Streckenlänge
|
|||
[kg] |
8 km |
10 km |
12 km |
15 km |
50 |
445 |
507 |
590 |
757 |
55 |
490 |
557 |
649 |
833 |
60 |
534 |
608 |
708 |
909 |
65 |
579 |
659 |
767 |
984 |
70 |
623 |
709 |
826 |
1060 |
75 |
668 |
760 |
885 |
1136 |
80 |
712 |
811 |
944 |
1212 |
Übrigens
liegt der Kaloriengehalt einer Tafel Vollmilchschokolade bei etwa 530 kcal.
Demnach reicht ein Dauerlauf über 10 km für die meisten Erwachsenen, um diese
zusätzliche Kalorienaufnahme zu kompensieren (Tab. 4).
4. Wie
setzt sich der Kalorienbedarf zusammen?
Der
gesamte Energieverbrauch pro Tag setzt sich im Wesentlichen aus drei Komponenten
zusammen: 1. dem Grundumsatz, 2. dem Energiebedarf für körperliche Aktivität
und 3. der nahrungsinduzierten Wärmebildung (postprandiale Thermogenese).
4.1 Grundumsatz
Den größten Anteil an unserem täglichen Kalorienbedarf hat der Grundumsatz bei körperlicher Ruhe (GU). Zwischen 60 bis 70% des Tagesbedarfs werden allein durch den Ruheenergieverbrauch bestimmt. Diese Energie benötigt der Körper für eine normale Körperfunktion: Herzschlag, Atmung, Körpertemperatur. Die Größe des Grundumsatzes lässt sich kurzfristig nur wenig beeinflussen. In der Höhe des GU liegt aber für viele Menschen die Erklärung, warum sie Gewichtsprobleme haben. Viele Faktoren beeinflussen die Höhe des GU: das Alter, das Geschlecht, Hormone (z.B. Schilddrüsenhormon) und die so genannte Lean-body-mass (fettfreie Körpermasse), die sich im Wesentlichen aus dem Gewicht der Organe und der Muskulatur zusammensetzt. Aber auch die Umgebungstemperatur oder die Frage, ob jemand gerade „auf Diät“ ist, spielt eine wesentliche Rolle für die Höhe des Grundumsatzes. Im Verlaufe einer Diät sinkt der Grundumsatz, d.h. man isst zwar weniger, verbraucht leider aber auch weniger Kalorien. Das erklärt, warum eine kalorienreduzierte Diät oft weniger Fett dahin schmelzen lässt als ursprünglich erwartet.
Im Gegensatz zur Diät, bei der der Grundumsatz sinkt, kann ein intensives Lauftraining den GU erhöhen. Dass man beim Laufen mehr Kalorien verbrennt als beim gemütlichen Lesen eines Buches ist allen bekannt. Entscheidend ist aber, dass derjenige, der intensiv Sport betreibt auch beim Lesen eines Buches in Ruhe mehr Kalorien umsetzt als sein unsportlicher Nachbar mit gleichem Körpergewicht. Ursache dafür ist zum einen die höhere Lean-body-mass und der leicht erhöhte Nachbelastungsstoffwechsel in den Stunden nach dem Sport.
Einflussgrößen
auf den Grundumsatz:
Alter: Etwa mit 20 Jahren hat man den höchsten
Grundumsatz, danach sinkt der GU in jeder Lebensdekade um 2%. Auch ein Grund,
warum ältere Menschen weniger Essen und leichter an Gewicht zunehmen.
Größe: Je größer die Körperoberfläche, desto größer
der Grundumsatz. Große, dünne Menschen haben einen höheren GU. Vergleicht man
eine große Person mit einer kleinen bei gleichem Körpergewicht, so hat die große
Person einen höheren GU.
Geschlecht: Männer haben im Allgemeinen einen um 10 bis 15% höheren
GU als Frauen. Ein wesentlicher Grund ist die größere Muskelmasse des Mannes.
Die fettfreie Körpermasse (Lean-body-mass) braucht mehr Energie als Fettgewebe.
Es macht also durchaus Sinn, sich ein paar Muskeln anzutrainieren. Ein
Bodybuilder auf der Couch verbraucht in Ruhe mehr Kalorien als sein gleich
schwerer, aber nicht muskelbepackter Arbeitskollege.
Umgebungstemperatur: Überraschenderweise ist der Grundumsatz unter
tropischen Temperaturen 5 bis 20% höher als unter Normalbedingungen. Hingegen
steigt der GU bei einem Aufenthalt in milder Kälte nur um etwa 7% (7).
4.2 Energieaufwand für körperliche
Aktivität (Arbeits- oder Leistungsumsatz)
Der
bewegungsabhängige Energieverbrauch liegt für die meisten Menschen bei 20% -
40% des gesamten Energieverbrauchs. Dieser Anteil des Gesamtenergiebedarfs ist
großen individuellen Schwankungen unterworfen. Beeinflusst wird die Höhe des
Leistungsumsatzes durch die Dauer und Intensität von sportlicher Aktivität.
Ganz wesentlich wird dieser Wert aber auch von den Alltagsaktivitäten, wie Aufräumen,
Einkaufen gehen oder Gartenarbeit geprägt.
Grundsätzlich
stellt aber körperliche Aktivität eine gut zu beeinflussende Größe dar, um
den Gesamtenergieverbrauch zu erhöhen.
4.3 Nahrungsinduzierte Wärmebildung (postprandiale
Thermogenese)
Nicht
nur Dicke schwitzen nach einer üppigen Mahlzeit. Körpertemperatur und Wärmeabgabe
an die Umgebung steigen nach der Nahrungsaufnahme. Die nahrungsinduzierte
Thermogenese entspricht der Steigerung des Energieumsatzes nach
Nahrungsaufnahme. Diese Wärmebildung beruht darauf, das für Verdauung und
Stoffwechsel Energie benötigt wird. Für diesen Verarbeitungsprozess werden
durchschnittlich 8 - 15% des täglichen Energieumsatzes benötigt. Diese
nahrungsinduzierte Wärmebildung hängt allerdings stark von der Zusammensetzung
des Essens ab: Bei ausschließlicher Ernährung mit Fetten sinkt dieser Wert auf
2 - 4%. Eine reine Kohlenhydrat-Ernährung verursacht eine etwas höhere Wärmeproduktion
(4 – 7%). Die extrem eiweißreiche Ernährung hat den höchsten Energiebedarf
bei der Verstoffwechselung (18 – 25%).
5. Welche Faktoren beeinflussen den Energieumsatz beim Laufen
Die
Höhe des Kalorienbedarfs beim Laufen wird im Wesentlichen durch das Körpergewicht
des Läufers und die zurückgelegte Strecke bestimmt. Weiteren Einfluss haben
die Laufgeschwindigkeit / -intensität und der Trainingszustand.
1.
Der
Kalorienverbrauch ist streng körpergewichtsabhängig. Während eine 50-kg-Läuferin
für 10 km (6 Min/km) ca. 500 kcal benötigt, verbraucht ihr 70 kg schwerer
Freund, neben ihr laufend, ca. 700 kcal (Abb.1). Deutliche geschlechtsbedingte
Unterschiede sind nicht bekannt.
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2.
Mit zunehmender Streckenlänge
steigt der Kalorienverbrauch fast linear an. In Abb. 2 ist der Zusammenhang
zwischen der zurückgelegten Laufstrecke und dem Kalorienverbrauch für
unterschiedlich schwere Läufer bzw. Läuferinnen dargestellt.
3.
Auch die
Laufintensität bzw. Laufgeschwindigkeit, d.h. die Zeit die für einen km benötigt
wird, hat Einfluss auf den Kalorienbedarf. Der Unterschied wird offensichtlich,
wenn ein langsamer (6 min/km) und ein schneller Läufer (4 min/km) die gleiche
Zeiteinheit, z.B. 1 Stunde laufen. Dabei legt der langsame Läufer 10 km und der
schnelle Läufer 15 km in einer Stunde zurück. Der Kalorienverbrauch des
schnellen Läufers (70 kg) liegt bei ca. 1050 kcal, der des langsamen Läufers
(70 kg) bei etwa 700 kcal. In der Praxis laufen beide aber eher die gleiche
Streckenlänge, z.B. 12 km, als die gleiche Zeiteinheit. Der schnelle Läufer
hat dann allerdings eine deutlich kürzere Belastungszeit (48 min vs. 1:12 h).
In diesem Fall ist der Energieverbrauch bei beiden Läufern nahezu identisch
(850 kcal). Daraus ergibt sich eine ganz wesentliche Schlussfolgerung für den
Kalorienverbrauch beim Laufen: Die Laufgeschwindigkeit hat keinen Einfluss auf
den Energieverbrauch solange zwei Läufer mit unterschiedlicher Geschwindigkeit
die gleiche Entfernung zurücklegen. Das gilt für Laufgeschwindigkeiten von 10
km/h (6 min pro km) bis 15 km/h (4 min pro km) ohne Einschränkung. Am Beispiel
des Energieverbrauchs beim Marathonlauf wird dies deutlich. Die folgende Tabelle
5 zeigt, dass der 3-Stunden-Läufer einen ähnlichen Kalorienverbrauch aufweist,
wie ein Läufer der nach ca. 4 Stunden ins Ziel kommt.
Marathonzeit
[Stunden] |
Kalorienverbrauch
[kcal] |
||
|
60 kg |
70 kg |
80 kg |
2:48 |
2544 |
2969 |
3393 |
3:00 |
2506 |
2923 |
3341 |
3:30 |
2479 |
2892 |
3305 |
4:12 |
2553 |
2979 |
3404 |
Merke: Wesentlich
für den Kalorienverbrauch beim Laufen ist die zurückgelegte Laufstrecke, nicht
die Laufgeschwindigkeit.
Für Laufgeschwindigkeiten von ³ 16 km/h ist dieser einfache Zusammenhang nicht mehr gültig. Aus der Abb. 3 wird ersichtlich, dass ab einer Laufgeschwindigkeit von 16 km/h der Energieumsatz überproportional ansteigt. Deutlich wird dies auch am Kalorienverbrauch eines Marathonlaufs im Bereich des Weltrekordes (2:05:38 Std.): Ein 60 kg leichter Kenianer wird nach 2:06 Std. am Ende des Marathons etwa 2891 kcal umgesetzt haben und damit mehr als ein 4-Stunden-Läufer bei gleichem Körpergewicht, obwohl dieser gut 2 Stunden länger auf den Beinen war (Tab. 5).
Abb.
3: Kalorienverbrauch beim Laufen in Abhängigkeit von der Laufgeschwindigkeit
4.
Als Ergebnis
eines regelmäßigen Trainings wird die Laufbewegung ökonomischer, d.h. es wird
bei gleicher Geschwindigkeit weniger Energie verbraucht. Da viel Athleten aber
immer mit dem gleichen Grad subjektiver Anstrengung laufen, erhöht sich mit dem
besseren Trainingszustand in der Regel auch die Laufgeschwindigkeit und damit
steigt der Energieverbrauch wieder. Im Allgemeinen kann man davon ausgehen, dass
eine verbesserte Laufökonomie den Kalorienverbrauch um ca. 10 bis 15% reduziert
(Abb. 4). Davon abzugrenzen ist jedoch die Zunahme der absoluten Leistungsfähigkeit
(gemessen als maximale Sauerstoffaufnahme VO2max) als Ergebnis eines
eher langfristigen Trainingsprozesses. Diese Veränderungen gehen weit über
einen rein ökonomischeren Bewegungsablauf hinaus. Bei einer Zunahme der VO2max
beim Laufen hat der Betreffende das Gefühl, der 4-Minuten-Schnitt, der vor 2
Monaten noch richtig anstrengend war, geht jetzt fast wie von selbst. Das
bedeutet aber nicht, dass der Energieverbrauch im gleichen Maße sinkt. Auch mit
einer als Folge des Trainings erhöhten Leistungsfähigkeit wird der
Energiebedarf bei einem 15-km-Lauf im 4-Minuten-Schnitt pro km noch bei etwa 950
kcal (± 100 kcal) für einen 70 kg schweren Läufer liegen.
Die
bisherigen Ausführungen macht deutlich, dass pauschale Angaben zum
Energieverbrauch bei sportlicher Aktivität mit großen Fehlern behaftet sein können.
Eine undifferenzierte Angabe, z.B. „1 Std. Dauerlauf verbrennt 700 kcal“ ist
für die Mehrzahl der Erwachsenen zu ungenau. Ein grobe Abschätzung des
Kalorienverbrauchs beim Laufen ermöglicht eine einfache Formel, die das Körpergewicht
berücksichtigt:
Beispiel: Ein
Läufer mit 78 kg Körpergewicht läuft 13 km: 13 km x 78 kg = 1014 kcal
Es gibt noch weitere Einflussfaktoren, die aber im Vergleich zum Körpergewicht den Kalorienverbrauch nur gering beinflussen. Beispielsweise erhöht eine Mahlzeit (mind. 1000 kcal) bis zu einer Stunde vor dem Laufen eingenommen den Kalorienverbrauch (7). Allerdings ist das Laufen mit vollem Bauch auch kein Vergnügen!
Wer
das Laufen im Wesentlichen aus der Motivation heraus betreibt, sein
Kalorienverbrauch zu erhöhten, sollte beachten, dass es leichter ist den
Kalorienverbrauch über eine zunehmende Streckenlänge als über eine erhöhte
Laufintensität / Laufgeschwindigkeit zu steigern. Ein Beispiel soll dies
verdeutlichen: Ein Läuferin mit einem Körpergewicht von 60 kg verbraucht bei
einem Dauerlauf in einem Tempo von 5:30 /km über eine halbe Stunde 330 kcal. Um
430 kcal zu verbrauchen, müsste die Frau ihr Lauf-Tempo auf 4:17 /km erhöhen,
oder, und das scheint für viele leichter, einfach die gleiche Geschwindigkeit
etwa 9 Minuten länger laufen (entsprechend ca. 1,7 km).
Merke: Um
das Körpergewicht zu reduzieren, ist es leichter die Laufstrecke zu verlängern
als die gleiche Strecke schneller zu laufen.
Um
das Körpergewicht durch Laufen zu reduzieren benötigt man mehr Zeit als es auf
dem ersten Blick zu vermuten wäre. Geradezu beeindruckend scheint es, wenn man
sich am Ende eines 1-stündigen Dauerlaufs auf die Waage stellt. Im Sommer ist
ein Gewichtsverlust von einem Kilogramm Normalität. Bei diesem Gewichtsverlust
handelt es sich aber zum aller größten Teil um einen Flüssigkeitsverlust, der
durch eine entsprechend erhöhte Trinkmenge wieder ausgeglichen werden muss. Um
ein Kilogramm Gewicht (überwiegend Fett) abzunehmen, ist bei gleichbleibender
Ernährung ein zusätzlicher Kalorienverbrauch von ca. 7700 kcal notwendig (15).
Wie
lange dauert es durch ein Lauftraining diese 7700 kcal zu verbrennen? Ein älterer
Läufer (79 kg) entschließt sich bei gleichbleibender Ernährung dreimal pro
Woche zusätzlich 7 km in 42 min zu laufen (560 kcal x 3). Er verbraucht beim
Laufen demnach 1680 kcal pro Woche mehr als üblich. Hätte sich dieser Mann
statt dessen die gleiche Zeit (insgesamt ca. 2 Std.) entspannt vor den Fernseher
gelegt, läge der Kalorienverbrauch in der gleichen Zeit bei etwa 160 kcal. Nur
wenn wir diesen Ruhe-Energieverbrauch vom Energieumsatz beim Laufen abziehen,
erhalten wir den Kalorienanteil, der wirklich zusätzlich verbraucht wird (1680
– 160 = 1520). Das bedeutet, dass dieser Läufer 5 Wochen regelmäßig dreimal
pro Woche zusätzlich laufen müsste, um sein Körpergewicht um 1 Kilogramm zu
reduzieren. Ganz korrekt ist diese Rechnung nicht, denn es wird dabei nur der
erhöhte Energieumsatz für die Zeit des Laufens betrachtet (in diesem Beispiel
560 kcal). Nicht berücksichtigt wurde dabei der nach Belastungsende noch bis zu
Stunden anhaltende leicht erhöhte Kalorienverbrauch (15). Neben dem Auffüllen
von entleerten Energiespeichern wird auch zusätzliche Energie benötigt für
die traininngsinduzierten Aufbauvorgänge in der Muskulatur. Dieser erhöhte
Nachbelastungs-Stoffwechsel verbraucht in der Regel weniger als 10% des
Energieumsatzes der eigentlichen sportlichen Belastung. Soweit die Theorie. In
der Praxis erzeugt das zusätzliche Laufen auch ein vermehrtes Hungergefühl,
sodass sich die notwendige Zeit, um 1 Kilogramm abzunehmen, nicht exakt bemessen
lässt .
Vielen
Menschen ist die Berechnung von verbrauchten Kalorien zu kompliziert. Auch der
Vergleich zwischen den verschiedenen Formen körperlicher Aktivität (Laufen,
Schwimmen, Radfahren) erfordert oft Detailkenntnisse. Um eine Vergleichbarkeit
des Energieverbrauchs verschiedener Aktivitäten zu ermöglichen, wurde das
Konzept des metabolischen Äquivalents (MET) entwickelt (1,2).
Den
Kalorienverbrauch bei körperlicher Aktivität kann man als ein Vielfaches des
Ruheumsatzes darstellen. Der Ruheumsatz liegt etwa 10% über dem Grundumsatz.
Beispielsweise wird das entspannte Spazierengehen (etwa 4 km/h) mit dem Faktor 3
bewertet, d.h. pro Stunde werden dreimal so viel Kalorien verbraucht wie beim
gemütlichen Fernsehgucken. Laufen mit einer Geschwindigkeit von 4:15 /km über
eine Stunde wird hingegen mit dem 14fachen bewertet. Im amerikanischen
Sprachraum wird dieser Ruheumsatzes als MET’s bezeichnet (metabolisches Äquivalent,
1 MET = entspricht etwa 1 kcal pro Stunde und kg Körpergewicht). Viele
Amerikaner sprechen jetzt nicht mehr davon, wie viele Kalorien sie bei welcher
Sportart verbraucht haben, sondern werfen sich nur noch gegenseitig ihre MET’s
um die Ohren: „Ich hab‘ heute 1 Stunde mit 10 MET’s geschafft.“ In dem
Moment ist es egal, ob derjenige Laufen oder Schwimmen oder Radfahren war, was zählt,
ist der Energieverbrauch und der lag bei 10 mal dem Ruheumsatz pro Stunde, d.h.
etwa bei 10 kcal pro Stunde und Kg Körpergewicht.
Für den
Durchschnitts-Mann mit 70 kg wären das 70 x 10 Kcal = 700 kcal.
Für
diese 10 MET’s müsste man in einer Stunde entweder 10 km laufen oder 2,5 km
schwimmen. Mit dem Rennrad sind in der gleichen Zeit 32 km zu fahren, mit
Inline-Skates immerhin noch 19 km zurückzulegen. Es existieren umfangreiche
Tabellen mit der Angabe von MET’s für die unterschiedlichsten Aktivitäten
des Alltags (siehe Tab. 7 und 8). Wichtige Voraussetzung, um mit den MET’s den
eigenen Kalorienverbrauch abzuschätzen, ist die Kenntnis des eigenen
Ruheumsatzes (1 MET). Der Ruheumsatz liegt für Männer im Alter von 19
bis 50 Jahren etwa bei 1 kcal pro kg Körpergewicht in der Stunde. Für
unseren Standard-Mann (70 kg) berechnet sich der Ruheumsatz pro Stunde wie
folgt:
70 kg x 1 kcal = 70 kcal
pro Stunde = 1 MET.
Diese
einfache Formel gilt für normalgewichtige Erwachsene. Für Übergewichtige
liegt dieser Wert eher bei 0,9 kcal pro kg und Stunde. Der Ruhe-Energieverbrauch
eines Bodybuilders mit geringem Körperfettanteil weicht aufgrund seiner großen
Muskelmasse ebenfalls von dieser einfachen Formel ab: Der Ruheumsatz für diesen
Athleten beträgt etwa 1,4 kcal pro kg und Stunde. Für Frauen im Alter von 19
bis 50 Jahren liegt der Ruheumsatz bei etwa 0,9 kcal pro kg Körpergewicht in
der Stunde (z.B.: 60 kg x 0,9 kcal = 54 kcal pro Stunde = 1 MET). In der
folgenden Tabelle 6 ist eine Übersicht zum Ruheumsatz bei unterschiedlichem Körpergewicht
dargestellt. Der Ruheumsatz pro Tag entspricht etwa dem Kalorienbedarf eines
Menschen mit einem Knochenbruch, der den ganzen Tag nicht aufstehen darf und
daher fast 16 Stunden am Tag Bücher ließt oder Fernsehen guckt.
Frauen
1 MET = 0,9 kcal |
||
Gewicht in kg |
Ruheumsatz pro Std. = 1 MET |
Ruheumsatz pro Tag |
50 |
45,0 |
1080 |
55 |
49,5 |
1188 |
60 |
54,0 |
1296 |
65 |
58,5 |
1404 |
70 |
63,0 |
1512 |
75 |
67,5 |
1620 |
|
||
Männer
1 MET = 1 kcal |
||
65 |
65,0 |
1560 |
70 |
70,0 |
1680 |
75 |
75,0 |
1800 |
80 |
80,0 |
1920 |
85 |
85,0 |
2040 |
90 |
90,0 |
2160 |
Tab.
7: Intensität sportlicher Aktivität gemessen in MET’s*
(metabolisches Äquivalent)
Sportart |
MET‘s
|
Golfspielen |
3 |
Tischtennis
|
4 |
Walking
5 km/h |
4 |
Inline-Skaten
13 km/h |
5 |
Schwimmen
1500 m pro Stunde |
6 |
Tanzen
(intensiv) |
7 |
Radfahren:
Tourenbike 24 km/h |
8 |
Laufen:
11 km/h |
11 |
Squash |
12 |
Laufen:
14 km/h |
14 |
*modifiziert nach
Ainsworth (1) |
8. Wissenswertes zum Thema Energieverbrauch
Das
Tragen von gut gedämpften Laufschuhen im Vergleich zu Schuhen mit harten Sohlen
reduziert den Energieumsatz beim Laufen um 2,4% (19). Ab einer Geschwindigkeit
von 8 km/h ist es ökonomischer zu Laufen statt zu Walken (9). Ab dieser
Geschwindigkeit steigt der Energieumsatz beim Walken überproportional an.
Das
Windschattenlaufen in einem Wettkampf hinter einem anderen Athleten kann den
Energieumsatz um bis zu 9% reduzieren (19). Einen Marathon konsequent im
Windschatten gelaufen, reduziert den Energieaufwand um durchschnittlich 5%. Bei
einem Läufer mit einer Endzeit von 2:48 Std. sind das mehr als 8 Minuten, die
er mit gleichem Energieaufwand schneller laufen könnte.
Das
Konzept des metabolischen
Äquivalents (MET) wurde von Ainsworth und Mitarbeitern entwickelt.
Die Original-Publikation von 1993 „Compendium of Physical Activity“
bietet einen sehr ausführlichen Überblick zum Energiebedarf von Aktivitäten
des alltäglichen Lebens (1,2).
Die
Literaturliste enthält zusätzlich Publikationen, die sich mit der
Belastungsintensität und dem Energieumsatz einzelner Sportarten befassen:
Radfahren
(3, 5, 8, 13), Running und Walking (9, 11), Basketball (12) und Krafttraining im
Alter (6).
Zwei
Arbeiten beschäftigen sich mit den Faktoren, die den Energieverbrauch im Alltag
beeinflussen (7,10). Wichtige Aspekte zum Einfluss von Sport auf die Ernährung
und den Kalorienbedarf werden in den folgenden Publikationen diskutiert: (4, 14,
15, 17).
1. Ainsworth BE, Haskell WL, Leon AS, Jacobs DR Jr, Montoye HJ, Sallis JF, Paffenbarger RS Jr. Compendium of physical activities: classification of energy costs of human physical activities. Med Sci Sports Exerc. 1993 Jan;25(1):71-80.
2.
Ainsworth BE, Haskell WL, Whitt MC, Irwin ML,
Swartz AM, Strath SJ, O'Brien WL, Bassett DR Jr, Schmitz KH, Emplaincourt PO,
Jacobs DR Jr, Leon AS. Compendium of physical activities: an update of activity
codes and MET intensities. Med Sci Sports Exerc. 2000 Sep;32(9 Suppl):S498-504.
3.
Benecke R, di Prampero PE. Mechanische und
metabolische Belastung beim Radfahren – eine Analyse aus physiologischer und
biomechanischer Sicht. Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin 2001; 52 (1):
29-32.
4.
Burke LM. Energy needs of athletes. Can J Appl
Physiol. 2001;26 Suppl:S202-19. Review.
5.
Burke LM. Nutritional practices of male and female
endurance cyclists. Sports Med. 2001;31(7):521-32. Review.
6.
Campbell WW, Crim MC, Young VR, Evans WJ. Increased
energy requirements and changes in body composition with resistance training in
older adults. Am J Clin Nutr. 1994 Aug;60(2):167-75.
7.
Dauncey MJ. Activity and energy expenditure. Can J
Physiol Pharmacol. 1990 Jan;68(1):17-27. Review.
8.
Francescato MP, Di Prampero PE. Energy expenditure
during an ultra-endurance cycling race. J Sports Med Phys Fitness. 2002
Mar;42(1):1-7.
9.
Greiwe JS, Kohrt WM. Energy expenditure during
walking and jogging. J Sports Med Phys Fitness. 2000 Dec;40(4):297-302.
10.
Levine JA, Schleusner SJ, Jensen MD. Energy
expenditure of nonexercise activity. Am J Clin Nutr. 2000 Dec;72(6):1451-4.
11.
Maldonado S, Mujika I, Padilla S. Influence of body
mass and height on the energy cost of running in highly trained middle- and
long-distance runners. Int J Sports Med. 2002 May;23(4):268-72.
12.
McInnes SE, Carlson JS, Jones CJ, McKenna MJ. The
physiological load imposed on basketball players during competition. J Sports
Sci. 1995 Oct;13(5):387-97.
13.
Neumann G. Physiologische Grundlagen des Radsports.
Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin. 2000; 51 (5): 169-175.
14.
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 Dec;100(12):1543-56.
15.
Swain DP. Energy cost calculations for exercise
prescription: an update. Sports Med. 2000 Jul;30(1):17-22. Review.
16.
Vinken AG, Bathalon GP, Sawaya AL, Dallal GE,
Tucker KL, Roberts SB. Equations for predicting the energy requirements of
healthy adults aged 18-81 y. Am J Clin Nutr. 1999 May;69(5):920-6.
17.
Westerterp KR. Alterations in energy balance with
exercise. Am J Clin Nutr. 1998 Oct;68(4):970S-974S. Review.
Internet-Adressen:
18.
Formelsammlung zur Berechnung des Energieverbrauchs bei unterschiedlichen
Sportarten. (International Arctic Research Center University of Alaska-Fairbanks):
http://www.frontier.iarc.uaf.edu/~cswingle/misc/exercise.phtml
19. Rice
University Homepage, Houston, Texas USA
(c) 2002
Inhalt einer Vorlesungsreihe zur Sportphysiologie. Gute Übersicht zum Thema Sport und Ernährung und zu den Einflussfaktoren auf den Energieverbrauch bei sportlicher Aktivität.
http://www.ruf.rice.edu/~kines/KINE321LectureNotes.html