Speicher leer? Fett ist langsam, Zucker macht schnell, so die weit verbreitete Auffassung unter Trainern und Sportlern. Intensives Training mit leeren Glykogenspeichern sei daher reine Zeitverschwendung. Aktuelle Studien aus Großbritannien belegen nun das Gegenteil.

Vor knapp drei Jahren sorgte die Studie einer dänischen Forschergruppe um die Stoffwechsel-Expertin Anne K. Hansen in Fachkreisen für Furore. Das Team des Copenhagen Muscle Research Center hatte nachgewiesen, dass die Beinmuskulatur bei Radfahrern ein höheres Leistungsniveau erreichte, wenn sie mit aufgebrauchten Glykogenreserven trainiert wurde. Nach einem komplizierten Trainings- und Ernährungsplan belasteten die Probanden eines ihrer Beine auf diese Weise, das andere bei gleichem Programm mit vollen Glykogenspeichern. Das Ergebnis war überraschend. Nach zehn Wochen war nicht nur die maximale Leistung des "glykogenarm" trainierten Beins geringfügig höher als jene der Gegenseite. Vor allem die Kraftausdauer, jene Zeit, die das Bein 90 Prozent seiner Maximalleis­t­ung erbringen konnte,  lag um mehr als 70 Prozent höher.

Hunger vor dem Härtetest

Trotz der eindrucksvollen Ergebnisse - die Skepsis bei Wissenschaftlern und Trainern war nicht nur deshalb groß, weil sie mehr als 40 Jahre alte Konzepte über den Haufen zu werfen schien. Hansen hatte ihre Untersuchungen an Untrainierten durchgeführt, es war also keineswegs sicher, ob die Muskulatur bei Sportlern, die bereits ein hohes Anpassungsniveau erreicht hatten, in der gleichen Weise reagieren würde. Zudem konnte Hansen zunächst keine plausible Erklärung für ihre Studienergebnisse bringen. Zwar deutete alles darauf hin, dass sich durch den Mangel am "schnellen Treibstoff Zucker" der Fettstoffwechsel in der glykogenverarm­ten Muskulatur als alternativer Weg der Energieerzeugung stärker entwickelt hatte. Fett, beziehungsweise dessen zur Energiegewinnung herangezogene Bestandteile, die Fettsäuren, gelten jedoch als vergleichsweise "langsame" Ener­giequelle, ideal für Ausdauerleistungen auf einem deutlich geringeren Niveau als die in Hansens Ergometerstudien ermittelten Leistungen. Es musste also einen bisher noch unbekannten Mechanismus in der Muskelzelle geben, der die bisher bekannten Wege der Energieerzeugung veränderte.

Drei Jahre nach Hansens aufsehenerregenden Ergebnissen stützt jetzt eine bisher unveröffentlichte Studie aus Großbritannien die Ergebnisse aus Dänemark - und liefert erste Erklärungen. Anders als die Forscher in St. Louis führte Carl Hulston seine Untersuchungen im "Performance Lab" der Universität von Birmingham in England an Leistungssportlern durch. Auch verglich er nicht die beiden Beine seiner Probanden, sondern ließ seine 14 gut trainierten Radsportler in zwei Gruppen ein identisches Ergometer-Trainingsprogramm absolvieren: Drei Tage pro Woche 100 Minuten gleichmäßiges Ausdauertraining bei ­70 Pro­zent der maximalen Sauerstoffaufnahme zum Entleeren der Glykogen­speicher, am jeweiligen Folgetag dann ein hochintensives Intervalltraining von acht Mal fünf Minuten Dauer an der absoluten Belastungsgrenze - "all out mit jeweils einer Minute Erholung zwischen den Belastungen", wie es in Hulstons Protokoll wörtlich heißt. Der einzige Unterschied zwischen den beiden Gruppen lag in der Ernährung: Während die eine Gruppe vor den intensiven Intervalltrainingseinheiten eine hoch-kohlenhydrathaltige Diät ("High Carb") verordnet bekam, musste die andere Gruppe nach einer "Low-Carb"-Diät mit leeren Glykogenspeichern zum Härte­test antreten.

Fettverbrennung im Eiltempo

Wenig überraschend war, was die Forscher während der laufenden Untersuchung zunächst beobachteten: Beide Gruppen verbesserten ihre durchschnittliche Leis­tung bei den intensiven Intervalleinheiten über den Zeitraum der dreiwöchigen Studie mit jedem Mal ein bisschen, doch wie erwartet lag die für die "Low-Carb"-Gruppe ermittelte Wattzahl fast zehn Prozent unter jener, die die Probanden der "High-Carb"-Gruppe zu treten imstande waren. Ein Beleg dafür, dass die schnelle Energiequelle Kohlenhydrate bei maximaler Belastung verstärkt herangezogen wird. Doch als beide Gruppen in der Abschlussuntersuchung mit vollen Glykogenspeichern erneut gegeneinander antraten, konnten die "Fettverbrenner" im simulierten Zeitfahren über 40 Kilometer nicht nur mithalten. Ihre Durchschnittsleistung war mit 29 Watt sogar geringfügig stärker angestiegen als jene der Kohlenhydrat-Gruppe (27 Watt).

Vor allem die veränderte Nutzung der muskeleigenen Energiequellen aber war interessant - in den Langzeitausdauer-Sportarten wie Marathon oder Triathlon könnte sie zu neuen Trainingsstrategien führen: Während sich bei Ausdauerbelastungen die Oxidation freier Fettsäuren, die sogenannte Fettverbrennung, bei der "High-Carb"-Gruppe mit 7,6 Prozent kaum verbessert hatte, war sie bei der "Low-Carb"-Konkurrenz um 27,5 Prozent gestiegen. Der Transport von Fettsäuren an die Mitochondrien, die Kraftwerke der Zellen, funktionierte dort zudem schneller, veschiedene die Fettverbrennung steuernde Enzyme zeigten eine deutlich gesteigerte Aktivität. Die Schlussfolgerung der Forscher: Intensives Training mit entleerten Kohlenhydratspeichern führt zu den gleichen Leistungssteigerungen wie jenes mit vollen Glykogenspeichern, die Fähigkeit, bei Ausdauerbelastungen die viel ökonomischere Energiequelle Fett heranzuziehen, verbessert sich durch ein Kohlenhydratmangel-Training aber erheblich.

Die Forscher fanden sogar Hinweise darauf, dass die Verbesserung der Fettverbrennung langfristig zu einer höheren Gesamtleistung führen könnte. Die Aktivität der Glukosetransporter in der Muskelzelle war nämlich im Verlauf der drei Wochen bei der "Low-Carb"-Gruppe wegen der fehlenden Inanspruchnahme ein wenig "eingeschlafen". Es sei jedoch erwiesen, dass sich deren Enzyme - anders als die der Fettverbrennung - mit wenigen intensiven Trainingreizen wieder reak­tivieren lassen, so Dr. Keith Baar, der die Hulston-Studie im Rahmen der 3. Sport Nutrition Conference in Birmingham vorstellte. Da die Glykogenreserven in Muskelzellen und Leber bei intensiven Ausdauerleistungen binnen rund 90 Minuten erschöpft sind, die Fettreserven aber fast unbegrenzt reichen, ist ein höherer Anteil der Fettverbrennung bei Wettkämpfen von zwei und mehr Stunden Dauer ein energetischer Vorteil. Trainingswissenschaftler sprechen von einer verbesserten Grundlagenausdauer.

Gen-Dolmetscher in Aktion

Wie so oft haben Laborratten die Wissenschaftler bei der Suche nach den Gründen für die verbesserte Fettstoffwechselleistung "hungernder" Muskelzellen auf eine erfolgversprechende Fährte geführt: Sie heißt "PPAR∆" (sprich Pih-Pih-Äi-­Ar-Delta), ein Stoff, der den Enzymen der Fettverbrennung Beine macht. Als sogenannter Transskriptionsfaktor lokalisiert und übersetzt er die für die Steuerung der Fettverbrennung verantwortlichen Gene in der Erbinformation der Zelle, der DNA. Die Zelle weiß nun, dass sie Enzyme für die Fettsäure-Oxidation bilden muss - je mehr PPAR∆, desto mehr Enzyme, so die Hypothese. Zuvor untrainierte Ratten, denen man die Substanz künstlich zugeführt hatte, konnten im Laufrad bei mittleren Geschwindigkeiten wesentlich länger durchhalten als ihre unbehandelten Artgenossen. PPAR∆ werde wahrscheinlich durch Nebenprodukte des Fettstoffwechsels aktiviert, was in größerem Umfang geschehe, wenn Kohlenhydrate zur Ener­giegewinnung fehlen, so die Erklärung der britischen Wissenschaftler.

Der Hunger-Trainingsplan

Zurück zum Nüchterntraining der Altvorderen also? Stundenläufe und lange Radausfahrten mit zuckerfreiem Salzgetränk in den Flaschen? Ja, aber mit Verstand und nur, wenn man es gut verträgt, sagen die britischen Wissenschaftler. Ihre Empfehlungen (siehe unten) wollen sie als Beispiele verstanden wissen, natürlich müsse jeder Sportler sein individuelles Optimum selbst herausfinden. Wichtig sei nur, dass nach jenen Trainingseinheiten, die zur Entleerung der Glykogenspeicher durchgeführt werden, der Diätplan auch wirklich möglichst kohlenhydratfrei bleibe, bis die intensiven Intervalleinheiten abgeschlossen sind.

Hochwertiges Eiweiß soll stattdessen davor schützen, dass Muskeln und Immunsystem angegriffen werden und die Anfälligkeit gegenüber Infekten der oberen Atemwege ("Open-Window-Effekt") zunimmt. "Die Wirkung des Hormons Insulin, das nach Kohlenhydratmahlzeiten von der Bauchspeicheldrüse vermehrt in die Blutbahn abgegeben wird, kann bis zu sechs Stunden lang anhalten. Es bremst die Abgabe freier Fettsäuren ins Blut und damit den Fettstoffwechsel", sagt Professor Asker Jeukendrup, Direktor des Performance Labs an der Universität Birmingham. Der aktive Triathlet und dreimalige Hawaiifinisher hat die Fettstoffwechsel-Trainingseinheiten in der Vorbereitung auf den vergangenen Ironman selbst ausprobiert - und offensichtlich gut vertragen. Trotz 50-Stunden-Woche und britischen Regenwetters lief der schnelle Professor am 11. Oktober 2008 nach 10:52:08 Stunden ins Ziel am Pier von Kailua-Kona.
Jens Richter


Trainingsbeispiele* für das Fettstoffwechseltraining in Ausdauersportarten

Marathon:
Glykogenspeicher-Entleerung
- 60 Min DL bei 75 % der HFmax
Intensives Intervalltraining
- 6 x 800 m (im 2.000-Meter-Wettkampftempo) mit 1:30 Min Pause, oder
- 4 x 1.200 m (im 3.000-Meter-Wettkampftempo) mit 3:00 Min Pause, oder
- 2 x 3.000 m (im 10.000-Meter-Wettkampftempo) mit 10:00 Min Pause

Triathlon:
Glykogenspeicher-Entleerung
- nachmittags 4 Std. Radfahren ohne Kohlenhydrat-Zufuhr, dann Low-Carb-Abendessen
Intensives Intervalltraining
- morgens nüchtern 3 Std. Radfahren mit 3 x 10 Min bei ca. 90 % der max. Wattleistung, oder
- morgens nüchtern 60 Min Laufen mit 2 x 1.500 m (im 10.000-Meter-Wettkampftempo)

*nach K. Baar, A. Jeukendrup – School of Sport and Exercise Sciences, University of Birmingham, Großbritannien

Dieser Text stammt aus triathlon training Nr. 13. Diese und andere ältere Ausgaben können Sie hier nachbestellen (solange der Vorrat reicht).

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