Fettverbrennung - wieviel ist es wirklich?

Die Fettverbrennung unter Belastung beim Training

+

In diesem Beitrag beschreibt Ihnen Dennis Sandig die verschiedenen Aspekte des Fettstoffwechsels und stellt Ihnen neue Messtechniken und Instrumente der Trainingsteuerung vor, mit deren Hilfe Sie Ihren Trainingseffekt steigern können. Sie werden mit neuen Methoden bekannt gemacht, mit denen Sportwissenschaftler die Leistung des Fettstoffwechsels beurteilen können, um die Trainingsanpassungen der Athleten zu optimieren.

Sportlerinnen und Sportler wollen Fett aus den unterschiedlichsten Gründen verbrennen. Während Ausdauersportler vor allem daran interessiert sind, ihre Leistungsfähigkeit zu steigern und zu verbessern, liegen die Gründe im Fitnesssport im Bereich der Gesundheitsprävention, aber auch im Streben nach einem Schönheitsideal.

 

Die Energiequellen Ihres Körpers

Die Grundstoffe, aus denen die menschliche Nahrung besteht, sind die Kohlenhydrate, Fette und Proteine. Aus diesen Nährstoffen kann Ihr Körper die Energie, die er für Bewegungen benötigt, aber nicht direkt gewinnen. Im Inneren Ihres Körpers laufen komplexe chemische Prozesse ab. Wann Ihr Körper zu welchen Energielieferanten greift, hängt von Ihrer Ernährung und Ihrem Trainingsstand ab (siehe Abb. 1). Welche Substrate Sie gerade verstoffwechseln, hängt zusätzlich auch vom Energiebedarf Ihrer Muskeln ab, wobei das Verbrennen von Kohlenhydraten und das von Fetten im Optimalfall über weite Strecken gleichzeitig ablaufen.

Abb. 1: Anteile der Energiebereitstellung bei untrainierten Sportlern

Es ist ganz gleich, ob es Ihnen darum geht, Ihre Leistung zu verbessern, oder ob Sie Ihr Gewicht reduzieren möchten: Sie müssen in beiden Fällen berücksichtigen, dass Ihre in Fett gespeicherte Energie unglaublich groß ist! Selbst schlanke Menschen mit einem Körperfettgehalt von ca. 12 % haben ca. 70.000 Kilokalorien große Energiespeicher aus Fett. Im Vergleich dazu speichert Ihr Körper Kohlenhydrate in der Leber und in den Skelettmuskeln gerade einmal bis zu einer maximalen Menge von 2.500 Kilokalorien. Sie sehen also, wie viel Energie sich mitunter in den menschlichen Fettpölsterchen befindet. Wenn Sie nun bedenken, dass ein 70 kg schwerer Mensch bei einem Lauf von 10 km in 1 Stunde nur rund 700 Kilokalorien verbraucht, wird Ihnen sicher klar, wie bedeutend die optimierte Fettverbrennung für die Gewichtsreduzierung sein kann. Ausdauersportler müssen diese Berechnung allerdings unter etwas anderen Gesichtspunkten sehen: Aus 1 g Kohlenhydrat kann der Körper lediglich 4,1 Kilokalorien an Energie bereitstellen, während 1 g Fett es hingegen auf 9,4 Kilokalorien bringt. Ihr Körper kann die Energie aber nicht direkt aus den Fetten oder Kohlenhydraten gewinnen, sondern ist darauf angewiesen, die Nährstoffe zu Hilfe zu holen, um aus dem energiearmen Adenosindiphosphat (ADP: di=2) ein energiereiches Adenosintriphosphat (ATO: tri=3) herzustellen. Die Energie bereitstellenden Systeme haben also nur das eine Ziel: ein Phosphatteilchen an das Adenosindiphosphat anzuhängen.

 

Die Wege Ihrer Energiebereitstellung

Der ökonomischste, gleichzeitig aber auch langsamste Weg, um Energie zu erzeugen, ist die aerobe Verbrennung von Glukose und Sauerstoff (O2) zu Kohlendioxid (CO2). Man nennt das die „oxidative Phosphorylierung“, da über diesen Prozess dem ADP wieder ein Phosphatteilchen zugeführt wird. In allen Ausdauersportarten, aber auch bei Spielsportlern und im Gesundheitssport spielt diese Art der Energiebereitstellung eine große Rolle, da so über lange Zeiträume hinweg Energie erzeugt werden kann. Der wichtigste aerobe Brennstoff ist die Glukose – ein einfaches Kohlenhydrat.

Stark vereinfacht gesagt, läuft der die Energie liefernde Prozess wie folgt ab: Die Glukose wird unter Zugabe von Sauerstoff in Wasser und Kohlendioxid gespalten. Dabei entsteht der wirkliche Energieträger des Körpers, das ATP, das somit als Muskeltreibstoff weiter zur Verfügung steht. Diese Reaktionen laufen in den Muskelfasern ab. Dort sind kleine „Kraftwerke“ – die Mitochondrien –, in denen Glukose einem Brennstoff gleich verheizt wird. Allerdings besteht hier auch ein enormes Potenzial für Ihre Leistungsverbesserung. Ihr Ziel als Ausdauersportler sollte es nämlich sein, den Anteil der aeroben Kohlenhydratverbrennung zugunsten des aeroben Fettstoffwechsels zu verschieben. So sparen Sie Energie aus Kohlenhydraten ein, die Ihrem Körper nur sehr begrenzt zur Verfügung stehen. Dasselbe gilt auch für Gesundheitssportler. Wenn Sie Ihren aeroben Fettstoffwechsel trainieren, lernt Ihr Körper, auch bei höheren Intensitäten noch freie Fettsäuren (FFS) freizusetzen, zu transportieren und letztendlich auch zu verbrennen.

 

Verfeuern Sie Fette!

Freie Fettsäuren können ausschließlich auf aerobem Weg verstoffwechselt werden. Dank der großen Speicher ist Ihr Körper so auch langfristig in der Lage, Energie für Belastungen bereitzustellen. Die Kohlenhydrate sind wegen der geringen Speicherkapazität sehr begrenzt. Könnten sie unbegrenzt wieder zugeführt werden, käme dem Fettstoffwechsel keine besondere Rolle zu. Da aber die maximale Aufnahme je nach Kohlenhydratzusammensetzung bei zwischen 60 und 80 g pro Stunde liegt, entleeren sich die Speicher im Laufe einer Belastung. Fette stehen Ihnen nahezu unbegrenzt zur Verfügung, allerdings müssen Sie Ihren Körper gut darauf trainieren, diese auch zu gebrauchen!

Da die Kohlenhydrate einfacher verbrannt werden können, arbeitet Ihr Körper, sobald der Blutzuckerspiegel ansteigt, über die aerobe Glykolyse. Ihre Ernährungssituation hat also auch einen Einfluss auf die Art der Substrate, die Ihr Körper schwerpunktmäßig verstoffwechselt, da vor allem bei untrainierten Sportlern die Fettverbrennung in erster Linie über lang andauernde Trainingseinheiten mit geringer Intensität geschult wird. Lange Trainingseinheiten haben das Ziel, den Fettverbrauch zu verbessern, aber nur dann eine Wirkung, wenn Sie nicht unmittelbar vor Beginn eine kohlenhydratreiche Mahlzeit zu sich nehmen. Dasselbe gilt, wenn Sie nach Beginn des Trainings regelmäßig Kohlenhydrate über Gels oder Flüssigkeiten zuführen. Das Ansteigen des Insulinspiegels infolge der Kohlenhydrataufnahme hemmt das Freisetzen von Fettsäuren aus den Speichern. Dazu kommt, dass Ihr Körper, wenn ihm reichlich Kohlenhydrate angeboten werden, diese zunächst auch verbrennt. Also kann eine falsch gewählte Mahlzeit vor einer Trainingseinheit bzw. ungeeignetes Essen während einer Trainingseinheit die Effekte Ihres angestrebten Trainings in die falsche Richtung lenken. Im Umkehrschluss bedeutet das aber auch, dass Sie von einer speziell auf Ihr Training ausgerichteten Ernährungsweise stark profitieren können. Darauf werden wir jedoch später noch einmal genauer eingehen.

 

So profitieren Sie von einem gut trainierten Fettstoffwechsel

Ein gut trainierter Fettstoffwechsel hat die Eigenschaft, Kohlenhydrate einzusparen, so dass diese dem anaeroben Stoffwechsel bei höheren Belastungen zur Verfügung stehen. Das Einsparen bedeutet dabei, dass weniger Kohlenhydrate gebraucht werden, um Energie aus den Fetten ziehen zu können. Bezogen auf das Verbrennen der Fette gilt der Spruch, dass die Fette im Feuer der Kohlenhydrate verbrennen. Auch bei aktivem Fettstoffwechsel werden also zeitgleich immer auch Kohlenhydrate verbraucht. Im Ablauf sieht das so aus, dass die Fettsäuren in den Prozess der aeroben Kohlenhydratverbrennung eingeschleust werden. Dort werden sie gemeinsam mit der Glukose in einem Seitenweg verbrannt. Die Fette stehen also nur dann als Brennstoff zur Verfügung, wenn auch Kohlenhydrate verbrannt werden. Bei einem optimierten Fettstoffwechsel werden weniger Kohlenhydrate gebraucht, um eine identische Menge an Fetten zu verbrennen. Auch die gesamte aus Fetten erzeugte Energie steigt. Bei untrainierten Ausdauersportlern liegt der Anteil der Energie aus dem Fettstoffwechsel bei ca. 40 %. Durch Training kann dieser Anteil auf über 55–60 % gesteigert werden.

Abb. 2: Anteile der Energiebereitstellung bei trainierten Sportlern

Je schlechter dieser Bereich trainiert ist, desto eher greift der Körper auf Kohlenhydrate und deren Speicherform, das Glykogen, zurück. Das Verbessern des Fettstoffwechsels läuft dabei auf verschiedenen Ebenen ab. Zunächst steigert sich die Stoffwechselrate innerhalb der Muskelfasern (siehe Abb. 2). Das liegt daran, dass sich die Konzentration der benötigten Enzyme erhöht. Zusätzlich steigt die Anzahl der Mitochondrien, so dass auch viel mehr Kraftwerke zur Verfügung stehen. Durch die Zunahme der Zahl der kleinen Blutgefäße und der so gesteigerten Kapillarisierung wird die Durchblutung gefördert, so dass der Sauerstoff und die Substrate einfacher an ihren Bestimmungsort gelangen. Sie müssen aber beachten, dass ein vorwiegend aerobes Training auch eher die aerobe Enzymkapazität verbessert, während ein anaerobes Training auch die anaerob arbeitenden Enzyme aktiviert.

 

Bei welcher Intensität verbrennen Sie die meisten Fette?

Abb. 3: Fettverbrennungskurve eines Profisportlers. Die helle Linie zeigt das verbrannte Fett in g/std.

Ob Sie nun aerob Fette oder Kohlenhydrate verbrennen, hängt zu einem Großteil auch von der Intensität Ihrer Belastung und Ihrem Trainingszustand ab. Trainierte Sportler sind auch bei höheren Belastungen noch in der Lage, Fette zu verbrennen, während bei untrainierten Sportlern bereits früh fast ausschließlich Kohlenhydrate zur Energiebereitstellung beitragen. Moderne Messmethoden erlauben Rückschlüsse auf das Ausmaß einer Belastung, bei dem Ihr Körper den größten Anteil der Energie aus Fetten bezieht. So lässt sich der Bereich festlegen, bei dem Sie absolut am meisten Fett verbrennen, und zwar gemessen in g/Stunde. Mit derselben Methode lässt sich auch feststellen, wie aktiv Ihr Fettstoffwechsel unter Belastung und in Ruhe arbeitet. Daraus können Empfehlungen für Ihr zukünftiges Training abgeleitet werden. Grundsätzlich sinkt während höherer Intensitäten der relative Anteil der Fettverbrennung, und der Anteil von Kohlenhydraten an der Energiebereitstellung nimmt zu. Studien zeigen aber, dass – vor allem im Gesundheitssport – Effekte auf die Fettverbrennung auch über hochintensive Intervalle ausgelöst werden können.(1)

Es ist festzustellen, dass übergewichtige Männer infolge eines zweiwöchigen Sprint-Intervalltrainings neben den Anpassungen an ihre Leistungsfähigkeit auch auf andere Weise davon profitierten. Sowohl die Fettverbrennungsrate in Ruhe als auch die Kohlenhydratverstoffwechslung ohne Belastung waren bis zu 72 Stunden nach der Intervention erhöht.(1) Selbst in dieser sehr kurzen Studienzeit wurden Effekte auf den Hüft- und Bauchumfang gemessen, die sich signifikant von der Ausgangslage unterschieden.(1) Es zeigt sich vermehrt, dass auch bei hochintensiven Intervallen, bei denen während der Belastung der Fettstoffwechsel keine Rolle spielt, im Nachgang eine erhöhte Betaoxidation zu messen ist. Das bedeutet, dass auch bei hochintensivem Intervalltraining Wirkungen auf Ihren Fettstoffwechsel eintreten werden. Insbesondere für Sportler, deren Ziel es ist, ihr Körperfett zu reduzieren, kann das von Belang sein, da unter intensiven Belastungen der Energieverbrauch größer sein kann, vor allem dann, wenn moderate Belastungen von zu kurzer Dauer waren. Dazu kommt, dass unter hochintensiven Belastungen auch die Fettoxidation ansteigen kann.(2)

 

Dauerbelastungen sind nicht zu ersetzen

Trotz der Studien, die die Effekte eines Intervalltrainings deutlich machen, sind Dauerbelastungen gerade für Ausdauersportler unersetzlich! Über diese Dauerbelastungen sind Steigerungen der Fettoxidationsrate bei gleichzeitiger Reduzierung des Kohlenhydratverbrauchs zu erwarten. Allerdings ist zur Leistungsverbesserung letztlich eine Kombination aus beiden Trainingsformen notwendig. Gerade Ausdauersportler benötigen aber eine insgesamt sehr gute aerobe Grundlagenausdauer. Dabei sollte das Grundlagentraining zeitweise über eine längere Dauer am Punkt der optimalen Fettoxidationsrate durchgeführt werden. So wird der Kohlenhydratverbrauch signifikant reduziert, während der Fettverbrauch steigt.(3) Die Kapazität Ihrer Fettverbrennung können Sie mithilfe der modernen Spiroergometrie messen lassen. Dabei werden während eines Belastungstets Ihre Sauerstoffaufnahme und Ihre Kohlendioxidabatmung gemessen.

Aus dem Verhältnis der beiden Werte ergibt sich die so genannte Respiratorische Exchange Ratio (RER), die Rückschlüsse auf Ihre Substratverwertung zulässt. Je nachdem, ob Sie Fette oder Kohlenhydrate verstoffwechseln, entstehen bei deren Verbrennung unterschiedliche Kohlendioxidmengen. Über die Auswertung lässt sich für Ihre Leistungsfähigkeit feststellen, wie viel Fett Sie unter Belastung verstoffwechseln können. Sie kommen im Ergebnis so an einen Punkt, an dem Sie Ihre Fettverbrennung über längere Trainingseinheiten in der Dauermethode verbessern können.

 

So hilft Ihnen die richtige Ernährung

Ihre Ernährung und Ihr Fettstoffwechsel bedingen sich gegenseitig. Eine Kohlenhydratzufuhr vor dem Sport hemmt die Fettverbrennung auch bei geringer intensiver Belastung. Ihr Körper greift also immer zunächst auf Kohlenhydrate zurück, wenn ihm welche angeboten werden. Eine spezielle Ernährungsweise – wie z. B. eine ketogene Diät, auch eine phasenweise fett- und eiweißreiche Nahrung – kann Ihre Trainingsanpassungen wirksam unterstützen. Dagegen gibt es 4 mögliche Hinderungsgründe für eine optimale Fettverbrennung:

- Kohlenhydrate werden vor der Belastung zugeführt.

- Kohlenhydrate werden während der Belastung zugeführt.

- Kohlenhydrate liegen in Form des Glykogens im Speicher vor.

- Kohlenhydrate mit einem hohen glykämischen Index hemmen die Fettverbrennung mehr als Kohlenhydrate mit einem niedrigen Wert.

 

Gerade in Phasen, in denen Ausdauersportler die Grundlagenausdauer verbessern wollen, empfiehlt sich deshalb eine Ernährungsweise, die mehr auf Fette und Eiweiße setzt und bei der Sie den Kohlenhydratanteil reduzieren.

 

Tipps für Ihr Training

- Zum Reduzieren Ihres Körperfetts sollten Sie intensive Intervalle in Ihr Training einbauen.

- Um Ihre Fettverbrennung optimal zu trainieren, müssen Sie ein umfangbetontes Training und intensive Abschnitte aufeinander abstimmen.

- Essen Sie keine Kohlenhydrate vor oder während Ihres Trainings.

- Ihre Muskelglykogenspeicher sollten nicht voll sein. Ernähren Sie sich eiweißbetont!

- Lassen Sie Ihre Fettverbrennungsrate unter Belastung in einer Spiroergometrie erfassen.

- Auch eine Grundumsatzmessung in Ruhe kann Ihnen wertvolle Informationen geben.

 

Dennis Sandig M.A., Wissenschaftlicher Mitarbeiter der Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Doktorand an der Universität des Saarlandes, Mitbegründer der iQ athletik GmbH

 

Quellenangaben

1. Metabolism, 2010 (Epub ahead of print)

2. Journal of Applied Physiology, 2007, Bd. 102 (4), S. 1439–1447

3. American Journal of Physiology, 1993, Bd. 264 (2 Pt 1), S. 215–220

 

Fachsprache

Betaoxidation – der biochemische Abbaumechanismus der freien Fettsäuren in der Muskulatur

Spiroergometrie – Atemgasmessung unter körperlicher Belastung, wobei mit speziellen Geräten jeder einzelne Atemzug gemessen wird und die Sauerstoffaufnahme sowie das Abatmen von Kohlendioxid analysiert werden.

Respiratorische Exchange Ratio (RER) – das Verhältnis von Sauerstoff und Kohlendioxid an der Atemmaske einer Spiroergometrie (Der Respiratorische Quotient (RQ) dagegen beschreibt das Verhältnis von Sauerstoff und Kohlendioxid an der Austauschfläche der Lunge)

Auch interessant

Kommentare