Ernährung

Die richtige Ernährung für Radfahrer

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Jeder Radfahrer sollte sich darüber bewusst sein, dass die Ernährung für die Leistung auf dem Rad eine wesentliche Bedeutung hat. Spezielle Informationen von Tour-de-France-Fahrern sind nicht ohne Weiteres verfügbar, und wenn es so wäre, welchen Wert besäßen sie für „normalsterbliche“ Fahrer? In diesem Artikel verwenden wir echte Daten der „Etape du Tour“, die mit einem Tempo zurückgelegt wurde, das mehr zu einem „Amateurfahrer“ passt, und vergleichen sie dann mit Labordaten.

So können die Forscher die physiologischen Ernährungsmechanismen besser verstehen, die die Leistung auf dem Rad beeinflussen.
Beginnen wir mit einem Blick auf die Strecke und gehen dann zu den tatsächlichen Daten über, die wir beim Zurücklegen der Strecke gesammelt haben. So werden wir herausfinden, welche Energiequellen verwendet wurden, wie sie wirkten und wie sie die Entscheidungen über das Tempo beeinflussten.


Messtechniken für Leistung und Energie

Das SRM-System (Schoberer Rad Messtechnik, siehe Kasten) misst den mechanischen Kräfteeinsatz auf die Kurbelarme der Pedale. Der menschliche Körper weist jedoch nur eine Effizienz von 25 % bei der Energieerzeugung auf dem Fahrrad auf. Daher muss der Körper 21.347 kJ (bzw. 5.083 kcal) aufbringen, um 5.450 kJ zu erzeugen. Dazu müssen wir noch etwa 100 kcal pro Stunde addieren, um den Grundumsatz des Stoffwechsels abzudecken (die Energie, die der Körper im Ruhezustand verbraucht), was einen Betrag von gut 6.000 kcal ergibt. (Anm.: 1 kcal = 4,2 kJ, ist gleichbedeutend mit der gebräuchlichen Nahrungskalorie, d. h.: Um die im Rennen aufgewendete Energie zu ersetzen, wäre eine Aufnahme von etwa 5.000 kcal Nahrung notwendig.)


Fettverbrennung und Nutzung von Kohlenhydraten

Viele Menschen kennen die Abbildungen, die den Fettverbrennungsbereich unter Einbindung der Herzfrequenz darstellen. Diagramme, die die absolute Substratnutzung zeigen, sind weniger verbreitet, da sich damit nur schwierig Verallgemeinerungen anstellen lassen. Die Daten des Kurvenverlaufs stehen daher für einen ausdauertrainierten, nichtprofessionellen Radfahrer, der eine maximale Fettverbrennung von ca. 35 g pro Stunde aufweist. Der Erfolg in vielen Ausdauerdisziplinen hängt von einer großen Fettverbrennungs-Kapazität ab und oftmals besteht der Schlüssel zum Erfolg darin, nicht zu weit von der maximalen Fatmax-Intensität abzuweichen.(2) Dabei bezeichnet der Begriff Fatmax die Übungsintensität, die die höchsten Raten der Fettverbrennung erzielt.
Intensitäten jenseits des Fatmax gehen sehr stark auf Kosten der Kohlenhydrate. Bei solchen Intensitäten geht das Ausmaß der Kohlenhydratnutzung in gewöhnlichen Diagrammen durch die Fettverbrennungsbereiche verloren, da diese lediglich die relative Energiebereitstellung anzeigen. Bei Intensitäten im Bereich über Fatmax ist die tatsächliche Nutzung von Fett geringer als bei niedrigen Intensitäten, darum müssen die Kohlenhydrate nicht nur die zusätzliche Belastung tragen, sondern auch für die Bereitstellung von Kalorien durch Fett Sorge tragen. Da Kohlenhydrate weniger als halb so viele Kalorien wie Fett pro Gramm haben, gehen mehr als 2 g Kohlenhydrate für jedes Gramm Fett verloren, das sonst bei geringer Belastung genutzt würde. Dies ist für die Nutzung von Kohlenhydraten eine sehr kostspielige Angelegenheit.
Am Kurvenverlauf, der die Fettnutzung anzeigt, lässt sich ebenso erkennen, dass sämtliche signifikanten Intensitäten zumindest eine geringe Menge an Kohlenhydraten erfordern. Ist also die Kohlenhydratzufuhr begrenzt, ist die gesamte Leistung deutlich gesenkt. Dies ist besonders bei einer Disziplin wie der Tour de France von Bedeutung, denn hier besteht die Möglichkeit, dass der erforderliche Aufwand, um in Bewegung zu bleiben, größer ist als das, was nach der aufgezehrten Kohlenhydratversorgung noch verfügbar ist. Die steileren Abschnitte des Col d’Izoard, die auf den letzten 6 km des 30-km-Anstieges liegen, befinden sich in einer Höhe von mehr als 2.000 m, was ebenfalls einen negativen Effekt auf die Übungskapazität hat. Das folgende Beispiel demonstriert, wie ein unangebrachtes Tempo vor dem Gipfel zu einer Erschöpfung der Kohlenhydrate führt.


Nach dem 1. Anstieg folgt allerdings eine lange Abfahrt, die mit geringer Anstrengung bewältigt werden kann, sodass es dort möglich ist, durch die Zufuhr von Kohlenhydraten die Glykogenspeicher wieder aufzufüllen.
Nehmen wir nun an, dass unser Testfahrer in den ersten Stunden mit einer Leistung von 240 Watt fuhr. In diesem Fall würde er pro Stunde 200 g Kohlenhydrate und nur 10 g Fett verbrauchen. Er würde nach spätestens 4 Stunden keine Kohlenhydrate mehr zur Verfügung haben, so dass die Wahrscheinlichkeit äußerst gering wäre, dass er den 1. großen Anstieg bewältigen könnte. Wenn Kohlenhydrate anscheinend so wichtig sind, warum nimmt man dann nicht mehr als 60 g pro Stunde zu sich? Einiges deutet darauf hin, dass der Körper während einer Belastung nur eine begrenzte Menge an Kohlenhydraten verarbeiten kann. Viele wissenschaftliche Studien über Energiegetränke haben sich damit beschäftigt, wie Kohlenhydrate schneller an die arbeitenden Muskeln geliefert werden können.
Die höchste Kohlenhydratverbrennung, so berichtet die Wissenschaft, liegt (unter Laborbedingungen) bei 102 g pro Stunde, wenn die als Getränk zugeführten Kohlenhydrate aus einer Mischung aus verschiedenen Zuckerarten bestehen.(3) Die Oxidationsraten von weniger komplexen Kohlenhydratmischungen wie Glukose- oder Saccharoselösungen schaffen es nicht, mehr als 60–80 g Kohlenhydrate pro Stunde zu verstoffwechseln. Moderne Kohlenhydratgetränke bieten ganz offensichtlich Verbesserungen im Bereich der Kohlenhydratversorgung, jedoch ist es nicht damit getan, willkürlich riesige Mengen an Kohlenhydraten zu verzehren. Nehmen Sie zu viele Kohlenhydrate zu sich, egal welcher Art, so wird dadurch eher Ihr Wasserhaushalt beeinträchtigt, was zu Magen-Darm-Problemen führen kann, als dass sich Ihre Leistung verbessert. Während manche Fahrer zwar deutlich mehr als 80 g pro Stunde zu sich nehmen, besteht das Problem der meisten Radsportler in der Regel darin, überhaupt mehr als 60 g pro Stunde zu sich zu nehmen zu können, besonders während der ersten Stunden, wo die Versuchung groß ist, mit einer viel höheren Intensität als Fatmax zu fahren.


Weniger Fett = mehr Leistung?

Der Kurvenverlauf zur Substratnutzung gibt uns einen nützlichen Überblick über das Körpergewicht und den Aufbau des Körpers. Für Radfahrer bedeutet jede Gewichtsabnahme (z. B. leichteres Fahrrad oder leichtere Kleidung, weniger Getränkeflaschen auf steileren Abschnitten) eine Energieeinsparung. Eine Senkung des Körpergewichts erscheint attraktiv, da sie nicht nur das Gewicht reduziert, sondern ebenso das Körpervolumen, wodurch es zu einer Senkung des Luftwiderstands kommt (vor allem bei Abfahrten und in der Ebene). Wie man sieht, gäbe es also ein Argument dafür, so viel nicht spezifische Muskelmasse wie möglich abzubauen. Allerdings sind es die Muskeln, die die Kraft erzeugen und wo zugleich der größte Teil an Kohlenhydraten gespeichert wird. Im Gegensatz dazu liefert Körperfett gar keine Kraft, vergrößert außerdem den Luftwiderstand und stört die Thermoregulation, also die Kontrolle der Körpertemperatur (wie z. B. durch Schwitzen). Aber wie viel Fett benötigen wir, um eine Ausdauerdisziplin wie die „Tour“ zu schaffen?
Ein 80 kg schwerer Mann mit einem Körperfettanteil von 14 % (etwas weniger als der Durchschnitt), der mit einem Fatmax-Wert von 40 g pro Stunde 194 Stunden (8 Tage und Nächte) am Stück fährt, würde am Ende immer noch einen Körperfettanteil von 5 % besitzen und 72,24 kg wiegen. Deshalb beträgt die gesamte Fettnutzung bei einem 1-Tages-Rennen selbst mit einem guten Fatmax-Wert von 40 g pro Stunde, der über 8 Stunden gehalten wird, nur 320 g. Das erklärt, warum die besten Fahrer der Tour de France ihren Körperfettanteil auf 5 % oder weniger begrenzen können, ohne dadurch ihre Leistung zu beeinträchtigen. Es verschafft ebenso einen Eindruck darüber, welchen Umfang das Training haben muss, um einen bestimmten Körperfettwert zu erreichen. Ein simples Beispiel kann verdeutlichen, welche gigantischen Energieeinsparungen mit einem niedrigen Körperfettanteil (z. B Tour-de-France-Fahrer bei 5 %) im Vergleich zu einem „normalen“ Menschen (14 %) möglich sind. Die zusätzliche Arbeit, die unsere Durchschnittsperson aufgrund der zusätzlichen 7,76 kg Körperfett verrichten muss, beträgt über eine gesamte, vertikale Kletterdistanz von 4.100 m folgenden Wert:
Arbeit (Joule) = Masse x Schwerkraft x vertikale Distanz
In diesem Fall die zusätzliche Arbeit = 7,76 kg x 9,81 m/s x 4.100 m = 309.720 Joule (fast 300 kcal). Unser Tour-de-France-Fahrer würde über dieselbe Strecke 6 % weniger Energie aufwenden und obwohl es auf Abfahrten zu einem Beschleunigungsverlust kommen würde (weniger Schwerkraft, um gegen den Windwiderstand zu bestehen), wären die Vorteile trotzdem sehr viel größer, da durch das geringere Körpergewicht eine Senkung des Luftwiderstands erreicht wird.


Energiesparen durch Windschattenfahren

Bei Geschwindigkeiten von über 16 km/h geht auf ebenen Straßen der größte Teil des Energieaufwands auf den Luftwiderstand zurück. Wenn Sie unmittelbar hinter einem anderen Radfahrer fahren, kann der Energieverbrauch um über 25 % gesenkt werden. Beim Fahren in einer eng zusammenliegenden Gruppe kann die Ersparnis sogar 40 % betragen. Das Fahren im Windschatten ist bereits als ein immens wichtiger Aspekt für einen Wettkampffahrer beschrieben worden, da es gewaltige Auswirkungen auf die Energieanforderungen haben kann. Forscher, die die Daten von Tour-de-France-Teilnehmern gemessen haben, äußerten sich nicht nur über die unwahrscheinlich hohe Leistung, die die Probanden auf die Pedale brachten, sondern auch darüber, wie Fahrer das Windschattenfahren dazu nutzen konnten, ganze Etappen mit überraschend geringen Leistungen zu beenden. Ein Fahrer war in der Lage, eine 6-stündige Etappe der Tour mit einer durchschnittlichen Leistung von 98 W trotz einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 40 km/h zu bewältigen.(4)
In unserem Fall wurden die Daten allerdings von einem Fahrer aus einer Dreiergruppe erhoben, sodass nur wenig Potenzial zum Windschattenfahren vorhanden war. Da jedoch tausende Fahrer bei der „Tour“ teilnehmen, gehört das Windschattenfahren zu den effektivsten Arten, den Energieaufwand zu reduzieren. Die Kehrseite dieser Technik liegt allerdings darin, dass ein sich schnell bewegendes Hauptfeld dazu neigt, auch bei Anstiegen das Tempo hoch zu halten. Eines der ersten Dinge, die unter Verwendung eines Leistungsmessers auffallen, ist, dass selbst kleine Anstiege einen großen Effekt auf die benötigte Kraft haben. Bei einer Studie über die Leistung beim Zeitfahren diskutierten Forscher kürzlich, ob es Vorteile bringt, wenn man beim Fahren der Anstiege mehr Kraft aufwendet als beim Fahren in der Ebene oder auf Abfahrten.(5) Die logische Annahme dahinter lautet, dass sich der Luftwiderstand im Verhältnis zur Geschwindigkeit quadriert, sodass z. B. weniger Aufwand nötig wäre, von 16 auf 17 km/h zu beschleunigen, als von 30 auf 31 km/h. Dies würde bedeuten, dass kräftigeres Treten bei Anstiegen theoretisch schnellere Zeiten zur Folge hat als gleichmäßiges Fahren, da der Energieverlust durch den Luftwiderstand geringer ausfallen würde. Wie sich jedoch herausstellte, beträgt der Leistungszuwachs bei Anstiegen viel weniger (~5–10 %) als beim Fahren im unkontrollierten „Pulk“. Ein Fahrer muss sich somit bewusst sein, dass der Versuch, mit einer Gruppe mitzuhalten, die ihn kontinuierlich zu Leistungen drängt, die über seinem Fatmax-Wert liegen, einen gegenteiligen Effekt auf seine Kohlenhydratspeicher haben wird.


Trittfrequenz und Energie

Wenn versäumt wird, bei fallenden Frequenzen einen niedrigeren Gang zu wählen, so kann es zu einem Ansteigen der Kohlenhydratnutzung kommen. Niedrigere Trittfrequenzen erhöhen das Drehmoment auf den Muskel und steigern auf diese Weise die Aktivierung von schnell zuckenden, also kräftigeren Muskelfasern.(6) Diese Fasern verwenden bevorzugt Kohlenhydrate als Energiequelle, da ihnen die Enzyme fehlen, um größere Mengen an Fett zu verarbeiten. Die SRM-Aufzeichnung zeigt, dass in unserem Beispiel die Frequenz in einigen Streckenabschnitten auf unter 50 Rpm fiel (vor allem vor dem Gipfel des 1. Anstiegs), bei einer Übersetzung von 39 x 27. Die meisten Konkurrenten der echten Tour de France täten gut daran, so niedrige Gänge überhaupt zu besitzen. Auch wenn Anstiege auf dem Streckenprofil nicht schwierig aussehen, müssen die Fahrer dennoch auf die Länge der Anstiege und auf die Auswirkungen der Höhenlage achten. Die aerobe Leistung nimmt schon bei Höhen von 500 m um etwa 5 % ab, verglichen mit einer Höhe auf Meeresniveau. Ein Großteil der Route liegt über 1.500 m, steile Abschnitte weisen sogar Höhen von 2.000 m auf. Fahrer sollten also mit höhenbedingten Leistungseinbußen von 10 % oder mehr rechnen, wenn sie sich für eine Übersetzung oder eine Geschwindigkeitsstrategie entscheiden.

Tim Lawson

Quellenangaben
1. Data from Bradley Journal, 2002, University of Lancashire
2. International Journal of Sports Medicine, 2005, Bd. 26, S. 28–37
3. Medicine & Science in Sports & Exercises, 2004, Bd. 36 (9), S. 1551–1558
4. Journal of Science and Medicine in Sport, 2000, Bd. 3 (4), S. 414–433
5. Medicine & Science in Sports & Exercises, 2004, Bd. 36 (5), S. 122
6. European Journal Applied Physiology, 1992, Bd. 65 (4), S. 360–364

Weiterführende Artikel:

Radsport: Sitzen oder Stehen?

Rad-Physiologie


 

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