Glukose: Der Powerstoff mit und ohne Sauerstoff

von Sven Weidner für tri2b.com | 23.02.2021 um 11:12
Kaum eine chemische Verbindung ist uns so bekannt wie die Glukose. Sie begegnet einem unweigerlich im Chemie- und Biologieunterricht in der Schule. Uns Ausdauersportlern wird die Wichtigkeit bei der Wettkampfplanung und im Training deutlich. Doch während sie früher als wertvolles Grundnahrungsmittel im Keller gehortet wurde, ist die Sichtweise mit der wir heute auf Glukose schauen etwas differenzierter.

Glukose ist ein Gift. Das ist eine Aussage, die uns im Internet immer wieder begegnet. Ist diese Aussage richtig? Ja, aber schon Paracelsus wusste, dass die Menge das Gift macht. Das große Problem unserer heutigen Gesellschaft ist, dass heute zu viel Zucker konsumiert wird. Leider hat Glukose neben der Speicherung in Fett eine weitere unliebsame Eigenschaft bei zu hoher Konzentration. Sie liebt es sich überall ran zu heften, was bei dauerhaft zu hohen Blutglukosewerten zu Veränderungen der Gefäßwände oder sogar zu Nervenschädigungen führen kann. Schließlich kann ein dauerhaft zu hoher Glukoselevel im Blut zu einer Insulinresistenz (der Körpereigene Stoff, der die Glukose aus dem Blut in die Zellen eintreten lässt) führen, was wir als Krankheit namens Diabetes kennen. 

Das alles ist freilich keine Werbung, warum heißt es in der Überschrift dann Powerstoff? Man kann zunächst einmal anfügen, dass unser Gehirn allein täglich 140 Gramm Glukose verstoffwechselt. Auch für unsere Muskeln stellen Kohlenhydrate die Hauptenergiequelle dar. In Ruhe werden etwa 2/3 unseres Bedarfs über eben jene gedeckt. Im Sport nimmt die Bedeutung noch weiter zu. Zwar haben die Fette den höheren Brennwert mit ca. 9,3 kcal/g im Vergleich mit den Kohlenhydraten 4,1 kcal/g, aber wie viele Sportler schon am eigenen Körper erfahren mussten, ist die verfügbare Menge Sauerstoff die limitierende Größe.

 

Hoher Brennwert, aber geringes Tankvolumen

 

Vergleichen wir nun den Brennwert, der mithilfe von einem Liter Sauerstoff erreicht wird, kommen wir auf 4,5 kcal bei Fett und 5,1 kcal bei Kohlenhydraten. Das ist eine 13 % höhere Ausbeute als bei Fetten. Wird nicht die Glukose aus dem Blut verwendet zur Energiegewinnung, sondern das Muskelglykogen (phosphorilierte Speicherform der Glukose im Muskelgewebe) sind es sogar 16 % mehr Energie. Allerdings muss man sich vor Augen führen, dass die Speicher für Kohlenhydrate, welche im Körper hauptsächlich in der Leber und den Muskeln sind, sehr begrenzt sind. Untrainierte Sportler können ca. 45 min vorwiegend unter Verwendung von Kohlenhydraten im hohem Intensitätsbereich Sport treiben. Bei ausdauertrainierten Athleten kann dieser Wert auf bis zu 90 min ansteigen. Aus diesem Grund müssen Sportler auf längeren Distanzen Nahrung während des Wettkampfs zuführen, um die optimale Leistung abzurufen.

Abbildung 1

Normalerweise haben Menschen einen Blutglukosewert von um 100 mg/dL Blut. (Das ist in Abbildung 1 sehr vereinfacht dargestellt) Zu Beginn sportlicher Belastung steigt dieser Wert an, da die Speicher freigegeben werden, um die Leistung hoch zu halten. Nach diesem initialen Anstieg kennt das Blutglukoselevel allerdings nur noch eine Richtung – abwärts. Dies ist normalerweise auch kein Problem. Sollte dieses Level allerdings zu weit fallen, erleiden wir einen Leistungseinbruch. Dies ist eine Schutzfunktion des Körpers, da immer etwas Glukose für unser Gehirn und lebenswichtige Funktionen zurückgehalten wird. Darüber hinaus liefert die Verstoffwechselung von Glukose wichtige Stoffwechselprodukte für den Fettabbau. Hier sagt man auch, dass die Fette im Feuer der Kohlenhydrate verbrennen. Doch nicht nur deshalb ist ein stabiles Glukoselevel wichtig für Sportler. Eine Unterversorgung kann auch dazu führen, dass das Entscheidungsvermögen leidet und mehr Fehler, wie z.B. wie Stürze passieren.

 

Abbildung 2

Durch Zufuhr von Nahrung können wir dafür sorgen, dass der Blutzucker über längere Zeit auch unter Belastung stabil bleibt oder zumindest nicht so stark abfällt (Siehe eine vereinfachte Darstellung in Abb. 2).

 

Optimale Energieaufnahme abhängig von der Außentemperatur

 

Als erstes muss erwähnt werden, dass die Nährstoffaufnahme im Vergleich zur Ruhe deutlich vermindert ist, da die Durchblutung der Muskeln unter Belastung erhöht wird, was im Umkehrschluss eine Umverteilung aus den Eingeweiden bedeutet. Die genaue Aufnahmefähigkeit von Glukose unter Belastung ist nicht nur individuell stark unterschiedlich, sondern hängt auch von Faktoren wie Umgebungstemperatur und Anstrengungsgrad ab. So kann als Faustformel angenommen werden, dass unter kühlen Bedingungen etwa 1,5 g Kohlenhydrate pro kg Körpergewicht je Stunde zugeführt werden sollten, während dieser Wert unter Hitze auf 1g/kg je Stunde reduziert werden sollte. Das bedeutet zum Beispiel, dass bei Hitze eine 65 kg schwere Person ziemlich genau einem Xenofit Riegel je Belastungsstunde aufnehmen kann. Wird dieser Wert deutlich überschritten, kann dies zu Magenbeschwerden bis hin zu Durchfall und Erbrechen führen. Deshalb sollte die Wettkampfernährung schon im Training getestet werden. Im besten Fall besteht die Möglichkeit den Blutzuckerspiegel unter verschiedenen Belastungen zu messen, sodass man ein genaues Bild seiner Körperfunktion erhält.