Die Wirkung von Zucker/ Kohlenhydraten auf den Körper ist trotz identischem Energiegehalt höchst unterschiedlich. Neben der Menge entscheidet auch die Art, ob sie zum Erreichen individueller Zielsetzungen im Sport beitragen.
4,1 kcal wirken nicht immer gleich
Pflanzen und Mikroorganismen erzeugen bei der Photosynthese aus Kohlendioxid und Wasser unter Nutzung der Sonnenenergie die Kohlenhydrate. Monosaccharide, auch Einfachzucker genannt, sind die Bausteine aller Kohlenhydrate.
Werden Monosaccharide miteinander verknüpft, entstehen Disaccharide (Zweifachzucker), Oligosaccharide (Mehrfachzucker) oder Polysaccharide (Vielfachzucker). Ob als Monosaccharide wie Trauben- oder Fruchtzucker, Disaccharide wie Haushaltszucker und Milchzucker, oder als Maltodextrin und Stärke: Kohlenhydrate weisen einen Brennwert von 4,1 kcal pro Gramm auf.
Obwohl sie dieselbe Energiemenge bereitstellen, wirken sie gerade während und in zeitlicher Nähe zur körperlichen Aktivität unterschiedlich. Einige sind in Form von Getränken oder Gels als schnelle Energiequelle unverzichtbar und kurbeln nach Training oder Wettkampf die Regeneration rasch an.
Andere stehen langsamer zur Verfügung und liefern stetig Energie nach. Ihr Einsatz empfiehlt sich für spezifische Trainingsbedingungen.
Für Triathleten wichtige Kohlenhydrate sind
- Monosaccharide: Fructose, Glucose (Ribose)
- Disaccharide: Saccharose, Lactose, Maltose, Trehalose, Isomaltulose
- Oligosaccharide: Maltodextrine
- Polysaccharide: Maltodextrine, Stärke
Di-, Oligo- und Polysaccharide werden bei der Verdauung im Dünndarm in ihre Einzelbausteine gespalten, die dann über die Darmwand an das Blut weitergegeben werden.
Wirkung auf den Blutzucker- und Insulinspiegel
Entscheidend für den situationsspezifischen Einsatz der unterschiedlichen Kohlenhydrate beim Triathlon ist ihre Wirkung auf den Blutzuckerspiegel. Sie wird als Glykämischer Index (GI) bezeichnet.
Der GI beschreibt die Fläche unter der Blutzuckerkurve nach dem Verzehr von 50 Gramm Kohlenhydraten in Form eines Lebensmittels, zum Beispiel Energiegels, im Vergleich zur Fläche unter der Kurve nach dem Verzehr von 50 Gramm reiner Glucose über einen Zeitraum von zwei Stunden.
Je höher der GI-Wert, desto schneller steigt der Blutzuckerspiegel nach dem Verzehr an und desto länger kommt es zu einem erhöhten Blutzuckerspiegel. Bei Lebensmitteln, die, wie übliche Mahlzeiten, aus unterschiedlichen Komponenten zusammengesetzt sind, kann aus den einzelnen GI-Werten der Komponenten nicht auf die Gesamtwirkung geschlossen werden.
Durch gleichzeitig verzehrtes Eiweiß und Fett variiert der GI stark. Daher hat der GI bei alltäglichen Ernährungsempfehlungen an Bedeutung verloren. Beim Training oder im Wettkampf werden Kohlenhydrate meistens isoliert in Getränken oder Gels verzehrt. So kommt es bei der Blutzuckerwirkung auch nicht zu Beeinträchtigungen durch andere Nahrungsbestandteile.
Daher ist der GI neben Menge und Art des Kohlenhydrats ein weiterer wichtiger Parameter, um ihren Einsatzbereich beim Triathlon festzulegen.
Oft heißt es: Langkettige Kohlenhydrate (Oligo- und Polysaccharide) gehen langsam ins Blut, kurzkettige Kohlenhydrate (Mono- und Disaccharide) stehen schnell zur Verfügung. Diese Einteilung ist, gelinde gesagt, Quatsch.
Der gewöhnliche Haushaltszucker (Zweifachzucker) hat einen deutlich niedrigeren GI als Maltodextrin (langkettiges Oligo- bis Polysaccharid), während Fruchtzucker als Einfachzucker sogar einen niedrigen GI aufweist.
Als hoher GI werden Werte zwischen 70 und 100 bezeichnet. Lebensmittel mit hohem GI sind beispielsweise Weißbrot und Cornflakes. Lebensmittel mit mittlerem GI wie Roggenvollkornbrot, Haushaltszucker und Apfelsaft erreichen Werte zwischen 55 und 70. Lebensmittel, nach deren Verzehr der Blutzucker nur wenig ausgeprägt ansteigt, haben einen GI unter 55.
Beispiele hierfür sind Milch, Kokosblütenzucker, Hülsenfrüchte und Blattgemüse sowie Fruchtzucker und Isomaltulose.
Ein starker Blutzuckeranstieg erhöht das Risiko einer reaktiven Hypoglykämie, also einer Unterzuckerung. Dies gilt vor allem in Ruhe und während geringer Belastungsintensität.
Bei Intensitäten über 80 Prozent VO2max kommt es aufgrund der Katecholaminausschüttung nicht zu einer starken Insulinausschüttung. Daher sind Gels und Sportgetränke mit hohem GI während intensiver Einheiten und im Wettkampf eine sinnvolle Energiequelle. Beim Fettstoffwechseltraining und bei niedriger Intensität wird aber Insulin freigesetzt.
Die Fettverbrennung wird beeinflusst, reaktiv kann der Blutzucker gesenkt werden und es kommt zu einem erhöhten Belastungsempfinden. Spezielle Sportnahrungsprodukte mit niedrigem GI, die oft Isomaltulose und Trehalose sowie Fruchtzucker enthalten, sind in dieser Situation als Energiequelle geeignet.
In Studien des Deutschen Instituts für Sporternährung e. V., Bad Nauheim, zur Bestimmung des GI konnte dokumentiert werden, dass durch den Verzehr von kohlenhydrathaltigen alkoholfreien Sportgetränken ein identischer Anstieg des Blutzuckers im physiologischen, wünschenswerten Bereich resultierte, die parallel verlaufende Insulinausschüttung jedoch je nach Kohlenhydratart um bis 75 Prozent geringer ausfiel.
Diese Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass der resultierende Insulinverlauf der entscheidende Parameter für Kohlenhydratempfehlungen in der Triathlonernährung sein könnte.
Physiologisch sinnvoll zusammengesetzte Kohlenhydratmischungen nutzen die Vorteile eines geringen Glykämischen Index und nachweislich eines geringen Insulin-Index, ohne die Nachteile einer reinen Fructose-Süßung mit Förderung des Hungergefühls und Triglyceridproduktion in Kauf nehmen zu müssen.
Süße Verwandte: Zuckerarten
Die Monosaccharide Glucose, Fructose und Galactose sind die wichtigsten Zuckerbausteine des Stoffwechsels. Sie sind Energieträger und dienen auch als Zellbausteine.
Fruchtzucker
Der Fruchtzucker (Fructose) kommt natürlicherweise in Obst (ein Apfel enthält circa sechs Gramm Fructose) und Honig vor. Er ist einer der beiden Teile des Zweifachzuckers Saccharose.
Der andere Teil ist Glucose. Fructose wird dank seiner starken Süßkraft oft zum Süßen von Fertigprodukten und Getränken verwendet. Bei vielen Softdrinks besteht der enthaltene Zucker zu über 50 Prozent aus Fructose. Fructose wird individuell sehr unterschiedlich, aber immer deutlich langsamer als Glucose über den Darm aufgenommen.
Daher kann sie leicht in untere Darmabschnitte gelangen, dort Wasser binden und bereits in Mengen ab 20 Gramm zu Durchfall führen. Wird Fructose schlecht vertragen, liegt häufig eine Fructosemalabsorption vor.
Dabei ist der Fruchtzucker-Transport durch die Darmzellen gestört. Durch den gleichzeitigen Verzehr von Glucose vermindern sich die Symptome. Daher wird Haushaltszucker (Glucose + Fructose) meist gut vertragen.
Schätzungsweise bis zu 40 Prozent der Bevölkerung sind von einer Malabsorption bei größeren Fructosemengen betroffen. Oft wird hier fälschlich von Fructoseintoleranz, einer seltenen, aber schweren Erkrankung, gesprochen.
Bei ihr kann die Fructose in der Leber nicht abgebaut werden, und es kommt zu massiven organischen Schäden. Fruchtzucker wird nach dem Verzehr innerhalb von drei bis sechs Stunden je nach Kohlenhydratbedarf durch die körperliche Aktivität zu 30–60 Prozent verbrannt. 30 bis 55 Prozent werden dabei direkt in Traubenzucker, circa 30 Prozent zu Laktat umgewandelt.
Wird regelmäßig im Ausdauerbereich trainiert, steigt der Fruchtzuckeranteil, der in Traubenzucker und Energie abgebaut wird. Bei geringer körperlicher Aktivität und hohem Fruchtzuckerkonsum, beispielsweise durch mit Fruchtzucker gesüßte Getränke, wird Fructose in der Leber in Triglyceride umgewandelt. Negative Veränderungen im Fettstoffwechsel sind die Folge.
Bei Freizeitathleten mit geringeren Trainingsintensitäten und -umfängen sind Fruchtsaftschorlen als Sportgetränk beliebt. Bei der Apfelsaftschorle stammt je nach Saft über die Hälfte der enthaltenen Kohlenhydrate aus Fructose.
Oft werden die Kohlenhydratmengen derartiger Getränke bei langsamen Einheiten nicht benötigt.
Die Frage, ob bei geringen Kohlenhydratverbräuchen der für die sportbedingte Energiebereitstellung nicht benötigte Fruchtzuckeranteil mittelfristig die Grenze übersteigt, bei der die genannten negativen Prozesse relevant werden, bleibt zu klären.
Da Fructose im Gegensatz zu glucosehaltigen Kohlenhydraten kein Insulin benötigt, um in die Zellen einzudringen, bietet sie Vorteile für leistungsorientiert Trainierende.
Bei hohen Belastungsintensitäten und großem Kohlenhydratbedarf während der Aktivität eröffnet sich ein zweiter Weg, um die maximale, verstoffwechselbare Menge an Kohlenhydraten bereitzustellen.
Denn nur mit Kohlenhydraten wie Glucose, Maltose, Trehalose oder Maltodextrin allein, also ohne die gleichzeitige Aufnahme von Fructose, werden die unterschiedlichen Wege der Bereitstellung von Kohlenhydraten nicht vollständig und optimal ausgenutzt.
Aus Traubenzucker wird, trotz identischer Kalorien, beim Triathlon schneller und mehr Energie direkt gewonnen als aus Fruchtzucker.
Werden Frucht- und Traubenzucker bei der Aktivität gleichzeitig verzehrt, steht circa 20 Prozent mehr Energie pro Zeiteinheit für ein schnelles, intensives Training oder für den Wettkampf zur Verfügung.
Muss viel schnell verfügbare Energie in möglichst kurzer Zeit verfügbar sein, sind daher beide Zuckerarten zu kombinieren.
Saccharose
Haushaltszucker (Saccharose), auch Kristallzucker oder einfach nur Zucker genannt, ist ein Zweifachzucker aus je einem Teil Traubenzucker und Fruchtzucker.
Im Gegensatz zur landläufigen Meinung besitzt Saccharose „nur“ einen mittleren GI. Hier kommt ihr Fruchtzuckeranteil zum Tragen. Ein hoher Saccharosegehalt findet sich in Zuckerrüben, Zuckerrohr und Zuckerpalmen.
Isomaltulose
Der in Zuckerrüben, Honig und Zuckerrohr, aber nur in geringen Mengen vorkommende Zweifachzucker Isomaltulose ist erst seit rund 60 Jahren bekannt. Er findet sich inzwischen in zahlreichen Sportgetränken und Gels.
Die dafür verwendete Isomaltulose wird enzymatisch aus Rübenzucker gewonnen. Sie besteht, genau wie Haushaltszucker, aus je einem Teil Trauben- und Fruchtzucker, allerdings mit anderer Verknüpfungsposition. Genau wie Saccharose wird Isomaltulose komplett verstoffwechselt und liefert ebenfalls 4,1 kcal/g.
Sie ist etwas weniger süß als Zucker, kann im Gegensatz zu Haushalts- und Fruchtzucker im Mund aber nicht von säureproduzierenden Bakterien abgebaut werden. Sie ist nicht kariogen. Ein weiterer Vorteil der Isomaltulose ist ihr niedriger Glykämischer Index.
In einer aktuellen Studie ließ Isomaltulose im Vergleich zum Haushaltszucker die Blutzuckerwerte durchschnittlich um 20 Prozent weniger ansteigen. Die freigesetzten Insulinmengen verringerten sich sogar um 55 Prozent.
Isomaltulose kann gut bei langen, weniger intensiven Trainingseinheiten, bei sehr langen Wettkämpfen und im Fettstoffwechseltraining verwendet werden. F
ür kürzere Distanzen ist sie allein weniger geeignet, da sie pro Zeiteinheit nicht die maximal mögliche Menge an Kohlenhydratenergie liefert.
In Kombination mit Glucose und Fructose entsteht aber eine Kohlenhydratmatrix, die durch unterschiedliche Gewichtung der Bestandteile für verschiedenste Einsatzbereiche kombiniert werden kann.
Ähnlich wie Fructose kann sie leicht in untere Darmabschnitte gelangen und dient dort den Bakterien als Nahrung. Es kann zu Blähungen und gerade unter Belastung auch zu Unwohlsein kommen.
Lactose
Das seit über drei Jahrhunderten bekannte Disaccharid Lactose (Milchzucker) besteht aus den beiden Monosacchariden Galactose und Glucose.
Es kommt in der Muttermilch und der Milch von Säugetieren vor. Entsprechend ist Lactose in vielen Milchprodukten enthalten. Je länger ein Käse reift, umso geringer ist der Lactosegehalt, da bei der Herstellung die meiste Lactose abgebaut wird. Zur Verdauung wird das Enzym Lactase benötigt.
Ist nicht ausreichend davon im Verdauungstrakt vorhanden, kommt es zur Lactoseintoleranz.
Meist muss aber nicht vollständig auf Lactose verzichtet werden. Geringe Lactosemengen werden trotz Lactasemangel oft gut vertragen. Lactose kann als Kohlenhydrat mit niedrigem Glykämischen Index gut in der Regenerationsphase eingesetzt werden.
Maltose
Der aus zwei Glucoseeinheiten aufgebaute Malzzucker ist ein Abbauprodukt der Stärke. Maltose kommt unter anderem in Gersten- und Kartoffelkeimen vor. Seine Süßkraft ist deutlich geringer als die von Glucose, der GI sogar höher. Dieselbe Menge Maltose ist meist besser verträglich als Glucose.
Trehalose
Werden wie beim Malzzucker zwei Moleküle Glucose miteinander, allerdings an anderen Verknüpfungspositionen, miteinander verbunden, entsteht das Disaccharid Trehalose. Es hat einen geringeren Glykämischen Index als Maltose und liefert ebenso wie diese keine Fructose, was ihrer Verträglichkeit zugutekommt.
Verschiedene Pflanzen und Pilze enthalten meist in geringen Mengen Trehalose, und sie ist weniger süß als Glucose. Trehalose wird aus verflüssigter Stärke durch enzymtechnische Prozesse hergestellt und Sportnahrungsprodukten zugesetzt, um ihre Kohlenhydratmatrix variabler zu gestalten.
Sie ist auch gut für den Einsatz bei langen Wettkämpfen oder Trainingseinheiten mit hoher Intensität geeignet.
Maltodextrin
Maltodextrin (MD) ist ein wasserlösliches Kohlenhydratgemisch aus unterschiedlich langen Glucoseeinheiten und -ketten.
Die Zahl hinter der Bezeichnung Maltodextrin gibt an, ob überwiegend längere oder kürzere Glucoseketten vorliegen. Maltodextrin 6 hat lange, MD 19 kürzere Ketten. Das Oligo- beziehungsweise Polysaccharid weist einen sehr hohen Glykämischen Index auf.
Es besitzt im Gegensatz zur Glucose bei identischer Energiemenge aber eine deutlich geringere osmotische Wirkung und bindet weniger Wasser. So kann viel Energie aufgenommen werden, ohne die Gefahr von Durchfall (osmotischen Diarrhoen), wie bei Glucoseverzehr.
Da es kaum süß und beinahe geschmacksneutral ist, kann es gut anderen Speisen zugegeben und in einer Carboloadingphase den Kohlenhydratanteil der Speisen erhöhen. In Sportnahrungsmitteln wird Maltodextrin als Glucose-Komponente mit Fruchtzucker kombiniert, um eine maximale Energiebereitstellung zu realisieren.
Ribose
Das Monosaccharid Ribose hat keine Wirkung auf den Blutzuckerspiegel, im Gegenteil, es soll den Blutzuckerspiegel sogar leicht senken beziehungsweise positiv modulieren.
Aktuell wird Ribose als Nahrungsergänzungsmittel beworben, das schnell Energie liefern, die Regeneration beschleunigen und Erschöpfungssymptome abmildern soll. Studien mit Ribose haben unterschiedliche, aber durchaus vielversprechende Ergebnisse hervorgebracht. Ribose wird als Puver sowie als Bestandteil von Sportgetränken vertrieben.
Fazit
Es gibt keine „guten“ und „bösen“ Kohlenhydrate, schon gar nicht für Triathleten. Alle haben ihre Berechtigung, wenn sie situationsspezifisch eingesetzt werden. Kurz vor dem Wettkampf liegt der Fokus auf leicht verdaulichen Kohlenhydraten mit niedrigem bis mittlerem GI.
Während des Wettkampfes sind „schnelle“ Kohlenhydrate mit mittlerem bis hohem GI angesagt. Nach dem Wettkampf sollten zunächst schnelle Kohlenhydrate und in den Folgestunden Kohlenhydrate mit mittlerem und niedrigem GI verzehrt werden.
Text: Katrin Stücher | Uwe Schröder
Foto: Armin Schirmaier
Katrin Stücher (M. Sc. Ernährungswissenschaften), Doktorandin und wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Goethe-Universität Frankfurt in der Abteilung Sportmedizin. Sport gehört zu ihrem Leben, seit zehn Jahren betreibt sie Ausdauersport (Langstreckenlauf, Duathlon Triathletin). erfolgreich-essen.de.
Uwe Schröder studierte Ökotrophologie sowie Erziehungs- und Sportwissenschaften an der Justus-Liebig-Universität Gießen. Uwe Schröder arbeitet als Ernährungswissenschaftler am Institut für Sporternährung e. V., Bad Nauheim. In seiner Freizeit ist er aktiver Tennisspieler mit Trainerlizenz und Marathonläufer.
