Ernährung aus der Fabrik [6|9]

A. Nicht ohne meine Supplemente

Das sogenannte Supplementieren soll zum einen der Vermeidung oder Behandlung von Mangelerscheinungen und zum anderen der Verbesserung der Leistungsfähigkeit dienen. Das gezielte Ergänzen beziehungsweise Zuführen von Nährstoffen ist in der Ernährungsmedizin ein viel und oftmals kontrovers diskutiertes Thema.

Scheinbar simple Fragestellungen, wie „Welche Sportlerin sollte Eisen supplementieren?“ entpuppen sich als komplex. Beispielsweise muss bei der Interpretation des Blutbildes beachtet werden, welche Art der Blutanalyse durchgeführt wurde. Ferner sollte sich die Behandelnde darüber im Klaren sein, dass Referenzwerte ein Abbild des durchschnittlichen oftmals kranken Bürgers sind, weshalb der Bereich zwischen Ober- sowie Untergrenze nicht als Optimum angesehen werden kann. Insbesondere im Bereich des Leistungssports sind Idealwerte für Mikronährstoffe bisher noch unzureichend erforscht, sodass es in vielen Fällen noch keine allgemeingültigen Empfehlungen gibt, wann und wie viel supplementiert werden sollte.

Im sportlichen Kontext ist ein weiterer kontrovers diskutierter Aspekt, ob die beworbenen Produkte tatsächlich einen zusätzlichen Nutzen für die Leistungssteigerung bringen. Angesichts dessen wird in diesem Beitrag beleuchtet, wann Supplemente empfehlenswert sind und auf welche Nahrungsergänzungsmittel gegebenenfalls zurückgegriffen werden kann.

Ernährung 6: Supplemente

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B. Warum Supplementieren?

Grund für die Einnahme von Supplementen ist in der Regel die Annahme, dass die Ernährung den entsprechenden Nährstoffbedarf nicht decken kann. Das ist primär bei einem gesteigerten Nährstoffbedarf, wie er beispielsweise in der Schwangerschaft und Stillzeit sowie bei Leistungssportlerinnen besteht, oder bei einer reduzierten Nährstoffaufnahme beziehungsweise -verwertung der Fall. Somit lassen sich vornehmlich drei Gründe herausstellen, in welchen eine Supplementierung sinnvoll sein kann: während der Schwangerschaft und Stillzeit, bei einem Nährstoffmangel sowie zur Steigerung der Leistungsfähigkeit. In diesem Beitrag wird auf Supplemente während der Schwangerschaft und Stillzeit nicht näher eingegangen.

B.1 Nährstoffmangel

Es liegt auf der Hand, dass ein Nährstoffmangel über die Ernährung oder durch Zusatzprodukte behoben werden sollte. Nun stellt sich die Frage, welche Personen einen Mangel entwickeln und welche Gründe es hierfür geben kann. Mittlerweile kursieren diverse Hypothesen, warum viele - wenn nicht sogar alle - Menschen einen Nährstoffmangel aufweisen. So behauptet beispielsweise Dr. Schmiedel (spitzen-praevention.com, 2021) dass die bundesdeutsche Durchschnittskost eine Mangelernährung sei. Er stützt sich dabei auf die Nationale Verzehrstudie (2013), und fügt noch hinzu, dass die dafür herangezogenen Referenzwerte zu niedrig angesetzt seien. Die Verzehrstudie konnte ermitteln, dass die Zufuhr an Mineralstoffen in Deutschland im Median zwar den deutschen, österreichischen sowie schweizer Referenzbereichen entspräche, Ausnahmen stellten aber Folat, Calcium, Jod und bei Frauen Eisen dar.

Eine Annahme hinsichtlich der Ursachen eines Nährstoffmangels ist, dass die Ackerböden der heutigen Zeit eine geringere Nährstoffdichte aufweisen würden, wodurch auch das Obst und Gemüse arm an Vitaminen und Mineralien sei. Konkret würde das bedeuten, dass bei einer gleichbleibenden Ernährung in der heutigen Zeit weniger Nährstoffe aufgenommen würden. Allerdings ist diese Aussage laut der DGE (2004) nicht haltbar, da die Böden mit bestimmten Mineralien, wie Nitrat überversorgt sind. Insofern geht die DGE viel eher davon aus, dass Mangelerscheinungen Resultat einer Fehl- oder Mangelernährung seien. So kann ein überwiegender Verzehr hoch verarbeiteter Lebensmittel, mit einer ungünstigen Nährstoffverteilung, zu einem Nährstoffmangel führen (Louzada, 2015). Die Verzehrstudie konnte zeigen, dass der Konsum von Fleisch und Fleischprodukten bei Männern fast doppelt so hoch ist wie empfohlen, bei Frauen liegt er an der Obergrenze von knapp 600 g pro Woche. Auch wenn die ungünstige Mikronährstoffverteilung nicht kausal auf den hohen Fleischkonsum zurückzuführen ist, könnte die damit einhergehende geringe Zufuhr an Ballaststoffen sowie Obst und Gemüse, in Kombination mit einem erhöhten Verzehr an hoch verarbeiteten Lebensmitteln einen Grund darstellen. Denn die Orientierungswerte von Obst und Gemüse von 400 g pro Tag erreichen beide Geschlechter nur etwa zu einem Drittel (124 g/Tag).

Gründe für einen vermehrten Nährstoffbedarf können außerdem chronischer Stress oder das Alter sein. Infolge der stressbedingten Ausschüttung von Hormonen, wie Cortisol oder Adrenalin, scheint die Darmaktivität eingeschränkt zu sein. Deshalb geht Stress mit einer eingeschränkten Nährstoffaufnahme bei gleichzeitig erhöhtem -bedarf einher, sodass ein Nährstoffmangel bei anhaltendem Stress häufig ist (Lopresti, 2020). Auch im Alter besteht ein erhöhter Nährstoffbedarf, da Veränderungen der Darmflora zu einer geringeren Verwertung der Nahrung führen.

Weiterhin können geschlechts- oder ernährungsspezifische Risikofaktoren eine Minderversorgung begünstigen. Beispielsweise scheinen etwa 23 % der Frauen im gebärfähigen Alter einen Eisenmangel zu haben (Andersson, 2010). Veganerinnen konsumieren signifikant weniger Vitamin B-12 als Menschen mit einer vollwertigen oder vegetarischen Ernährung, weshalb das Risiko einer Vitamin B-12 Unterversorgung besteht (Schüpbach, 2017; Bakaloudi, 2021).

Auch Leistungssportlerinnen oder ambitionierte Hobbysportlerinnen weisen, etwa aufgrund vermehrten Schwitzens oder einer geringeren UV-Exposition bei Indoorsport, einen höheren Nährstoffbedarf auf. Nande (2009), Deakin (2015) oder Jordan (2020) konnten zum Beispiel zeigen, dass ein hoher Anteil an Sportlerinnen und Sportler einen Vitamin-D-Mangel aufzuweisen scheint. Ein Mangel an Eisen scheint insbesondere bei Athletinnen und Vegetarierinnen/ Veganerinnen prävalent zu sein. Nabhan et al. (2020) stellten in einer retrospektiven Kohortenstudie mit 1085 Elitesportlern und -sportlerinnen bei über 50 % der Athletinnen einen Eisenmangel fest.

Schlussendlich kann jeder Mensch aus verschiedenen Gründen an einem Nährstoffmangel leiden, was multiple Folgen mit sich ziehen kann (s. Beitrag Mikronährstoffe). Infolgedessen ist es speziell für Risikogruppen sinnvoll, regelmäßig Blutwerte kontrollieren zu lassen, um bei Bedarf und in Rücksprache mit Expertinnen Nährstoffe supplementieren zu können. So lautet die Empfehlung der DGE für Veganerinnen:

„Dazu sollte eine Beratung von einer qualifizierten Ernährungsfachkraft erfolgen und die Versorgung mit kritischen Nährstoffen regelmäßig ärztlich überprüft werden.“ (Richter, 2016)

B.2 Optimierung der sportlichen Leistung

Im Sportbereich sollen Supplemente die sportliche Leistung durch die Verbesserung von Energieverfügbarkeit und Muskelaufbau sowie durch die Beschleunigung der Regeneration optimieren. Populäre Nahrungsergänzungsmittel sind Proteinpulver beziehungsweise Aminosäuren, welche von 52 % der Sportler und Sportlerinnen konsumiert werden. Wenngleich die Einnahme von Proteinpulvern weitverbreitet ist, sollte hierbei beachtet werden, dass laut Shoshan (2021) 15 % der Supplemente weltweit mit zusätzlichen Substanzen wie anabolen Steroiden kontaminiert sind. Das kann zu positiven Dopingtests, oder im schlimmsten Fall zu einer Gefährdung der Gesundheit führen.

Nur fünf Supplementen - Kaffein, Kreatin, Nitrate, ß-Alanin, Bicarbonate - werden leistungsförderliche Eigenschaften zugesprochen (IOC Consensus Statement, 2017), was bei der Auswahl der Nahrungsergänzungsmittel beachtet werden sollte. Es scheint, dass bei einer ausgewogenen Ernährung der zusätzliche Nutzen von Supplementen geringfügig ist, sodass Sportlerinnen die Food-First Policy empfohlen wird.

„Supplements might play a small role when added to a well-thought-out fueling plan, no amount of supplements will compensate for a lousy diet“ (Nancy Clark, 2021).

C. Gängige Supplemente im Sport

Schlussendlich kann fast jeder Nährstoff supplementiert werden, wie oben bereits angemerkt liegt aber nur für fünf Supplemente Evidenz für leistungssteigernde Effekte vor. Vor diesem Hintergrund soll hier exemplarisch ein Einblick in die Wirkweise und die Empfehlungen zur Einnahme von Kreatin, Beta-Alanin, Natronbicarobonat sowie Koffein gegeben werden.

C.1 Kreatin

Kreatin ist eine molekulare Verbindung, welche in Form von Kreatinphosphat in der Energiegewinnung eine entscheidende Rolle spielt. Insbesondere bei einer intensiven körperlichen Belastung ist der ATP Speicher bereits nach wenigen Sekunden aufgebraucht, sodass ATP wieder resynthetisiert werden muss. Hier kommt Kreatin als wichtigster Phosphatspeicher ins Spiel. Denn mit dem durch Kreatinphosphat zur Verfügung gestellten Phosphat kann wiederum ATP synthetisiert werden. Je nach Intensität der Aktivität kann Kreatinphosphat für 5-30 Sekunden Energie bereitstellen (Haff, 2015). Dementsprechend wird Kreatin vor allem bei intensiven, kurz anhaltenden körperlichen sowie kognitiven Belastungen benötigt.

Creatine phosphate can decrease markedly (50-70 %) during the first stage of high-intensity exercise of short and moderate duration (5-30 seconds) and can be almost completely depleted as a result of very intense exercise to exhaustion (Haff, 2015).

Wird nun Kreatin Monohydrat supplementiert, wird dadurch der Kreatinspeicher vergrößert, sodass die Sportlerinnen auf ein größeres Depot zur Synthese von ATP zurückgreifen können. Infolgedessen kann die zusätzliche Zufuhr die Energieversorgung und dadurch die Leistung von kurzen, hochintensiven Belastungen optimieren. Beispielsweise konnte Rawson (2003) zeigen, dass bei Gewichthebern die Leistung um bis zu 14 % gesteigert werden konnte. Auch der Aufbau fettfreier Muskelmasse, was auf ein höheres Trainingsvolumen zurückzuführen ist, scheint laut Ribeiro (2020) durch die Einnahme von Kreatin gefördert zu werden.

Ein häufig verwendetes Protokoll zur Einnahme von Kreatin beschreibt eine sogenannte „Ladephase“ in welcher über 5-7 Tage 20-25 g pro Tag eingenommen werden sollen. Darauf folgt die Erhaltungsphase, in der über einen Zeitraum von rund 6-12 Wochen auf 3-5 g pro Tag reduziert wird (Cooper, 2012). Allerdings scheinen laut Wu (2022) primär gesunde, junge Menschen - trainiert oder untrainiert - von der Supplementierung zu profitieren. Doch auch bei älteren Menschen kann die Supplementierung von Kreatin empfehlenswert sein, da insbesondere für diese Personengruppe der Muskelaufbau beziehungsweise -erhalt eine wichtige Rolle spielt. Da eine vegane Ernährungsweise mit einer geringeren Kreatinaufnahme einhergeht, können darüber hinaus auch Veganer und Veganerinnen Nutzen aus einer Kreatinsupplementation ziehen. Zudem konnte die Forscherinnengruppe um Wu (2022) darlegen, dass scheinbar auch ohne Ladeprotokoll oder mit einer geringeren Dosis positive Effekte auf die sportliche Leistungsfähigkeit erzielt werden können. Jedoch dauert es circa 10 Tage länger, bis die Kreatinspeicher maximiert sind, wodurch auch der leistungssteigernde Effekt später eintritt.

Im Zusammenhang mit der Einnahme von Kreatin werden immer wieder negative Auswirkungen auf die Nierenfunktion diskutiert. So war die Supplementierung in einer Fallstudie von Taner (2011) mit akutem, reversiblem Nierenversagen assoziiert. Auch andere Fallbeispiele von Thorsteinsdottir (2006) oder Barisic (2002) berichteten von negativen Effekten auf die Nierenfunktion. Folglich wird vor allem Menschen mit bereits eingeschränkter renaler Funktion von der Einnahme abgeraten. Allerdings könnten die beschriebenen Nebenwirkungen auf die Nierenfunktion auch in anderen Faktoren begründet liegen, etwa einem allgemein eingeschränkten Gesundheitszustand oder der Einnahme anderer Supplemente. Infolgedessen kommt Silva (2019) zu dem Schluss, dass die Supplementierung von Kreatin sowohl für junge Sportlerinnen, als auch für Menschen mit bereits bestehender Nierenschädigung unbedenklich sei. Auch Kreider (2017) und das Australian Institut of Sports (2021) bewerten die Supplementierung von Kreatin bei gesunden Menschen und in klinischen Populationen als unschädlich.

Wie häufig in der Medizin reagiert der Körper nicht immer gleich auf Interventionen - so gibt es auch bei der Einnahme von Kreatin sogenannte Non-Responder. Diese Personengruppe hat durch die Gabe von Kreatin keinen zusätzlichen Nutzen bezüglich des Muskelaufbaus. Eine mögliche Erklärung ist laut Cooper (2012) ein bereits gefüllter Kreatinspeicher, sodass eine gesteigerte Aufnahme nicht möglich ist.

C.2 Beta-Alanin und Natriumbicarbonat

Beta-Alanin ist eine Aminosäure, welche zusammen mit Histidin das Laktazid Carnosin bildet. Dieses erfüllt im Muskel eine Pufferfunktion vor Übersäuerung (damit ist die Anhäufung von säurehaltigen Ionen im Muskel gemeint) und zögert damit die Muskelermüdung bei anaeroben Belastungen heraus. Allerdings hat Carnosin eine geringe Bioverfügbarkeit, weshalb Beta-Alanin als limitierender Faktor für die Synthese von Carnosin zugeführt wird. Durch eine Supplementierung kann diese intrazelluläre Pufferfunktion um circa 40-80 % gesteigert und so die Ausdauerfähigkeit der Muskulatur verbessert werden. Da Carnosin vor allem bei einer laktaziden Energiegewinnung seine Wirkung entfaltet, kommen die Effekte vorwiegend bei kurzen, repetitiven und hochintensiven Belastungen, wie sie bei Sprintserien oder Intervalltrainings von einer Dauer von circa 1-4 Minuten vorkommen, zum Tragen (Saunders, 2017).

Das Supplement sollte laut Saunders (2019) für mindestens 4 Wochen mit einer Dosis von 3-6 g pro Tag eingenommen werden. Bei einem Einnahmezeitraum von 10 bis 18 Wochen kann es zu einer Plateaubildung des Carnosinspiegels kommen, wodurch die Wirkung jedoch nicht nachlässt (Saunders, 2017). Eine typische Nebenwirkung von Beta-Alaninen sind Parästhesien, welche harmlos sind. Sollten sie jedoch stören, wird empfohlen, die Dosis von 5 g pro Tag auf mehrere kleine Dosierungen aufzuteilen, oder das Beta-Alanin über Retard-Kapseln, welche den Wirkstoff verzögert freigeben, zuzuführen.

Natriumbicarbonat, oder einfach Backpulver, kann nicht nur im Haushalt ein äußerst hilfreiches Produkt sein. Bicarbonate sind vom Körper produzierte Anionen, welche ein essenzieller Bestandteil des physiologischen pH-Puffersystems sind. Sie können während hochintensiver Aktivitäten zwischen 1 und 10 Minuten den Anstieg der H+ Ionen dämpfen, wodurch sie einer Übersäuerung entgegenwirken. Durch eine Supplementation von Bicarbonat kann laut AIS (2021) bei verschiedenen Parametern wie Kraft, Schnelligkeit oder Zeit bis zum Muskelversagen eine durchschnittliche Verbesserung von 2 bis 3 % erzielt werden. Insbesondere in hochintensiven Sportarten, wie Schwimmen, Rudern oder Mitteldistanz Rennen, scheint Bicarbonat ein effektives Supplement zu sein (Carr, 2011).

Reines Natron wird häufig, selbst in verdünnter Form als ungenießbar empfunden, weshalb viele  Sportler und Sportlerinnen auf Tabletten oder Kapseln zurückgreifen. 120 bis 150 Minuten vor einem Wettkampf oder Training können zwischen 200 und 400 Milligramm Natriumbicarbonat pro Kilogramm Körpergewicht zugeführt werden (Maughan, 2018). Als Nebenwirkungen können allerdings Übelkeit, Erbrechen, Bauchkrämpfe oder Durchfall auftreten, weshalb die Dosis an die Verträglichkeit der Sportlerin beziehungsweise des Sportlers angepasst werden sollte. Vor diesem Hintergrund sollte die Einnahme von Natriumbicarbonat zunächst während einer Trainingsphase getestet werden. Wird das Supplement mit einer kleinen kohlenhydratreichen Mahlzeit (1,5 Gramm pro Kilogramm Kohlenhydrate) eingenommen, kann dies den Anstieg des pH-Wertes im Blut unterstützen sowie die gastrointestinalen Komplikationen verringern.

Gerade für Sportlerinnen und Sportler, welche mehrere Wettkämpfe am Tag bestreiten müssen, kann es sinnvoll sein, eine kleine Dosis von beispielsweise 100 Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht auf zwei Mahlzeiten aufzuteilen. Eine Alternative könnte laut McNaughton (1999) auch eine Supplementation über mehrerer Tage sein: 5 Tage vor dem Wettkampf, täglich eine Dosis von 500 Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht, welche über 5 Mahlzeiten am Tag verteilt zugeführt wird.

C.3 Koffein

Koffein ist nicht nur ein Genussmittel zum Wachwerden am Morgen. Bis 2003 stand es sogar auf der Verbotsliste stimulierender Substanzen der World Anti Doping Agency (WADA), weshalb Sportlerinnen bis zu diesem Zeitpunkt an einem Wettkampftag höchstens zwei Tassen Kaffee konsumieren durften. Koffein ähnelt in seiner chemischen Struktur Adenosin, welches als natürlicher Schutz der Muskulatur vor einer Überlastung fungiert. Nach der Einnahme von Koffein dockt allerdings Koffein an die Adenosinrezeptoren, sodass die Schutzfunktion des Adenosins entfällt. Zusätzlich kommt es durch die Blockierung der Adenosinrezeptoren zu einer erhöhten Ausschüttung an Endorphinen sowie einer erhöhten neuromuskulären Aktivierung (Guest, 2021). Infolgedessen ermüdet die Sportlerin langsamer und das subjektive Beanspruchungsgefühl sowie das Schmerzempfinden werden herabgesetzt. Zusätzlich bewirkt laut McLellan (2016) Koffein eine erhöhte Kalzium-Ausschüttung, was wiederum für die Kontraktion des Muskels essenziell ist.

Tatsächlich konnte beispielsweise Shen (2019) in seinem systematischen Review die positiven Effekte von Koffein auf die Ausdauerleistung bestätigen. Analog hierzu zeigte Grgic (2019) eine leistungssteigernde Wirkung von Koffein im Kraftsport auf. Je länger die sportliche Aktivität anhält, desto größer sind die positiven Effekte von Koffein, weshalb hier die Auswirkungen aber geringer ausfallen.

Wie viel Koffein für die Sportlerin sinnvoll ist, hängt stark von der Belastung, der Verträglichkeit und Konstitution ab. Standardmäßig können jedoch 3 - 6 mg Koffein pro Kilogramm Körpergewicht am Tag empfohlen werden. Insgesamt sollte die Menge aber 9 mg pro Kilogramm Körpergewicht am Tag nicht übersteigen (Guest, 2021). Zudem sind die negativen Auswirkungen auf den Schlaf nicht zu unterschätzen, sodass von einer regelmäßigen Einnahme am Abend abzuraten ist.

D. Supplemente, nicht ohne meine Ernährungsberaterin?

Supplemente werden zum Teil kontrovers diskutiert. Allerdings benötigt es, wie so oft in der Medizin, eine differenzierte Sichtweise, für wen und zu welchem Zeitpunkt Nahrungsergänzungsmittel sinnvoll sein können.

Einerseits bedarf es eines medizinischen Blickwinkels, denn relevante Mängel oder Unterversorgungen sollten immer in Absprache mit dem Arzt oder einem Ernährungswissenschaftler behandelt werden.

Andererseits können Supplemente zur Steigerung der Leistungsfähigkeit eingesetzt werden. Hier sollte für die Sportlerin der Food-First-Approach im Vordergrund stehen. Soll die Leistung noch weiter gesteigert werden, können auf Grundlage derzeitiger wissenschaftlicher Erkenntnisse nur Kreatin, Koffein, Beta-Alanin, Nitrate und Bicarbonate empfohlen werden.

Es existieren mittlerweile einige Websites, welche vielfältige Informationen über Supplemente zur Verfügung stellen. Empfehlenswerte ist beispielsweise „Operation Supplement Safety“ oder die Website vom „Australian Institute of Sport (AIS)“. Das Supplementieren von Nährstoffen sollte in der Regel nur auf Grundlage einer Blutuntersuchung erfolgen. Hinsichtlich der Einnahme von Nahrungsergänzungsmitteln im Rahmen der Leistungssteigerung empfiehlt sich die Zusammenarbeit mit einer Ernährungsberaterin.