In den letzten Jahren hat sich das wissenschaftliche Interesse an der Sporternährung fast ausschließlich auf die Optimierung der Kohlenhydrate, die Vitaminzufuhr sowie auf die Mengen- und Spurenelemente konzentriert. Die Proteine (Eiweiße) dagegen spielten lediglich im Kraftsport eine Rolle, wobei allerdings mehr die Menge als die Zusammensetzung diskutiert wurde. Weit unterschätzt wurde die Bedeutung der Aminosäuren im leistungsorientierten Ausdauertraining. Aminosäuren sind bekanntlich für die Proteinbildung im menschlichen Körper sowie für eine Vielzahl weiterer Stoffwechselprozesse unverzichtbar. Daher sollten sie dem Organismus jederzeit in der richtigen Menge und optimalen Zusammensetzung zur Verfügung stehen – insbesondere zu Zeiten besonderer Belastung.

Qualität vor Quantität

Wer die Bedeutung und Wirkung von Aminosäuren im leistungsorientierten Ausdauertraining verstehen will, muss sich vor allem mit der Proteinwertigkeit von Nährstoffen befassen. Diese hängt nicht von der Menge, sondern von der Qualität und Ausgewogenheit der enthaltenen Aminosäuren ab.
Vor allem aber gilt hier der Grundsatz, dass jede Kette nur so stark ist wie ihr schwächstes Glied. Denn die Proteinwertigkeit richtet sich stets nach derjenigen Aminosäure, die in dem betreffenden Nahrungsmittel oder Präparat in der geringsten Menge zu finden ist. Man bezeichnet sie daher als die jeweils limitierende Aminosäure. Je mehr der Nahrung eine bestimmte Aminosäure fehlt, desto stärker wird auch die Verfügbarkeit der anderen Aminosäuren gemindert.
Stark vereinfacht kann man sich das so vorstellen, dass unser Organismus nicht einfach alle Aminosäuren verarbeitet, die wir ihm zuführen, sondern schon bei der Aufnahme versucht, eine sinnvolle Zusammenstellung zu treffen. Mit dem Blutkreislauf gelangen die Aminosäuren an ihren jeweiligen „Einsatzort“. Die Leber entzieht dem Blut diejenigen Aminosäuren, die nicht sofort benötigt werden, und legt einen Aminosäuren-Pool an.

Energie- und Aufbaustoffwechsel

Die bisherige Diskussion um die notwendige Proteinversorgung im Sport hat den Aspekt der Proteinqualität viel zu wenig beachtet. Das betrifft vor allem die wichtige Rolle, welche die „essentiellen Aminosäuren“ im Stoffwechsel spielen. Zur Erinnerung: Essentielle Aminosäuren sind für den Organismus unverzichtbar, der Körper kann sie jedoch nicht selbst herstellen – sie müssen also in jedem Fall zugeführt werden. Semi-essentielle Aminosäuren können zwar vom Körper gebildet werden – aber nicht immer in der benötigten Menge. Nicht-essentielle Aminosäuren schließlich kann der Organismus durch den Ab- und Umbau anderer Aminosäuren selbst herstellen.
Diese Unterscheidung hat man zwar schon lange getroffen – aber eher theoretisch. Praktische  Schlussfolgerungen für die Sporternährung wurden daraus nicht abgeleitet. Nun aber lassen neue Untersuchungsergebnisse aus den USA aufhorchen, denn sie unterstreichen die Bedeutung der essentiellen Aminosäuren für den Aufbaustoffwechsel („Anabolismus“). Darunter sind diejenigen Stoffwechselvorgänge zu verstehen, die dem Aufbau vom Körpersubstanz dienen – zum Beispiel von Muskeln oder Organen. Im Gegensatz dazu dient der Energiestoffwechsel („Katabolismus“) der Gewinnung von Energie für Prozesse, bei welchen diese benötigt wird – beispielsweise Muskelarbeit.
Die neuen Untersuchungsergebnisse besagen, dass essentielle Aminosäuren (Valin, Leucin, Tryptophan, Isoleucin, Methionin, Phenylalanin, Lysin und Threonin) zu 99 % aufbauend („anabol“) wirken. Hier fällt das Entgiftungsprodukt Harnstoff nicht an, das üblicherweise bei jedem Abbau von Aminosäuren entsteht. Von den natürlichen Lieferanten hat das Hühnerei die höchste aufbauende Wirkung (48 %), hingegen wirkt Fleisch nur zu etwa 30 % anabol.

Aminosäuren im Leistungssport

Die ausschließliche Zufuhr essentieller Aminosäuren ist also allenfalls für Kraftsportler sinnvoll, denen es auf Kraftzuwachs und den Aufbau von Muskelmasse ankommt. In einer Studie (Neumann & Hottenrott, 2006) konnte nachgewiesen werden, dass die Aufnahme von 10 g essentieller Aminosäuren pro Tag zu einem deutlichen Kraftzuwachs führt – natürlich nur in Verbindung mit Krafttraining.
Unabhängig von der sportlichen Disziplin gilt dagegen, dass eine sinnvolle Kombination von Aminosäuren zur Sicherung der Regeneration nach Belastungen und als Schutz vor zu starkem Proteinabbau nützlich sein kann. Dass eine Aminosäure nicht essentiell ist, bedeutet also keineswegs, dass sie von unserem Körper nicht gebraucht wird. Dem Organismus stehen insgesamt 20 Aminosäuren zur Verfügung, die unter anderem für den Muskelaufbau und für den Ersatz verbrauchter körpereigener Proteine notwendig sind. Lassen Sie uns hier nur einen kurzen Blick auf einige weitere Aminosäuren und ihre Wirkungen werfen. Die nicht-essentiellen Aminosäuren dienen in unterschiedlichem Ausmaß als Ausgangsstoffe für den Energiestoffwechsel. Sie produzieren Energie und Wärme und werden nicht in das Körpergewebe eingebaut. Jedoch kommt es beim Leistungstraining zu einem potenziellen Mangel mancher nicht-essentieller Aminosäuren wie Arginin, Ornithin oder Histidin. Obwohl letztere offiziell eine semi-essentielle Aminosäure ist, stellt sie für den Sporttreibenden praktisch eine essentielle Aminosäure dar – Histidin wird zur Blutbildung und für die Energieversorgung der Zellen unbedingt benötigt.
Die im Stoffwechsel eng miteinander reagierenden Aminosäuren Arginin und Ornithin haben eine anregende Wirkung auf die Hirnanhangdrüse (Hypophyse) zur Bildung von Wachstumshormonen. Zudem regt Arginin die Bildung von weißen Blutkörperchen (T-Lymphozyten) im Immunsystem an, beschleunigt die Wundheilung und fördert die Herzleistung. Bei der Zufuhr essentieller Aminosäuren sollte man besonderes Gewicht auf die drei Aminosäuren Valin, Leucin und Isoleucin legen. Diese werden gelegentlich auch „BCAAs“ genannt – so die Abkürzung für die englische Bezeichnung „branched chain amino acids“ (= verzweigtkettige Aminosäuren). Diese Aminosäuren dienen im Fall eines Energiemangels als Ausgangsstoffe für die Bildung von Glukose (Glukoneogenese). Der Körperpool an freien Aminosäuren ist mit 110 g klein und wird nach einem 3-stündigen Marathon zu 30 % und nach einem 100-km-Lauf völlig aufgebraucht, sodass die Bildung von Glukose aus Valin Leucin und Isoleucin, neben Alanin und Glutamin eine wichtige Hilfe für die Glykogenmangelzustände bei Langzeitbelastungen ist.

Aminosäuren und Ausdauertraining

Intensives Ausdauer- oder Kraftausdauertraining stellt einen Reiz für den Umbau bzw. Aufbau einer leistungsfähigen Muskulatur dar. Dieser Strukturumbau kann jedoch nur dann erfolgen, wenn genügend Baumaterial (Proteine) vorhanden ist. Im Leistungstraining können die erforderlichen Proteine natürlich nicht während oder zwischen den Trainingseinheiten in der üblichen Ernährungsform aufgenommen werden – in Fleisch oder Wurst zum Beispiel. Die Aufnahme durch den Organismus würde zu lange dauern und der gefüllte Magen das Training behindern. Deshalb werden Proteinpräparate und einzelne Aminosäuren von Sportlern bevorzugt als Nahrungsergänzung aufgenommen.
Der erhöhte Proteinbedarf im Leistungssport ist wahrscheinlich kein Mengenproblem, sondern eher ein Problem in der ausreichenden Versorgung mit qualitativ hochwertigen Aminosäuren. Hochwertig sind demnach alle Aminosäuren, die der Körper durch Umbau im Stoffwechsel nicht selbst bilden kann oder Aminosäuren, deren Bildungsrate im Leistungssport (z. B. Histidin, Arginin, Ornithin, Glutamin) überfordert wird. Mit Steaks oder Salami allein ist der erhöhte Proteinkonsum im Leistungssport nicht zu bewältigen.
Die durch die Trainingsbelastung angeregte Bildung von Proteinen kann nur zunehmen und damit dem erhöhten Bedarf entsprechen, wenn die Verfügbarkeit von Aminosäuren in den Zellen ansteigt. Die Steigerung der Muskelkraft bzw. des Muskelwachstums ist entscheidend vom Trainingsinhalt abhängig. Bekannt ist, dass durch eine Proteinaufnahme von 1,4–2,0 g pro kg Körpergewicht und Tag die Zunahme der Muskelkraft gefördert werden kann.
Wahrscheinlich benötigen Kraftathleten mehr Proteine als Ausdauerathleten. In der internationalen Literatur wird für den Leistungssportler eine tägliche Proteinaufnahme von 1,3 bis 2,0 g/Tag empfohlen. Dabei wird derzeit noch nicht unterschieden, von welcher Qualität die Aminosäuren in den aufgenommenen Proteinen sein müssen.
Für die Unterstützung von Langzeitbelastungen wird neben den bisher bevorzugten Kohlenhydraten zunehmend die Aufnahme von essentiellen Aminosäuren empfohlen. Proteine bzw. Aminosäuren sind neben Kohlenhydraten und Fetten verantwortlich für dieBereitstellung von Energie, insbesondere bei Langzeitbelastungen.

Bei Extrembelastungen: Aminosäuren auch während der Belastung

Heute weiß man, dass die Aufnahme von essentiellen Aminosäuren bereits während einer Langzeitbelastung oder beim Höhentraining zur Leistungsverbesserung führt. Sie sind am wirksamsten für den Aufbau- und Reperaturstoffwechsel. Doch in den handelsüblichen Aminosäuregemischen sind ausgerechnet essentielle Aminosäuren nicht ausreichend enthalten. Die weiteren Aminosäuren, sofern sie vom Körper immer selbst hergestellt werden können, werden bevorzugt im Energiestoffwechsel verwertet und nicht beim Aufbau von Gewebe.
Radprofis nehmen zur Sicherung des Energiebedarfs bei Rundfahrten täglich 800 bis 1.000 g Kohlenhydrate, 250 g Proteine und 215 bis 320 g Fette auf. Besondere Bedeutung hat dabei die Proteinaufnahme in geeigneter Form. Neue Untersuchungen bei Extremsportlern zeigen, dass es zu Beinödemen oder Schwellungen an den unteren Extremitäten kommen kann, wenn die Proteinaufnahme auf unter 4 g pro kg Körpergewicht bei Etappenbelastungen sinkt.
Die Aminosäuren, die für den Energiestoffwechsel verbraucht werden, stehen logischerweise nicht für die körpereigene Bildung von Proteinen zur Verfügung. Bei extremen Ausdauerbelastungen wie einem Langtriathlon über 10 Stunden Dauer oder einem 100-km-Lauf kommt es darauf an, einen Proteinmangel im Blut zu vermeiden. Das geht hierbei aber nur durch erhöhte Aufnahmen von Aminosäuren oder Proteinpräparaten bereits während der Belastung. Bei kürzeren Belastungen reicht eine kurzfristige Einnahme von Aminosäuren kurz vor dem Training oder Wettkampf (ca. 1 Stunde) aus.
Unabhängig von der Wirkung bei Langzeitausdauerbelastungen unterstützen die essentiellen Aminosäuren das vermehrte Wachstum von Muskelgewebe und erleichtern bei widerstandsorientiertem Training den Kraftzuwachs. Die beschleunigende Wirkung der Aminosäuren zum Abbau von Stressregulationen in der Muskulatur (z. B. Muskelkater, vorübergehender Kraftverlust) ist nicht zu unterschätzen.

Wirkungen einer gezielten Aminosäureaufnahme im Sport

  • Förderung des Muskelaufbaus
  • Erhöhung der Kraft- und Ausdauerleistung
  • Vermeidung von Muskelabbau bei hohen Trainingsanforderungen
  • Stabilisierung des Blutglukosespiegels während der sportlichen Belastung
  • Beschleunigtes Auffüllen der Kohlenhydratspeicher nach dem Training
  • Beschleunigung der Regeneration
  • Abnahme von Verletzungen und Fehlbelastungen am Stütz- und Bewegungssystem
  • Stabilisierung des Immunsystems
  • Abnahme der Infekthäufigkeit (Grippe, Erkältung)

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Literatur:
Neumann, G. & Hottenrott, K. (2006). Einfluss essentieller Aminosäuren auf die Muskelkraft.
Medical Triathlon World, 40, 20-23.

Verfasser:
Prof. Dr. med. habil. Georg Neumann
Leipzig

Prof. Dr. Kuno Hottenrott
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg