Wasser macht ungefähr 70 % Ihres Körpergewichts aus, das macht 50 kg Wasser bei einem 70 kg schweren Erwachsenen! Aber schon der Verlust eines winzigen Teils dieses Wassers kann Ihre Leistung deutlich reduzieren, weshalb das Aufrechterhalten einer guten Hydration für alle Sportler wichtig ist.
Wasser stellt das Medium dar, in dem die Biochemie des Körpers stattfindet. Jede einzelne unserer Billionen von Zellen enthält Wasser und befindet sich in einem wässrigen Medium. Daher ist es kaum verwunderlich, dass wir Mechanismen entwickelt haben, um den Wassergehalt des Körpers ziemlich konstant zu halten. Da ein Teil des Wassers dauernd mit dem Urin verloren geht (beim Prozess des Ausscheidens von Abfallstoffen), ist eine konstante Zufuhr von Wasser nötig, um die Wasserbilanz aufrechtzuerhalten. Diese Bilanz wird hauptsächlich von den Nieren und dem Durstmechanismus kontrolliert. Sinkt die Gesamtmenge des Wassers im Körper ab, werden hormonelle Nachrichten an das Gehirn geschickt, um Durst zu erzeugen. Auf der anderen Seite kann eine exzessive Wasseraufnahme die Urinproduktion erhöhen.
Flüssigkeitsverlust beim Sport
Wasser schafft die perfekte chemische Umgebung für unseren Körper. Außerdem besitzt es die Fähigkeit, unseren Körper vor dem Überhitzen zu schützen, indem es in Form von Schweiß auf der Haut verdunstet. Dies ist besonders bei körperlicher Betätigung wichtig, wenn die Wärmeproduktion dramatisch steigt. Im Ruhezustand nimmt ein 70 kg schwerer Erwachsener ungefähr 0,25 Liter Sauerstoff pro Minute auf, was etwa einer Wärmeproduktion von 70 Watt entspricht. Beim Laufen mit einem Tempo von 4 Minuten pro Kilometer aber steigt der Sauerstoffverbrauch um das 16-fache, auf über 4 Liter pro Minute, und die Wärmeproduktion steigt auf über 1100 Watt! Solange die Umgebungstemperatur ausreichend niedrig ist, kann diese zusätzliche Hitze ausgestrahlt oder durch die Konvektion schnell genug weggeschafft werden, um den Hitzeaufbau zu verhindern. Bei höheren Temperaturen muss die Wärmeableitung durch Verdunstungskühlung, d. h. Schwitzen, erfolgen. Für einen 70 kg schweren Läufer, der in diesem Tempo rennt, beträgt die durchschnittliche Energieverbrennungsrate ca. 1.000 kcal pro Stunde. Bei warmen Bedingungen würde es über 1,5 Liter verdunsteten Schweiß brauchen, damit die zusätzliche Hitze beseitigt wird.
Wenn Sie sich die Tatsache vor Augen halten, dass ein Teil des Schweißes von der Haut abtropft, ohne zur Kühlung durch Verdunsten beizutragen, lässt sich leicht verstehen, wie Läufer bei heißen Verhältnissen 2 Liter Flüssigkeit oder mehr pro Stunde verlieren können. Und da Flüssigkeitsverluste von nur 2 % des Körpergewichts (das sind 1,5 Liter bei unserem 70-kg-Läufer) einen deutlichen Leistungsabfall auslösen können, könnte ein Läufer ohne zusätzliche Flüssigkeit in weniger als einer Stunde ganz schön in Schwierigkeiten geraten!
Da selbst geringe Wasserverluste einen Leistungsabfall verursachen können, ist eine optimale Wasserversorgung für Sportler extrem wichtig. Allerdings verlangt nicht nur der Flüssigkeitsverlust durch Urin und Schweiß die verstärkte Zufuhr von Flüssigkeit. Auch das Wiederauffüllen der Kohlenhydratspeicher ist entscheidend für eine gleich bleibend hohe Leistung. Glykogen (in den Muskeln gespeicherte Kohlenhydrate) ist der wichtigste Treibstoff für hochintensive Aktivitäten. Der Prozess, die Kohlenhydrate in Form von Glykogen in die Muskeln zu speisen, erfordert ebenso Wasser. Jedes Gramm Glykogen, das von den Muskelfasern aufgenommen werden soll, benötigt etwa 3 g Wasser. Deshalb fühlen Sie sich nach einer kohlenhydratreichen Mahlzeit nach dem Training oft sehr durstig. Trinken Sie zu wenig, um diesen Vorgang zu unterstützen, wird das Wasser der Blutbahn entzogen, was zur Dehydrierung führt. Darüber hinaus gibt Flüssigkeit den Ausschlag für eine gute Regeneration – nicht bloß, um durch Schwitzen verlorenes Wasser zu ersetzen, sondern auch, um verbrauchte Glykogenvorräte wieder aufzufüllen.
Der Verlust von Mineralien über den Schweiß
Eine umfassende Strategie zur Wasserversorgung beinhaltet eine gute Hydration vor dem Training/Wettkampf, eine Flüssigkeitsgewährleistung während der Aktivität und das umgehende Ersetzen der Flüssigkeitsverluste im Anschluss daran. Allerdings hat Hydration nicht nur etwas mit Wasser zu tun. Flüssigkeitsverluste durch Urin und ganz besonders durch Schwitzen bedeuten den Verlust von Elektrolytmineralien: Kalzium, Magnesium, Natrium, Kalium und Chlorid. Obwohl die genaue Zusammensetzung von Mensch zu Mensch variiert (zum Teil als Mittel zur Anpassung), enthält 1 Liter Schweiß im Wesentlichen: (1, 2)
- Kalzium – 0,02 g
- Magnesium – 0,05 g
- Natrium – 1,15 g
- Kalium – 0,23 g
- Chlorid – 1,48 g
Es gibt 3 Gründe, warum diese Mineralien besser durch ein elektrolythaltiges Mineralgetränk ersetzt werden als durch reines Wasser:
Wenn Ihre grundlegende Ernährung und Ihre Trinkgewohnheiten richtig sind, dann wird eine gute Wasserversorgung vor dem Training bzw. Wettkampf die Regel sein – und nicht etwas, womit Sie sich ein paar Stunden vor dem Rennen extra beschäftigen müssen! Zur Flüssigkeitsversorgung nach dem Training bzw. Wettkampf ist zu sagen, dass der verlässlichste Indikator das Körpergewicht darstellt. Forschungsergebnisse weisen darauf hin, dass sehr elektrolytreiche Getränke (besonders natriumreiche) einen etwas höheren Effekt auf den Ausgleich der Wasserbilanz besitzen als Getränke mit wenig oder ohne Elektrolyte bzw. Natrium.(6) Allerdings ist die Natriummenge im Getränk ein entscheidender Faktor.
Was passiert bei der Flüssigkeitszufuhr?
Amerikanische Wissenschaftler verglichen die Effizienz der Rehydration mit folgenden Substanzen:
- eine 6 %ige Kohlenhydratlösung ohne hinzugefügtes Natrium,
- eine 6%ige Kohlenhydratlösung mit 0,58 g Natrium pro Liter,
- eine 6%ige Kohlenhydratlösung mit 1,16 g Natrium pro Liter.
Die Probanden waren nach einer 90-minütigen Übung um 3% des Körpergewichts dehydriert und tranken während einer 3-stündigen Erholungsphase, so viel sie wollten von einem der oben genannten Getränke. Die Forscher fanden heraus, dass das Getränk mit 0,58 g Natrium pro Liter die höchste Flüssigkeitsaufnahme stimulierte, während das hoch konzentrierte Natriumgetränk den Durst entweder unterdrückte oder die Verträglichkeit der Flüssigkeit herabsetzte.
Obwohl viele Sportler es nicht ganz hinbekommen, ist die optimale Hydration vor und nach der Aktivität ein relativ geradliniger Prozess. Die Versorgung während der Bewegung aufrechtzuerhalten, ist eine andere Geschichte. Wenn die Flüssigkeitsverluste rasch geschehen (z. B. unter heißen, trockenen Bedingungen), müssen schnell große Mengen an Flüssigkeit absorbiert werden können, um den Status der Hydration zu halten. Aber den arbeitenden menschlichen Körper mit Wasser zu versorgen ist nicht so einfach, wie einen undichten Eimer vollzumachen! Die Menge der Flüssigkeitsaufnahme im Körper wird von einem Prozess mit 2 Abschnitten bestimmt:
- Magenentleerung – wie schnell die zugeführte Flüssigkeit den Magen verlässt. In dünneren Lösungen ist dies oft der Hauptschritt, der über die Gesamtmenge der Flüssigkeitsaufnahme entscheidet.
- Darmaufnahme – die Aufnahmegeschwindigkeit über die Darmwand.
Optimale Flüssigkeitsaufnahme erfordert eine schnelle Magenentleerung und eine effiziente Aufnahme im Darm. Anders als Sie vielleicht erwarten würden, findet die Flüssigkeitsaufnahme vornehmlich im Dünndarm statt, weniger im Magen. Studien haben gezeigt, dass, je größer die Flüssigkeitsmenge im Magen ist, desto schneller wird sie in den Dünndarm geleitet. Das bedeutet, dass viel Flüssigkeit im Magen durch häufiges Trinken den Flüssigkeits- und Nährstofftransport in den Dünndarm maximiert.(8,9) Die Rate der Magenentleerung wird auch von der Zusammensetzung der Flüssigkeit bestimmt. Frühere Studien haben belegt, dass Lösungen, ungeachtet vom Elektrolyt- oder Glukosegehalt, mit einer niedrigeren Gesamtkonzentration als Körperflüssigkeiten genauso schnell wie normales Wasser entleert wurden.(10,11) Bei Glukoselösungen würde das z. B. eine Konzentration von bis zu 2,5 % zulassen (2,5 g pro Liter Wasser).
Zu dieser Zeit schien es so, als ob Konzentrationen jenseits dieser Schwelle die Magenentleerung verlangsamen würden. Aktuellere Studien stellten aber fest, dass Getränke mit einer Glukosekonzentration von 4–5 % ebenso schnell wie Wasser entleert werden.(12) Bei einer Konzentration von über 5 % werden Glukoselösungen sehr viel langsamer aus dem Magen entleert, sie können aber trotzdem insgesamt zu einer schnelleren Glukoseversorgung führen.(13) Das liegt daran, dass der Glukoseanstieg pro Einheit infolge der höher konzentrierten Getränke die gesunkene aufgenommene Menge mehr als wettmacht. Wo der Flüssigkeitsersatz eine weniger wichtige Stellung als der Energieersatz einnimmt, können höher konzentrierte Getränke ratsam sein. In den vergangenen Jahren gab es einen wachsenden Trend hin zu dem Gebrauch von kurzkettigen Glukosepolymeren, wie Maltodextrine in Getränken, zum Ausgleich der Flüssigkeits-/Energiebilanz. Die Theorie besagt, dass Glukosepolymere schneller aus dem Magen entleert werden als reine Glukose. Allerdings sind die Beweise alles andere als reichhaltig und die verschiedenen Studien, die dazu durchgeführt wurden, kamen zu widersprüchlichen Resultaten.(14-17)
Dies mag daran liegen, dass konzentrierte Getränke bekanntermaßen die Menge von Ausscheidungen aus Magen und Darm erhöhen. Es ist daher möglich, dass das Gesamtvolumen des Mageninhalts größer gewesen sein könnte, wenn Glukose- statt Polymerlösungen getrunken wurden. Das sogar selbst dann, wenn die Menge des eingenommenen Getränks im Magen dieselbe blieb. Dies hätte Auswirkungen auf die Magenentleerung (sie verläuft schneller mit hohen Flüssigkeitsmengen im Magen). Da jedoch die Behauptung, Glukosepolymere könnten gegenüber reiner Glukose einen deutlichen Vorteil haben, auf dünnem Eis steht, gibt es so gut wie keinen Hinweis, der nahelegt, dass die Entleerungsrate von Polymerlösungen langsamer verläuft als von freien Glukoselösungen mit demselben Energiegehalt.
Welche Getränke sind für Sportler am besten?
In der Tat berichteten Studien darüber, dass Polymerlösungen generell schneller entleert werden, wenn nicht sogar deutlich schneller. Nach der Magenentleerung werden eingenommene Flüssigkeiten vom Dünndarm absorbiert. Reines Wasser oder stark verdünnte Lösungen verbreiten sich schnell im Darm. Die Forschung hat allerdings gezeigt, dass dünne Glukose bzw. Elektrolytlösungen mit einer etwas dünneren Konzentration als die des Plasmas die Wasseraufnahmerate maximiert.(18) Die Forscher fanden heraus, dass die optimale Hydration aus dem Darm mit einer Lösung aus 1,38 g Natrium und 20,0 g Glukose pro Liter Wasser erreicht wurde. Ist die Auffüllung der Energie (z. B. Glukose) das Ziel, so haben Studien gezeigt, dass die Aufnahme aus dem Dünndarm steigt, sobald auch die Glukosekonzentration im Darm steigt. Dies ist leicht zu erklären, da pro Mengeneinheit mehr Glukose zur Absorption zur Verfügung steht.
Jedoch können stark konzentrierte Glukoselösungen (mehr als 6 %) einen gegenteiligen Effekt auf die Flüssigkeitsbilanz haben. Der Grund ist ein Prozess namens „Osmose“, bei dem Wasser, das durch eine halbdurchlässige Membran geteilt ist (in diesem Fall die Darmwand), von einer verdünnten zu einer konzentrierten Lösung übertritt. Verzehren Sie ein Getränk mit einer sehr hohen Glukosekonzentration, wird die Flüssigkeit in der Blutbahn (auf der anderen Seite der Darmwand) vergleichsweise dünn sein. Und der osmotische Druck, der von der sehr konzentrierten Glukoselösung ausgeht, wird das Wasser aus der Blutbahn in den Darm ziehen. Das führt zu einem Verlust des verfügbaren Körperwassers und erhöht effektiv die Dehydration.
Obwohl Fruktose (Fruchtzucker) eine ähnliche chemische Struktur wie Glukose besitzt, breitet sie sich passiv über die Darmwand aus. Studien belegen, dass Fruktose langsamer als Glukose absorbiert wird und nur eine geringere Wasseraufnahme zulässt.(19) Fruktose ist außerdem dafür bekannt, einen hohen osmotischen Druck auszuüben, was bedeutet, dass sie bei einer bestimmten Konzentration Wasser in den Darm zieht, wodurch es zu Bauchschmerzen kommen kann. Diese Eigenschaften machen sie als Energielieferant für Sportgetränke weniger geeignet als Glukose. Eine Studie über Radfahrer verglich die Effekte von Glukose und Fruktose in einer 6 %igen Lösung während einer Fahrt von 1:45 Stunden auf dem Rad.(20) Im Vergleich zur Glukose stand Fruktose stärker in Verbindung mit Magen-Darm-Problemen, einem höheren Verlust des Plasmavolumens, höheren Levels an Stresshormonen und deutlich geringeren Leistungen während der Übung! Sorgfältig formulierte Kohlenhydrat- und Elektrolytgetränke können und werden die Hydration steigern (und als Bonus extra Kohlenhydrate an die arbeitenden Muskeln liefern). So ist es kaum verwunderlich, dass sie die Leistung wirklich verbessern, wenn Flüssigkeitsverluste ein Thema sind.(21-29) Aber was ist die beste Strategie für den einzelnen Athleten? Und wie entscheiden Sie sich, welche Getränke für Sie am besten sind? Hier sind einige einfache Ratschläge aus den Erkenntnissen dieses Artikels:
Was bei Sportgetränken beachtet werden muss
Bei so vielen Sportgetränken auf dem Markt verliert man leicht den Überblick darüber, welche Art Ihren Bedürfnissen am besten entspricht. Isotonische, Energie- oder Regenerationsgetränke können alle zur Flüssigkeitsversorgung beitragen, haben jedoch unterschiedliche Effekte, die unten erklärt werden. Man muss verstehen, dass diese Kategorien fließend ineinander übergehen können, d.h. Energiegetränke, die relativ geringe Mengen Kohlenhydrate enthalten, können fast isotonisch sein – die folgenden Grundlagen sollen also nur als Leitfaden gelten.
* Experimentieren Sie niemals während eines Wettkampfs mit einem neuen Getränk! Probieren Sie es zunächst im Training aus, um zu schauen, wie Ihr Körper es verträgt.
* Wählen Sie ein Getränk, dass Sie wohlschmeckend finden. Wenn es nicht schmeckt, werden Sie es nicht trinken, egal wie fortgeschritten die Zusammensetzung auch ist.
Isotonische Getränke versorgen den Körper mit Wasser, Energie und Elektrolyten auf eine Weise, dass Wasser so schnell wie möglich absorbiert werden kann. Studien haben gezeigt, dass Flüssigkeit schnell aus dem Magen entleert wird, wenn sie in etwa dieselbe Konzentration von gelösten Substanzen besitzt wie das Blutserum, das entspricht – an alle Chemiefreunde – einem Wert von 280 Milliosmol/kg. Bei dieser Konzentration wird ein Getränk als „isotonisch“ bezeichnet und weist dieselbe Konzentration wie Ihre Körperflüssigkeiten auf. Während körperlicher Aktivität geht Energie in Form von Kohlenhydraten und Elektrolytmineralien wie Natrium, Kalium, Kalzium und Magnesium mit dem Wasser verloren. Werden diese Substanzen mit einer isotonischen Konzentration im Wasser gelöst, helfen sie nicht nur dabei, verlorene Flüssigkeit schneller zu ersetzen als normales Wasser, sondern tragen auch beim Ersetzen von verlorener Energie und Mineralien bei. Die Wissenschaft hat jedoch nachgewiesen, dass Getränke, die in höheren Konzentrationen gelöste Glukose enthalten (bis zu 5 %), genauso schnell aus dem Magen entleert werden können und somit auch verlorene Energie genauso schnell ersetzen.
Obwohl nicht streng genommen isotonisch, bieten diese Getränke alle Vorteile von isotonischen Getränken für die Wasserbilanz und werden häufig auch als solche vermarktet. Energydrinks sind weniger dazu da verlorene Flüssigkeit zu ersetzen, als vielmehr die arbeitenden Muskeln während lang anhaltenden Trainingseinheiten mit Energie zu versorgen. Energydrinks müssen viel höhere Konzentrationen an löslichen Kohlenhydraten enthalten als isotonische Getränke, um das auszugleichen, was während eines intensiven Trainings verloren ging. Der Nachteil von Energydrinks besteht darin, dass ihre hohen Kohlenhydrat-Konzentrationen dazu neigen, die Wasserabsorption zu verlangsamen, besonders unter schwerer Belastung. Sie sind daher besser geeignet für längere Ausdauerdisziplinen unter gemäßigteren Bedingungen, wo ein ständiger Flüssigkeitsersatz nicht ganz so entscheidend ist.
Regenerationsgetränke, wie der Name schon sagt, werden nach dem Training eingenommen, um die Muskeln mit allem zu versorgen, was sie zur Regeneration brauchen, darunter Wasser, Kohlenhydrate und Aminosäuren. Diese Getränke enthalten zusätzliche Nährstoffe wie Elektrolytmineralien, Vitamine, die dem Stoffwechsel bei der Verdauung der Kohlenhydrate helfen, sowie Proteine und exotischere Mitfaktoren, um die Regeneration zu beschleunigen. Da sie nach dem Training genommen werden, haben schnelle Magenentleerung und Absorption keine Priorität.
Andrew Hamilton
Quellenangaben
1. Geigy Scientific Tables, 1981, Ciba-Geigy Ltd.
2. Human Physiology, 1989, Springer-Verlag, Berlin
3. Applied Physiology, 1996, Bd. 80, S. 1112–1117
4. International Journal of Sports Nutrition, 1997, Bd. 7, S. 104–116
5. American Journal of Physiology 258 (Gastrointest. Liver Physiology), 1990, Bd. 21, S. 216–222
6. Medicine & Science in Sports & Exercise, 1996, Bd. 28, S. 1260–1271
7. International Journal of Sports Nutrition, 1997, Bd. 15, S. 329
8. Medicine & Science in Sports & Exercise, 1990, Bd. 23, S. 307–313
9. Medicine & Science in Sports & Exercise, 1990, Bd. 23, S. 314–319
10. Journal of Physiology, 1960, Bd. 154, S. 254–269
11. Journal Physiology, 1975, Bd. 245, S. 209–225
12. Medicine & Science in Sports & Exercise, 1992, Bd. 24, S. 70
13. Gastroenterology, 1985, Bd. 89, S. 1326-133014. Res. Quart, 1980, Bd. 51, S. 299–305
15. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology, 1989, Bd. 58 (6), S. 605–612
16. Medicine & Science in Sports & Exercise, 1986, Bd. 18, S. 568–575
17. Journal of Applied Physiology, 1992, Bd. 72 (2), S. 468–472
18. Journal of Pediatrics, 1985, Bd. 106 (3), S. 383–389
19. Journal of Clinical Investigation, 1975, Bd. 55 (4), S. 728–737
20. Medicine & Science in Sports & Exercise, 1989, Bd. 21, S. 275–282
21. Medicine & Science in Sports & Exercise, 1995, Bd. 27, S. 223
22. European Journal of Applied Physiology, 1995, Bd. 70, S. 154–160
23. Medicine & Science in Sports & Exercise, 1995, Bd. 70 (2), S. 200–210
24. American Journal of Clinical Nutrition, 1988, Bd. 48, S. 123–133
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29. International Journal of Sports Medicine, 1992, Bd. 13, S. 399–406
