Energiebilanz am Marathon

Wie viel Glykogen braucht es?

Die Pasta-Party vor dem Marathon hat sich längst etabliert. Zu Recht - oder braucht es sie gar nicht immer?

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Im Ausdauersport sind die Fette und Kohlenhydrate die zentralen Energiequellen. Im Gegensatz zum Fett können wir aber in unserem Körper nur mässige Mengen an Kohlenhydraten als Glykogen speichern. Mit einer neuen Modellrechnung lässt sich nun voraussagen, ob und unter welchen Bedingungen das Glykogen für einen Marathon reicht.

Vor 80 Jahren fand in Kopenhagen eine Serie an Untersuchungen statt. Die wesentlichen Erkenntnisse dieser klassischen Studien zum Energieverbrauch während körperlicher Belastung sind heute noch gültig: Die Ernährung in den Tagen vor der Belastung hat einen starken Einfluss auf die Leistung, eine kohlenhydratarme Ernährung ein paar Tage vor einer intensiven, langandauernden Belastung führt zu einer massiv schlechteren Leistung und das Glykogen wird während einer längeren, intensiven Belastung stark verbraucht. 1–3

Glykogen ist entscheidend
Dreissig Jahre später kam es in Stockholm zu einer weiteren Serie an Forschungen. Die bekannteste Erkenntnis aus dieser Zeit ist das Carboloading in seiner ursprünglichen Form: die Schweden-Diät4 . Wie schon zuvor in Kopenhagen bestätigten die Stockholmer Versuche die zentrale Bedeutung des Glykogens. Und auch heute gilt im Ausdauersport als goldene Regel: Fülle deine Glykogenspeicher vor einem Wettkampf auf.

Bei der Frage nach der Grösse des Glykogenspeichers und ob dieser für einen Marathon mit maximaler Intensität reicht, gibt es viele unterschiedliche Meinungen. Der Grund dafür liegt auf der Hand: Eine direkte Messung des gesamten Glykogenspeichers im menschlichen Körper ist nicht möglich. Im Gegensatz zur Waage, wo das Körpergewicht als Ganzes einfach gemessen werden kann, erfolgt die Messung des Glykogens immer nur punktuell im Muskel oder in der Leber.

Die punktuellen Gehalte werden dann mit dem Gewicht der Muskeln bzw. Leber hochgerechnet. Dabei wird aber immer wieder der Fehler gemacht, dass die gesamte Muskelmasse benutzt wird. Da das Glykogen aber nur in derjenigen Muskulatur zur Verfügung steht, wo es gespeichert ist, darf man für die Schätzung des verfügbaren Glykogens nur die jeweils aktive Muskulatur berücksichtigten, beim Laufen also die Beine, beim Triathlon Beine, Rumpf und Arme. Für eine realistische Schätzung des Glykogens muss man zudem diverse Situationen annehmen, denn die benötigte Menge hängt natürlich auch von der Ernährung im Vorfeld einer Belastung und vom Trainingszustand ab.

Verwendet man aktuelle Daten, ergeben sich beim Marathonlauf für den Glykogenverbrauch und die Speicherung in der entsprechenden Muskulatur die in Tabelle 1 (siehe unten) aufgeführten Werte.

Carboloading plus Sportgetränk
Für die Berechnung der Kohlenhydratbilanz müssen wir nun den Glykogengehalt der Beine wählen, der der eigenen Leistungsfähigkeit (über die Marathonzeit) und Ernährungsweise am ehesten entspricht und diesen mit dem eigenen Körpergewicht multiplizieren. Ein Beispiel: Eine 56 Kilogramm schwere 4-Stunden-Läuferin benötigt während des Marathons rund 424 Gramm Glykogen (7,5 × 56). Hat sie sich im Vorfeld kohlenhydratreich ernährt, stehen ihr in der Beinmuskulatur rund 212 Gramm gespeichertes Glykogen zur Verfügung (3,8 × 56). Dazu kommt noch das Leberglykogen, das ebenfalls von der Ernährung abhängig ist und bei einer kohlenhydratreichen Ernährung rund 110 Gramm beträgt. Den benötigten 424 Gramm Glykogen stehen also Speichervorräte von 322 Gramm gegenüber. Das Defizit muss unsere Beispiel-Läuferin mit einer Kohlenhydrateinnahme während des Marathons ausgleichen, damit sie nicht in die Wand läuft.

Unter Berücksichtigung einer empfohlenen Zufuhr von 60 Gramm Kohlenhydraten pro Stunde während des Marathons ergeben sich für das Beispiel der 56-kg-Frau und eines 68-kg-Mannes insgesamt Werte, wie sie in der Tabelle 2 aufgeführt sind.

Fazit: Das gesamte Glykogen, also gespeichertes Glykogen zusammen mit den Kohlenhydraten aus einem Sportgetränk während des Laufs, reicht im Falle einer kohlenhydratreichen Ernährungsweise im Vorfeld des Marathons in den allermeisten Fällen aus (siehe Tabelle 2). Enthält die Ernährung in den Tagen vor einem Marathon aber weniger als 6 g/kg Körpergewicht oder liegt die Zufuhr an Kohlenhydraten während des Marathons signifikant niedriger als 60 Gramm pro Stunde, dann wird man mit grosser Wahrscheinlichkeit gegen die «Wand» laufen und gegen den Schluss hin die Laufgeschwindigkeit erheblich runterschrauben müssen. Trotz dem aktuellen Low-Carb-Trend lautet daher für Ausdauerwettkämpfe nach wie vor – zumindest in den Tagen zuvor – die Devise, die Glykogenspeicher komplett aufzufüllen und während des Wettkampfs nicht auf das Sportgetränk zu verzichten.

Tabelle 1: Kohlenhydratverbrauch und Muskelspeicher

Leistungsfähigkeit

Exzellent

Sehr gut

Gut

Mässig

 

VO»max

70

60

50

40

mL / kg / min

Marathon Zeit

2:30

3:00

3:30

4:00

4:30

5:00

h:mm

KH-Verbrauch Marathon

10.3

9.3

8.4

7.5

6.5

5.3

g/kg Körpergewicht

Glykogen Beine Frauen

KH-reiche Ernährung

5.4

4.6

3.8

2.9

g/kg Körpergewicht

KH-normale Ernährung

4.1

3.6

3.1

2.7

g/kg Körpergewicht

KH-arme Ernährung

1.9

1.7

1.5

1.3

g/kg Körpergewicht

Glykogen Beine Männer

KH-reiche Ernährung

7.2

6.1

5.1

3.8

g/kg Körpergewicht

KH-normale Ernährung

5.5

4.8

4.2

3.6

g/kg Körpergewicht

KH-arme Ernährung

2.6

2.3

2.0

1.7

g/kg Körpergewicht

Glykogen Leber, KH-reich

110

g total

Glykogen Leber, KH-arm

50

g total

Aus verschiedenen Quellen berechneter Glykogengehalt5–8. KH-reiche Ernährung = 6+g Kohlenhydrate pro kg Körpergewicht für 3+ Tage oder 7+ g für 2+ Tage vor dem Marathon. KH-arm = Low Carb Ernährung, KH-normal = weder KH-reich noch KH-arm. 

Tabelle 2: Kohlenhydratbilanz im Marathon

Marathon Zeit

2:30

3:00

3:30

4:00

4:30

5:00

h

Frau 56kg

KH-reich

-14

27

62

143

178

276

g total

KH-normal

-87

-29

23

104

167

264

g total

KH-arm

-270

-196

-126

-46

29

126

g total

Mann 68kg

KH-reich

49

72

89

180

196

308

g total

KH-normal

-66

-16

34

126

183

294

g total

KH-arm

-324

-246

-175

-84

-6

105

g total

Beispiele der Kohlenhydratbilanz unter Annahme von Tabelle 1 sowie Zufuhr an Kohlenhydraten von 60g/h während des Marathons. Die Angaben sind mit gerundeten Zahlen gerechnet.


Literatur

1. Christensen EH, Hansen O. Skand.Archiv f.Physiol., 1939; 81: 172–9
2. Christensen EH, Hansen O. Skand.Archiv f.Physiol., 1939; 81: 152–9
3. Christensen EH, Hansen O. Skand.Archiv f.Physiol., 1939; 81: 160–71
4. Hultman E, Bergström J. Acta Med. Scand., 1967; 182: 109–17
5. Gonzalez JT et al. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab., 2016; 311: E543-53
6. Valentin J. Annals of the ICRP., 2002; 32: 1–277
7. Tam E et al. Eur. J. Appl. Physiol., 2012; 112: 3797–806
8. Areta JL, Hopkins WG. Sports Med., 2018; 48: 2091–102


 

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