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(firmenpresse) - Abstrakt

In der Fragebogenuntersuchung wurde die Wirkung und Bekanntheit von Nahrungsergänzungsmitteln geprüft. 244 Probanten füllten die Fragebögen aus (175 Sportstudent, 51 Fitnesssportler, 2 Bodybuilder, 16 Ausdauersportler). Das Durchschnittsalter der Befragten liegt bei 24 Jahren. Rückschlagspiele, Mannschafts-, Fitness- und Ausdauersport gehören zu den beliebtesten Betätigungen. Allgemeine Ziele stellen Muskelaufbau, Spaß, Ausgleich und eine Verbesserung der Ausdauer dar. Der Aktivitätsgrad von 14 Stunden pro Woche ist bei Sportstudenten ungefähr doppelt so hoch wie bei den restlichen Gruppen.

Es werden hauptsächlich deutsche Produkte konsumiert, welche vorzugsweise in Drogerie, Supermarkt und Apotheke erworben werden. Nur 45% der Sportler informieren sich vor der Supplementierung über die entsprechenden Mittel. Hauptsächlich beraten Freunde und Bekannte, Arzt und Arbeitskollegen. Nach Angabe der Verbraucher haben Koffein, Vitamine und Mineralien die höchste Wirksamkeit. Wissenslücken gibt es über die Wirkung von Linolsäure, BCAA und Ephedrin. Fitnessstudios stehen nur auf Platz 4 der Bezugsquellen.

Die Sportler konsumieren ca. 70 bis 140 Gramm Protein pro Woche in Form von Supplementen. Der Wissensstand über die Eiweiße ist sehr gut, es wurde eine mittlere tägliche Aufnahme von 80 g/d geschätzt. Einen Proteinmangel gibt es nicht. Die Athleten sind über die starken Nebenwirkungen von Anabolika sehr gut aufgeklärt. Überraschenderweise nahmen nur 2 Personen (von insgesamt 244) unregelmäßig anabole Steroide zu sich. Die Kreatinkur dauert oftmals 4-8 Wochen, es werden aber durchschnittlich sehr geringe Mengen (2 g/d) aufgenommen. Probanten führen ca. 2 kg Gewichtszunahme auf die Substanz zurück. Nur 12 Personen nehmen durchschnittlich 2 g L-Carnitin täglich zu sich und erhoffen sich eine verbesserte Fettoxidation. 24 Testpersonen leiden unter einem Vitaminmangel. Mehr als 80 % sind der Meinung, dass der Vitaminbedarf über eine gesunde Ernährung auch ohne zusätzliche Präparate abgedeckt werden kann. Das Hauptziel einer Ergänzung ist die Gesundheitsförderung. Bei den Mineralien sind die Ergebnisse sehr ähnlich. 30 Personen leiden an Mangelerscheinungen. 148 Tester ergänzen die Ernährung mit Mineralien, hauptsächlich Kalzium und Magnesium.

Coffein, Sekundäre Pflanzenstoffe, Taurin und Antioxidantien sind die Nennungen mit der höchsten Einnahmequote bei den restlichen Substanzen. Sehr wenig Wissen und auch ein niedriger Konsum besteht bei Pyruvat, Ephedrin, BCAA, Glutamin, Fettsäurepräparaten, Alkalisalze, Melantonin, konjungierte Linolsäure und Q10.

1. Vorwort

Nahrungsergänzungsmittel sind seit den 70er Jahren immer mehr zu einem wichtigen Faktor der Wirtschaft geworden. Ihr Anteil am Umsatzvolumen der Pharmaindustrie explodierte förmlich. Die moderne Wissenschaft zeigt, dass beinahe alle Menschen, die sich nicht ausgeglichen ernähren bzw. sehr intensiv Sport betreiben, irgendeinen Defizit an Aminosäuren, Vitaminen oder anderen Stoffen aufweisen.

In vielen Fitnessstudios konsumieren die Klienten Proteinshakes, Kohlenhydrat- und Mineralgetränke, L-Carnitin-Ampullen, Fitnessriegel und vieles mehr. Sie erhoffen sich eine leistungssteigernde Wirkung und wollen die Körperästhetik verbessern. Aspekte dieser gewünschten Leistungssteigerung sind Kraftaufbau, mehr Energie für bessere Ausdauerleistungen, Hypertrophie von Muskelvolumen, verbesserte Fettverbrennung und generell die Stärkung der Immunabwehr.

Schon in antiken Zeiten nahmen die griechischen Athleten Mixturen (z.B. Pilze) zu sich, um autonome Energiereserven zu generieren. Experten streiten sich über Sinn und Nutzlosigkeit einer Zufuhr von Nahrungsergänzungsmitteln, welche in Reformmärkten, Apotheken, Fitnessstudios, Fachgeschäften für Sportnahrung und aus dem Internethandel bezogen werden können. Sportler vertrauen auf die Wirkung ihrer präferierten Supplemente.

Ob nun der positive Effekt wirklich auf die Leistungssteigerung durch das Präparat zurückzuführen oder nur Plazebo ist, kann nur durch fundierte wissenschaftliche Studien nachgewiesen werden. Eine weitere Problematik der Nahrungsergänzungsmittel basiert auf einer Beimischung nicht zugelassener Substanzen. Wissenschaftler kamen bei einer Untersuchung zu dem Ergebnis, dass 11,6 % der Nahrungsergänzungsmittel (NEM) in Deutschland mit anabol - androgenen Steroiden verunreinigt sind (Skript Dr. Schönfelder, 2005). Diese Zulassungsarbeit gibt Antworten auf diverse Wirkungen der leistungssteigernden Substanzen und untersucht das Einnahmeverhalten der Konsumenten.

In der Fragebogenuntersuchung sollen v.a. individuelles Konsumverhalten, Kauf- und Beschaffungsverhalten, Zufuhrmengen und Wissen über die Wirkungen und Nebenwirkungen der Supplemente genauer untersucht werden.
Verschiedene Populationen werden miteinander verglichen um signifikante Unterschiede bezüglich Konsumverhalten und Wissen aufzudecken.

Es ist kein Geheimnis, dass viele Freizeit- und Leistungssportler zu legalen und illegalen Mitteln greifen. Hinter Schließfächern in den Umkleiden einiger Fitnessstudios findet man des öfteren Spritzen und leere Verpackungen der Präparate. Fokus dieser Arbeit ist eine kritische Analyse gängiger Substanzen, damit mögliche Gesundheitsgefährdungen vermieden werden können.

2. Produkte, Wirkung und Nebenwirkungen

In den folgenden Kapiteln möchte der Verfasser eine Auswahl der gängigsten Nahrungsergänzungsmittel vorstellen, anhand von diversen wissenschaftlichen Studien Klarheit über die versprochene Wirkung schaffen und zugleich auf potentiell gesundheitsschädigende Nebenwirkungen hinweisen.

Die Selektion der Supplemente in dieser Arbeit kann natürlich nur die Präparate abdecken, welche sehr wichtig für den Allgemein- und Leistungssport sind, die ergänzende Versorgung kranker und fehlernährter Menschen versprechen und allgemein die Verbesserung des Immunsystems bewirken. Viele dieser Substanzen erforschten Wissenschaftler besonders intensiv. Die Ergebnisse und Zufuhrempfehlungen werden in der Fachliteratur sehr kontrovers diskutiert und die Wirkungen von einzelnen Sportlern unterschiedlich bewertet. Deshalb fällt es oft nicht einfach sich ein klares Bild von der Effektivität der NEM zu machen.

Der Fokus dieser Arbeit liegt auf einer Fragebogenuntersuchung (Population: Ausdauersportler, Fitnessstudio Reha/Bodybuilding/Ausdauer, Studenten d. Sportwissenschaft 2. Semenster) über Konsumverhalten und Kenntnisse der Verbraucher. Der erste Teil der Arbeit fokussiert eine fundierte Analyse der gängigsten Supplemente und erörtert Richtlinien der Zufuhrmengen, Funktionen sowie Nebenwirkungen der einzelnen Nahrungsergänzungsmittel. Diese Grundlagen sollen als Richtwerte zur Evaluierung der Ergebnisse und Korrelationen im zweiten Teil „Vergleiche verschiedener Konsumentenpopulationen“ dienen.

2.1. Protein

Tierische und pflanzliche Eiweiße sind die Baustoffe des Körpers. In der natürlichen Ernährung sind diese hochmolekularen organischen Naturstoffe besonders in Fisch, Fleisch, Ei, Brot- und Backwaren (Getreide), Hülsenfrüchten, Milch- und Sojaprodukten (Käse, Quark, Buttermilch, Joghurt, Sojakeime...) enthalten.

Der menschliche Organismus besteht zu ca. 60 Prozent aus Wasser. Der Proteingehalt der wasserfreien Körpermasse beträgt mehr als 75 Prozent [1]. „EW findet man in jedem Teil einer Zelle. „ [...] Ein Protein besteht aus einer genetisch festgelegten, charakteristischen Reihenfolge (Sequenz) von Aminosäuren“.[2] Es ist aus über 100 AS aufgebaut, während Poly- (10 bis 100 AS) und Oligopeptide ( 10 AS) ein niederes Molekulargewicht besitzen.

Die enzymatische Verdauung der Moleküle findet im Magen und Duodenum statt, indem Proteasen und Peptidasen die Proteine in einzelne Aminosäuren (AS) spalten bis die Moleküle klein genug sind um über die Portalvene ins Blut zu gelangen und dem körpereigenen AS-Pool zugeführt werden können (Leber, Muskel, Organe...). In jeder einzelnen Zelle findet die Proteinsynthese statt, d.h. die AS werden über den genetischen Code (DNS) und Translationsprozesse (m-RNA/ t-RNA) in den Ribosomen zu neunen funktionellen Molekülen gekoppelt, welche eine ganz spezifische Aufgabe im Organismus übernehmen. Wichtige Aspekte dieser Neusynthese sind Kettenlänge, Faltung (3D-Struktur), -Helix (Windung) und Verknüpfung.

2.1.1. Aufbau und Funktion

Die einzelnen AS bestehen aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und optional Schwefel. Sie sind charakterisiert durch basische NH2- (Amino-) und acide COOH- (Carboxyl-) Gruppen, welche es ihnen ermöglichen als Puffer zu wirken. Sie sind in linearen Ketten aus Peptiden mit Wasserstoffbrücken- oder Salzbindungen zusammengefügt.

Eine AS ist in der DNA durch drei Basen verschlüsselt. Die einzelnen Proteine basieren auf verschieden Variationen der 20 proteinogene Aminosäuren (siehe Abb. 1, S. 5), welche in essentielle , semi-essentielle und nicht essentielle AS unterschieden werden (Abb.2, S.5). „Darüber hinaus gibt es über 150 nicht-proteinogene Aminosäuren, wie etwa Thyroxin, ein Hormon der Schilddrüse“.[3] Die Zusammensetzung der einzelnen AS in den Supplementen ist entscheidend für die Effektivität der Präparate.

Die neu synthetisierten Proteine haben je nach Struktur verschieden Aufgaben. Sie wirken z.B. im Organismus als Biokatalysatoren (Enzyme), Vehikel für den Gastransport (Hämoglobin), kontraktile Elemente (Muskulatur > Myosin und Aktin), Puffer (Säure-Basen-Regulation), Hormone (Signalübermittlung, Wachstumshormone), Träger des genetischen Codes, Gerüststrukturen (Kollagen und Elastin > Knochen, Sehnen, Bänder, Bindegewebe, Haut, Haare, Fingernägel, usw.), Antikörper (Immunsystem) und können in „Notsituationen“ (Marathonlauf, Krankheit, ...) auch zur Energiebereitstellung verstoffwechselt werden, wobei ein Gramm EW ca. 4,1 kcal trägt. Nach sportlichen Belastungen unterstützen AS eine schnelle Regeneration. Der Proteinpool im Körper wird v.a. von Plasmaprotein (Albumin und Häm.), freien und intrazellulären AS, Muskel- und Organprotein bestimmt. Die größte Proteinreserve stellt die Muskulatur dar. [4,5,6]

Abb. 1 Aufbau der Aminosäuren (www.wikipedia.de) Abb. 2 Einteilung der AS (Verfasser)

Je nach Belastung und Nahrungsaufnahme können anabole oder katabole Prozesse im Körper ablaufen, entscheidend dafür ist die Stickstoffbilanz im Organismus, welche in wissenschaftlichen Experimenten durch den Stickstoffanteil im Urin bestimmt wird.

Wenn zu viel Prot. zur Verfügung stehen, dann wird der überflüssige Stickstoff über die Nieren ausgeschieden. Fastenkuren und extreme Ausdauerbelastungen verursachen evtl. eine Unterversorgung mit Proteinen, deshalb ist die N-Bil. negativ und der Körper baut an Masse ab.

Bei intensiven Krafttraining und reichlicher Versorgung mit EW stellt die positive N-Bil. einen Indikator für die Hypertrophie von Muskulatur dar, weil Prot. in ausreichender Menge zur Verfügung stehen und die kontraktilen Elemente bestmöglichst mit dem Baustoff versorgt sind.

2.1.2. Zufuhrempfehlungen

Um den notwendigen Bedarf an Prot. abzudecken sollte man sich an die Zufuhrempfehlungen halten, hierzu findet man in der Fachliteratur viele Angaben über die Richtwerte der Aufnahmemenge. Diese wird oft heftig diskutiert und ist stark von der Zielgruppe und den Interessen der Herausgeber und Verfasser abhängig.

Im Zentrum vieler wissenschaftlichen Untersuchungen (WHO) stehen die ausreichende Versorgung der Bevölkerung mit essentiellen AS, die minimalen täglichen Dosen zur Muskelhypertrophie bei Kraftsport oder bei Krankheiten und eine Verbesserung der sportlichen Leistungsfähigkeit im Ausdauerbereich. Prot. und AS stellen wohl die stärkste Kategorie von NEM dar, welche von den Herstellern beworben und verkauft werden. Es existieren Pulver/Shakes , Ampullen, Tabletten und Flüssigkeiten. Mark S. Juhn argumentiert: „It is generally accepted that athletes have a greater daily protein requirement than sedentary people“.[7

Hersteller von NEM empfehlen oft eine Supplementierung von 2 bis 4 g/kg/d bei Kraftaufbau, während die DGE (Deutsche Gesellschaft für Ernährung) 0,8 g/kg/d für absolut ausreichend erachtet und bei diesem Wert schon ein Sicherheitszuschlag integriert ist.[8] Nur Säuglinge, Kinder, Jugendliche (2,7  0,9 g/kg/d) und extreme Leistungssportler (Kraft:1,4 bis 1,8; Ausdauer: 1,2 bis 1,4 g/kg/d) haben einen höheren Bedarf. Profisportler trainieren oft mehr als 25 Stunden pro Woche und haben meist einen Gesamtenergiebedarf von mehr als 4000 kcal/d.[9]

Ein normaler „Freizeitsportler“ mit 2-6 Stunden Trainingszeit pro Woche benötigt diese Zufuhrmengen wohl nicht.

„Der experimentell ermittelte durchschnittliche Bedarf eines mäßig sportlich aktiven Erwachsenen an Protein liegt bei ca. 0,6 g/kg/d“.[10] Die mittlere Aufnahmemenge bei männlichen Erwachsenen (25-50 Jahre) erreicht 93 g pro Tag, dies entspricht einem Wert von 13,4% Prot.-Anteil der Nährstoffgesamtaufnahme. [11]

Dieser Wert übersteigt die DGE-Richtlinien um 29 g/d und die experimentell ermittelten Ergebnisse um 45 g/d. Bei einem durchschnittlichen 80 kg Mann bedeutet dies, dass er 1,2 g/kg/d aufnimmt, ohne NEM zu konsumieren.

Pro Jahr können (außer bei Einnahme anaboler Steroide oder anderer Dopingmittel) maximal 5 kg Masse durch Krafttraining aufgebaut werden. Von diesem Gewicht ist aber der Anteil an Protein nur 20 Prozent, der Rest basiert auf Wassereinlagerung. [12] Daraus resultiert theoretisch ein möglicher Netto-EW-Aufbau von nur 1 kg pro Jahr oder 2,7 Gramm pro Tag. Die höheren Zufuhrempfehlungen für Leistungssportler basieren also hauptsächlich darauf, dass z.B. durch extrem langes und hartes Training die körpereigenen Prot.-Reserven zur Energiebereitstellung mit abgebaut werden, dies geschieht hauptsächlich bei langandauerndem Ausdauersport

Die meisten Athleten decken den benötigten Bedarf ausreichend über ihre Ernährung ab.[13,14,15,16] In vielen Studien findet man immer wieder Ergebnisse wie: „The investigators found no strength benefits of the supplementation“ oder „The fact is that while proteins and amino acids are essential components of diet, studies on supplemental protein are not convincing“.[17] Die These, AS-Supplemente würden die Bildung des HGH (Human Growth Hormon) anregen, ist bisher nicht eindeutig verifiziert worden.

Bei Menschen, welche fasten, unzureichend essen oder krank sind macht eine die Ernährung ergänzende Einnahme tendenziell mehr Sinn. Oft können Vegetarier durch die niedere biologische Wertigkeit der pflanzlichen Proteine und die verminderte Nährstoffzufuhr ihren täglichen Bedarf nicht decken. Die Untersuchung von Tamopolsky M.A. et al. (Abb.4, S.8) zeigt, dass die Aufnahme von 1,4 g/kg/d im Vergleich mit einer Applikation von 0,9 g/kg/d zu einer deutlichen Steigerung der Synthese von körpereigenem Protein bei Leistungssportlern führt (155  210 mg/kg/hr), während die Aufnahme von 2,4 g/kg/d nur noch zu einer Maximierung von 15 mg/kg/hr beiträgt.

In der Fachliteratur ist außerdem umstritten, ob nun Kraft- oder Ausdauersportler einen höheren Proteinbedarf haben. Bei längeren submaximalen Leistungen werden mehr glucogene Aminosäuren umgewandelt (siehe nächstes Kapitel BCAA`s). Bei einer Studie (TARNOPOLSKY 1988) entdeckten die Forscher, dass der Proteinbedarf bei Ausdauersportlern höher sein könnte als bei Kraftathleten (siehe Abb. 3, S.8), weil der prozentuale Proteinanteil (Herz-Kreislauf-Training) bei der Energiebereitstellung zwischen 5 und 10 Prozent beträgt. Bei einer ausgeglichenen Stickstoffbilanz (0-Linie) benötigen Kraftsportler 0,8 g/kg/d und Ausdauerathleten 1,35 g/kg/d . [18]
Wird der Körper mit zu viel Protein versorgt, kann nicht mehr Muskelmasse aufgebaut werden. Bei Überversorgung (pos. N-Bilanz) wird der überschüssige Stickstoff über Urin, Fäzes und Haut abgegeben und die restlichen Bestandteile für die Energiebereitstellung genutzt bzw. im Fettgewebe gespeichert.

Abb. 3 Proteinbedarf (Döring 2005) Abb. 4 Steigerung der Proteinsynthese (Döring 2005)
Dabei belastet eine extreme Überdosierung den Verdauungstrakt, Leber und Nieren besonders stark. Viele Sportler vergessen oft mehr Flüssigkeit bei einer Supplementierung zu trinken, um diesem Effekt entgegenzuwirken. Außerdem macht eine sehr hohe Konzentration an EW auch tendenziell müde.

Abb. 5 Protein - Zufuhrempfehlungen (Verfasser)

Abb. 5 (S. 8) fasst die Ergebnisse des Kapitels Zufuhrempfehlungen zusammen, der Verfasser möchte aber noch einmal explizit darauf hinweisen, dass die Zufuhrmenge im leistungsorientierten Kraftsport (2,0 g/kg/d) sehr hoch ist und den Körper auf Dauer stark strapaziert! Proteinshakes sind meist mit Vitaminen angereichert, sie ergänzen die gesamte Bandbreite an wichtigen Prot.
2.1.3. BCAA`s und Ausdauersport

Verzweigtkettige AS (Branched-Chain Amino Acids) sind essentiell für den Körper. Es ist wissenschaftlich belegt, dass während intensiven Ausdauerbelastungen und physiologischem Stress die Verbindungen Leucin, Valin und Isoleucin (BCAA`s) verstärkt zur Energiebereitstellung abgebaut werden, v. a. bei Langzeitausdauerbelastungen, wenn die Kohlenhydratreserven enden.

Im Muskel findet bei langanhaltenden Trainingsreizen eine Transformation statt. Es können 6 AS in Energie oxidiert werden, v.a. die drei BCAA`s sind primäre Reserven. Die Leber stellt das zentrale Organ für die Umwandlung der AS in energetische Brennstoffe dar (Acetyl-CoA).

Normalerweise sind ca. 5 g freie AS im Blut. [19] Als Folge der BCAA-Oxidation nimmt die Plasmakonzentration an freien AS ab und die Stukturen der Skelettmuskulatur werden auf lange Zeit reduziert, wobei generell maximal ein Anteil von 5-10 % der Gesamtenergieversorgung durch Proteine gedeckt werden kann.

Ziel einer Supplementierung ist aber nicht nur eine verbesserte Hypertrophie der Muskulatur und Reduzierung des körpereigenen Proteinabbaus bei Ausdauersport. Wissenschaftler gehen davon aus, dass diese Stoffe das Immunsystem stärken, weil bei regelmäßiger Applikation mehr Lymphozyten gebildet werden.

Im Fokus der Untersuchungen steht die potentiell leistungssteigernde Wirkung, da sich zentrale und periphere Ermüdungs- erscheinungen durch die Einnahme der Präparate potentiell minimieren lassen. Dieser Prozess basiert aber nicht nur auf dem voranschreitenden Abbau der energieliefernden Partikel.

BCAA`s und Tryptophan (Tryp) konkurrieren um den gleichen Transporter, damit sie die Blut-Hirn-Schranke überwinden können. Ist das Verhältnis durch die niedrigen Plasmakonzentrationen ungleich (BCAA`s  Tryp, Abb.6, S.10), so wird im Gehirn die Serotoninproduktion erhöht, da Tryp. ein Kofaktor für diese ist, und die Ermüdungserscheinungen nehmen zu, weil im Organismus das Serotoninlevel Müdigkeit, Appetit und Emotionen reguliert.

Die tägliche Ernährung eines Erwachsenen sollte einen Gehalt von 50 bis 150 mg/kg an BCAA`s enthalten. Roya Riazi et al. fanden in einem Experiment anhand von Stickstoffbilanzversuchen heraus, dass die optimal tägliche Aufnahmenge eines Erwachsenen ungefähr 130 mg/kg beträgt. [20]

Abb.6 Erhöhung des Serotoninspiegels (Wildman 2004)

Millward empfiehlt anhand von Versuchsergebnissen, ca. 30-40 mg/kg Leucin, 20 mg/kg Valin und 20 mg/kg Isoleucin täglich aufzunehmen. [21] Ein 80 kg Mann sollte also ca. 9,6 g BCAA jeden Tag konsumieren. Beschreibungen von Supplementen basieren oft auf eine ergänzende Zufuhr von ca. 5 g Leucin, 4 g Valin und 2 g Isoleucin pro Tag. Hersteller von NEM propagieren sehr häufig die Einnahme von BCAA`s als „Wundermittel“. Es wird z.B. ein Produkt angepriesen (Abb.7), welches über eine Menge von 6 Tabletten 1,6 g Valin, 2,7 g Isoleucin und 1,7 g Leucin substituiert (6 g/d). Es erscheint fragwürdig, ob diese teuren NEM die versprochene Wirkung einhalten können.

Abb.7 Zufuhrempfehlungen eines Herstellers (Multipower) Abb.8 BCAA-Bedarf (Verfasser)

Bisherige Forschungsergebnisse sind nicht eindeutig. „Simply put, BCAA`s, while an essential component of diet, are not ergogenic when taken in mass quantities as a dietary supplement”.[17] Es können bei einer Überdosierung Nebenwirkungen wie gastrointestinale Probleme bzw. Übelkeit auftreten.

2.1.4. Glutamin

Glutamin wird als semi-essentielle AS klassifiziert und v.a. in der Skelettmuskulatur (60 %) durch das Enzym Glutamin-Synthetase gespeichert. Es ist ein Derivat aus der Glutaminsäure. Bei den Umwandlungsprozessen in Leber, Gehirn, Niere, Muskel und Darm wird toxischer Ammoniak abgebaut. Eine ausgeglichene Ernährung deckt den täglichen Bedarf optimal, die Inhaltsmengen in bevorzugten Lebensmitteln sind in Abb. 9 (S.12) ersichtlich.

Nach Verletzungen, Verbrennungen, Transplantationen, Operationen und bei chronischen Erkrankungen kann eine Nahrungsergänzung die Rekonvaleszenz beschleunigen, deshalb findet man Glutamin als Bestandteil der medizinischen Ernährung. Auch bei hoher körperlicher Belastung, extremen Leistungssportarten und bei Tendenzen zu Magengeschwüren/Gastritis verhindert dieses Supplement negative Auswirkungen von physischen und psychischen Stressoren, indem die erhöhten Mengen der freien Radikale die Zellen nicht so stark angreifen können.

Diese Verbindung kann als einzige AS die Blut-Hirn-Schranke sehr leicht überschreiten und dient als Vorläufersubstanz von Neurotransmittern, deshalb unterstützt sie die Entspannung und Funktion der Nervenbahnen. Außerdem stellt das Präparat eine wichtige Quelle für die Energiegewinnung in den Körperzellen (20-25%) dar, weil Glykogen aus Glutamin metabolisiert werden kann, außerdem unterstützt es die Zellteilung.

Die wichtigsten physiologischen Funktionen von Glutamin sind übersichtlich in Abb. 10 (S.12) dargestellt. Ca. 40 % der aufgenommenen Menge werden im Gastrointestinaltrakt verbraucht.

Diese AS steuert die Muskelproteinniveaus, spielt eine wichtige Rolle in der Säure-Basen-Regulation, dient als Stickstoffquelle der Proteinsynthese, unterstützt den Transport verschiedener AS, fördert die Produktion der Killer-Zellen/Antikörper/Lymphozyten des Immunsystems und verhindert katabole Prozesse im Körper, welche durch Übertraining ausgelöst werden können.

Viele Studien zeigten keine signifikant leistungssteigernde Effekte im Bezug auf die Muskelkraft. Weil die Moleküle stark hydrophil sind basiert die Volumenzunahme der Skelettmuskulatur primär auf einer Wassereinlagerung und somit auf einer Zellvolumenzunahme. Es fehlt aber noch an Langzeitstudien, um valide Urteile zu statuieren. [22]

Abb. 9 Glutamine – Quellen (Wolinsky 2004)

Hersteller der Supplemente empfehlen, ca. 5-10 g/d zu ergänzen. Dies soll einige Stunden vor oder nach den Mahlzeiten geschehen.

Abb. 10 Funktionen v. Glutamine (Wolinsky 2004)

Bei einer Überdosierung sind keine Nebenwirkungen bekannt. Nur manisch Depressive und Epileptiker, nieren- und leberkranke Menschen sollten auf die Präperate verzichten.

2.1.5. Arginin und Ornithin

Arginin ist ein Bestandteil des Harnstoffzyklus, bei dem giftiger Ammoniak mit Ornithin (Vorläufersubstanz) reagiert und Arg. entsteht. Der Harnstoff wird im Urin über die Nieren ausgeschieden. Dieser Prozess trägt zur Entgiftung des Körpers bei. Die positiv geladene Aminosäure wird von zwei NH2 – Gruppen und einer Carboxylgruppe gebildet und ist am Aufbau von vielen Proteinen im Organismus beteiligt. Bei einer ausgeglichenen Nahrungsaufnahme (Fleisch, Fisch, Ei, Getreide, Nüsse... siehe Abb.11) und körperlicher Gesundheit treten normalerweise keine Mangelzustände ein.

Nur bei Patienten, welche an eine Immunschwächekrankheit (AIDS), Verletzungen, Verbrennungen, Krebs, Arteriosklerose, Diabetes Mellitus, Polytrauma und chronischen Erkrankunen leiden, lässt sich eine Unterversorgung feststellen. Außerdem diskutieren Forscher ob auch schwangere Frauen, Jugendliche und Leistungssportler zu dieser Gruppe gehören und einen erhöhten Bedarf fordern.

Abb. 11 Arginin (www.novamex.de) Abb. 12 Produktbeschreibung eines Herstellers

Weil Arg einen Präkursor (Vorläufer) von Stickstoffmonoxid (NO) darstellt, wirkt es optimierend auf Gefäßweitung und Blutzirkulation. Deshalb hat eine zusätzliche Supplementierung positive Folgen, wie beispielsweise eine verbesserte Pumpleistung des Herzens, systolische und diastolische Blutdrucksenkung (verbesserte Durchblutung) [23] und sogar potenzsteigernde Effekte werden von Pharmakonzernen propagiert.

Außerdem regt es die endokrine Hormonproduktion [24] in Hypophyse (HGH), Bauchspeicheldrüse (Insulin) und Nebennierenrinde (Noradrenalin) an.

Kollagen, Elastin, Hämoglobin, Insulin und Glukagon werden hauptsächlich aus dieser AS synthetisiert. Weitere gesundheitsförderliche Konsequenzen einer ausreichenden Zufuhr ist eine verbesserte Immunantwort, indem T-Lymphozyten gebildet werden und die Anregung der Phagozytose stattfindet.

Leistungssteigernde Wirkungen und anabole Effekte wurden in vielen Studien erforscht. Jedoch können die meisten Untersuchungen keine überzeugende Ergebnisse [25,26,27] bezüglich Muskelaufbau und Leistungssteigerung feststellen. In den Experimenten wurden Dosen von 0,5 bis 30 g getestet.

Die Zufuhrempfehlungen sind nicht eindeutig definiert, weil Arg keine essentielle AS ist. Erwachsene sollten ca. 117 mg/kg/d [28] über die normale Ernährung zu sich nehmen (WHO). Supplemente beinhalten ungefähr 0,5 bis 4 g pro Dosis (Ampulle, Tablette).

Wie Abb.12 (S.13) veranschaulicht, substituiert ein Produkt „Super Regeneration“ mehr als 200 g Huhn, Sportler können diese Mengen leicht über ihre tägliche Nahrungszufuhr sättigen, für Patienten mit Magenkrebs, welche generell wenig Appetit haben, würde eine Ergänzung tendenziell Sinn machen.

2.2. Kreatin

Kreatin (engl. creatine) findet sowohl im Leistungs- als auch im Amateursport große Aufmerksamkeit und gewinnt immer mehr Bedeutung als Nahrungsmittelzusatz zur Steigerung der Muskelkraft und Ausdauerleistung im Alltag. Die Verminderung von Ermüdungserscheinungen und eine Therapieanwendung zur Behandlung spezifischer Krankheiten sind weitere Einsatzbereiche.

Neue wissenschaftliche Untersuchungen zielen sogar auf die Verbesserung zerebraler Strukturen und psychomotorischer Interaktionen. Creatine wurde 1832 von einem französischen Wissenschaftler entdeckt (Michel Eugene Chevreul), der es aus dem Muskelfleisch von Tieren isolierte.

Bei der Olympiade in Atlanta (1996) nahmen mehr als 80 % der Athleten diese Substanz ein. Viele Trainer und Gesundheitsberater verweisen auf die chemische Verbindung, damit das perfekt abgestimmte Training noch effizienter werden kann. Der Erwerb von Kreatinprodukten wie z.B. Pulver, Tabletten, Kombinationspräparaten (Vitamine, Kohlenhydrate, Pflanzenstoffe, Proteine) und Kaugummis ist legal und kostengünstig. Nach einer Evaluation der wissenschaftlichen Ergebnisse sind diese Kreatinverbindungen hochwirksam.

2.2.1. Aufbau und Funktion

Kreatin ist ein natürlich vorkommender Stoff, welcher die Energiebereitstellung im Muskel regelt. Er wird über die Nahrung aufgenommen und auch in Leber, Niere und Magen aus Aminosäuren (Glycin, Arginin und Methionin) synthetisiert. Es existieren drei Kreatinverbindungen auf dem Markt.

Fast alle gängigen Produkte enthalten C.-Monohydrate, welches über orale Applikation aufgenommen wird. Die kostengünstige und einfache Anwendung setzt keine besonderen Kenntnisse voraus. Im medizinischen Bereich findet C.-Phosphate einen Stellenwert, das nur in kleinen Mengen als Injektion Anwendung findet. Die Überwachung von Ärzten ist bei diesem Präparat unablässig. Die dritte Form ist C.-Citrate. Sie löst sich zwar sehr gut auf, enthält aber nicht besonders viel C.

ATP (Adenosintriphosphat) fungiert als zentraler Energieträger im Organismus und setzt durch Abbauprozesse von Phosphat Energie frei. ADP (zwei Phosphaptgruppen) wird in einer Reaktion mit Kreatinphosphat (CP) durch das Enzym Kreatinkinase wieder aufgebaut und zur Sättigung des Energiebedarfs in Kraft- und Ausdauerleistungen zur Verfügung gestellt.

Zelluläre ATP-Speicher sind in ihrer Anzahl limitiert und können durch regelmäßiges Training bzw. „Creatine-Loading“ erhöht werden. Durch diesen zusätzlichen Energieschub (5-10 Sek.) kann der Körper mehr Muskulatur aufbauen.

Die ATP-Reserven sind nach ca. 3 Sekunden aufgebraucht. In der Zelle ist die Menge an freiem CP etwa 3-4 mal so hoch als ATP. Das neu synthetisierte ATP kann über die Zellmembran durch den aktiven Transport vom Zytoplasma ins Mitochondrium gelangen und dort die Muskelaktivität anreichern.

Deshalb ist das Präparat vor allen im Bodybuilding und Sprintsport (60 m) besonders interessant. 95 % des körpereigenen Kreatins (Pool) wird in der Skelettmuskulatur gespeichert. Ahrendt argumentiert: „Oral creatine supplementation can increase muscle phosphocreatine stores by 6 to 8 percent” [29]. Um die ATP-Vorräte so einfach und schnell wie möglich zu erneuern verwenden die Muskelzellen hauptsächlich C.

Die Substanz führt zu einer besseren Effizienz in der Energieausnützung, schnelleren Erholungsphasen nach hoher Belastung, förderlichen Prozessen für mentale Konzentration bzw. Merkfähigkeit, Verbesserung von „Carbohydratloading“ und sie verhindert Ermüdungserscheinungen (Abb. 13, S. 16). Der Muskelumfang und die Maximalkraft nehmen bei Respondern enorm zu.

C. ist osmotisch wirksam und durch die Einlagerung in der Muskelzelle kommt es auch zu einer Speicherung von Wasser. Dieser Effekt trägt wohl sehr zu der enormen Gewichts- und Muskeltonuserhöhung bei. Durch den zunehmenden intrazellulären Druck können die Satellitenzellen angeregt werden sich zu teilen [30].

Die Proteinsyntese wird zusätzlich durch das Signal verbessert. Aufgrund des Placeboeffekts bilden Sportler wohl eine erhöhte Leistungsbereitschaft und Motivation zu einem intensiveren Training. Kreatin wirkt v.a. in Kombination mit einem sportwissenschaftlich und methodisch periodisierten Training.

Abb. 13 Hemmung von Ermüdungserscheinungen (Williams 1999)
Forscher versuchen neu Erkenntnisse über den Zusammenhang von Kreatinkonsum und einer Steigerung der Proteinsynthese zu belegen. Dieser Prozess wurde noch nicht sicher verifiziert. Die Ursache wäre wohl hauptsächlich ein Resultat der intrazellulären Flüssigkeitsansammlung und den daraus resultierenden ansteigenden osmotischen Druckverhältnissen.

Auch bei neuromuskulären Prozessen, Herzfunktion und ZNS-Verknüpfungen kann die Supplementierung zu Vorteilen führen, wobei nicht jeder Mensch gleich reagiert. Es gibt „Responder“ und „Non-Responder“. Diese Tatsache hat wohl einen direkten Zusammenhang mit der Verteilung der Muskelfasertypen. Typ II Muskelfasern (weiß) können besonders viel CP speichern und hohe anaerobe Leistungen meistern (Kraft- und Sprintathleten).

Die Mechanismen der zentralen Ermüdung bei hochgradigen Ausdauerbelastungen sind noch nicht ganz verständlich. Ein Fehler im Energieaufbau der notwendigen ATP-Rate stellt die präferierte Hypothese dar. Aber auch Übersäuerung (Laktat) und Regulation durch Neurotransmitter können als Hemmfaktoren einer optimalen Leistungsbereitschaft wirken.

Sicher ist, dass durch die Einnahme von beispielsweise Creatine-Monohydrate eine Erhöhung der fettfreien Körpermasse um 0,5 bis 2 kg stattfindet. Diese Gewichtszunahme kann auf Wassereinlagerung aber auch auf eine Maximierung der Trainingsintensivität mit folgenden überschwelligen Trainingsreizen zurückgeführt werden.

Creatine etablierte sich in den 70 und 80 er Jahren auf dem Fitnessmarkt. Bis in die 90er Jahre wurden sehr viele Studien (Biopsie, PMR`S) über die Wirkungen dieser Substanz durchgeführt. „Die Mehrheit der Studien ergaben, dass die Zufuhr von Creatine zu signifikanten Verbesserungen von Kraft, Energiebereitstellung, Sprint Performance bzw. Maximalkraft bei Gewichtstraining führt“ [31].

Die Versuchsergebnisse von Gordon, Green, Harris, Lemon, Febbraio, Greenhaff, usw. können dieses Argument belegen.

Es konnten keine gesundheitsschädlichen Nebenwirkungen bei einer moderater und exzessiver Einnahme bestätigt werden. Hypothesen über ein potentielles kanzerogenes Risiko (Leber) fanden keine Bestätigung. Deshalb ist unter den mannigfachen Supplementen das Creatine eine Substanz, welche wirkt, vielfältig geprüft und von vielen Leistungssportlern erprobt wurde.

Leber, Nieren und Harnorgane sollten trotzdem nicht mit der Substanz überfordert werden, da es noch keine Langzeitstudien auf dem Markt gibt, tendenziell sollten Konsumenten lieber sehr kleine Mengen einnehmen.

2.2.2. Einnahme - Dosierung - Bedarf

Das Wort Kreatin bedeutet Fleisch (grch. kreas). Es handelt sich um einen appetitfördernden Bestandteil von tierischer Muskelsubstanz. 20 g C. entsprechen ungefähr 4,5 kg Rindfleisch. Der tägliche Bedarf liegt bei ca. 2 g wobei der Organismus bei moderater Belastung die Hälfte davon selbst synthetisieren kann. Wegen dieser Eigensynthese können auch Vegetarier gute Ergebnisse im Sport erzielen.

Jedoch wäre tendenziell bei dieser Personengruppe eine gelegentliche Ergänzung sinnvoll. Die Kur erzielt bei „Respondern“ eine Gewichtsmaximierung von 1-2 % des Körpergewichts. In der Skelettmuskulatur, welche 95 % des C.-Speichers repräsentiert, sind ca. 100-200 g (70 kg Mann) als Gesamtpool gespeichert [32]. Der tägliche Kreatinbedarf (Abb. 14, S. 18) bei moderater Belastung liegt bei etwa 2 g/d, wobei der Organismus 1 g/d aus Aminosäuren aufbaut.

Abb. 14 Kreatingehalt von Lebensmitteln (Melvin 1997)

Die Zufuhrmengen werden von verschiedenen Herstellern unterschiedlich empfohlen. Nach einem Vergleich der Produktangaben sollte die gesamte Zeit der Einnahme durchschnittlich 4-8 Wochen andauern und auf 3-5 kleinere Dosen pro Tag verteilt und bestmöglich vor und nach dem Training eingenommen werden.

In den ersten 3-7 Tagen findet eine „Ladephase“ (loading) statt, in der die Muskulatur mit 20 bis 30 g/d C. angereichert wird. Eine extrem starke Kraftentwicklung ist die Folge, deswegen sollten untrainierte Menschen nicht zu diesem Supplement greifen, weil sonst der Bewegungsapparat (Sehnen, Bänder, Gelenke...) sehr starken Belastungen ausgesetzt würde.

In der nachfolgenden Erhaltungsphase (maintaining, 3-6 Wochen) reicht die Zufuhrmenge von 8 bis 15 g/d aus um die positive Wirkung zu stabilisieren. Schließlich wird in der Absetzphase (1-2 Wochen) eine Menge von 1-3 g/d empfohlen.

Prinzipiell sind nur etwa 20% des aufgenommenen Kreatins im Muskel als Kreatinphosphat messbar. Nicht aufgenommenes Kreatin wird über die Nieren im Urin ausgeschieden. Die orale Supplementation führt nur zu einer Leistungsverbesserung, wenn die Muskulatur noch nicht völlig mit CP gesättigt ist (125 mmol/kg [normal] auf 160 mmol/kg [ergänzt]). Entscheidend für eine Leistungsverbesserung ist keinesfalls die Höhe an Kreatin sondern der Gehalt an CP in den Muskelzellen, welcher 4 mal so hoch wie ATP ist, und natürlich Trainingszeit und Intensitivität.

Nach der Kur sollte unbedingt eine Pause eingelegt werden, weil der Körper ca. 4-6 Wochen benötigt um wieder autark C. herzustellen. Jede Zufuhr von Substanzen, die vom Körper selbständig produziert werden können, ist mit dem Risiko negativer Rückkopplungsmechanismen verbunden (Down Regulation).

Die Produkte werden oft mit Vitaminen, Mineralien, „Fatburnern“, Aminosäuren und Kohlenhydraten angeboten. Die Kombination mit KH wirkt positiv auf die Resorption, weil der folgende Insulinanstieg förderlich für die Aufnahme von Glucose, AS und Kreatin ist.

Das Pulver könnte beispielsweise in Fruchtsaft aufgelöst werden (insulin peak). Auf jeden Fall muss eine erhöhte Flüssigkeitsmenge ausgeglichen werden. Deshalb steigt der Wasserbedarf auf 4-5 l/d an. Entgegen vergangener Theorien ist Kaffeekonsum nicht kontraproduktiv, entzieht aber dem Körper noch mehr Flüssigkeit.

Weil schon allein durch Krafttraining die Reserven im Muskel erhöht werden ist eine zusätzliche Supplementierung aber auch fragwürdig. Evtl. führt eine kleine Menge von 1-3 g/d genauso zum Ziel ohne den Körper abhängig von der Zufuhr zu machen. Jeder Freizeitsportler sollte sich vielleicht überlegen zuerst eine kleine Dosis zu testen und dann auf höhere Mengen umzusteigen.

2.2.3. Wirksamkeit in Sportarten

Prinzipiell wirkt die Einnahme dieses Präparates positiv auf die Leistungsfähigkeit in nahezu jeder Sportart. Durch die Gewichts- und Muskelzunahme können aber auch negative Konsequenzen wie verminderte Flexibilität und Schnelligkeit die Folge sein, da die zusätzliche Körpermasse bewegt werden muss.

Die Studien von Mujika et al bestätigen die enorme Leistungsverbesserung von Kurzstreckenläufern (Fußball) durch eine sechstägige Supplementierung von 20 g/d Kreatinmonohydrate [33].

Theodorou et al belegten 1999 eine Maximierung der Kraftentwicklung bei Schwimmathleten [34].

Vor allem aber profitieren Kraftsportler und Gewichtheber von den leistungssteigernden Effekten dieses Mittels, im Besonderen bei isotonischen, isometrischen und isokinetischen Gewichtstraining (Kraftausdauer und Maximalkraft).

Die Versuche wurden in diesem Bereich vor allem durch Bankdrücken und Kniebeugen getestet. Kelly et al bestätigten 1998 die Wirkung durch Tests im submaximalen Spektrum [35].

Auch die Sprunghöhe und –weite konnen verbessert werden. Dies stellt ein Indiz dar, dass auch Leichathleten durch die Anwendung bessere Resultate erzielen könnten (Hochsprung, Weitsprung, Kugelstoßen, Speerwurf, usw.).

Es wurden beinahe in allen Sportarten Experimente durchgeführt. In den folgenden Disziplinen waren die Ergebnisse positiv [36]:

Icehockey
Speed Ice Skating
Tennis, Fußball
Fahrradfahren
Sqash
Hockey
Basketball
Softball
Rudern
Hockey
Baseball
Sprintsportarten

2.2.4. Medizinische Anwendung

Kreatin findet aber auch Anwendung in Therapie, Rekonvaleszenz und Rehabilitation. Es unterstützt die Erholungsphase nach schweren Krankheiten, längerer Immobilisierung [37] und bei der Begrenzung genetischer Defekte wie z.B. Multiple Sklerose, Huntington Disease, Arthritis, Aids, Herz- Kreislaufproblemen, ALS Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) Diabetes, Glukoseintoleranz, Krebs. C. hat neuroprotektive Effekte auf das Gehirn und ZNS [38].

Skelett- und Herzmuskel, Gehirn und Nervengewebe, u.a. (Wallimann et al. 1992) [39] erfahren besondere funktionelle Vorteile bei allen katabolen Zuständen.

In einem Versuch wurden auch Vegetarier und Nicht-Vegetarier nach der Kreatingabe verglichen [40]. Die Ergebnisse zeigen keine signifikanten Unterschiede der zwei Studienpopulationen. Diese Resultate sollten aber auf jeden Fall in weiteren Studien mit Leistungssportlern getestet werden, weil die Versuchspersonen Amateur-sportler waren.

2.3. L-Carnitin

1905 entdeckten Gulewitsch/Krimberg [41] und Kutscher [42] diesen Stoff. Starkes Interesse an der Erforschung der Substanz entstand aber erst später. In den 70er Jahren wurde dieses „Wundermittel zur Fettreduktion“ oft in Studienanordnungen erforscht. Trotz dieser vielen Tests sind die Ergebnisse bis heute nicht eindeutig.

Es kann davon ausgegangen werden, dass nur Konsumentengruppen wirklich davon profitieren, welche einen starken Defizit haben (z.B. Vegetarier). Indikatoren für einen Mangel sind überhöhte Müdigkeit/Erschöpfung, reduzierte Leistungsfähigkeit und schlechte Fettverbrennung. Dieses Argument wird vom Resultat einer Studie (Maughan) gestützt: „There is, however, no good evidence that carnitine deficiency occurs in the general population or in athletes“ [43].

Der Nutzen dieser Substanz könnte auch mehr im medizinischen als im sportlichen Sektor angesiedelt sein. In Versuchen mit Ratten wurde eine Lebensverlängerung als Resultat einer Supplementierung mit L-Car beobachtet. Das Präparat könnte tendenziell also positiv auf die Leistungsfähigkeit des Immunsystems wirken und eine gesundheitsförderliche Lebensweise unterstützen. In früheren Zeiten trug es die Bezeichnung Vitamin BT.

2.3.1. Wirkungsweise im Organismus

L-Carnitin (Struktur C7, H15, NO3) ist ein Amin, welches vor allem durch die eigenständige Synthese von Komponenten wie Methionin, Lysin, Vitamin B6, Niacin und Ascorbinsäure in Leber bzw. Niere gebildet wird.

Der natürliche Nährstoff wird zum Teil über die Nahrung (Fleisch, lat. Carne) im Duodenum bzw. Jejunum aufgenommen und nach dem aktiven Transport (Pfortader) in der Leber gespeichert und an die Muskelorgane weitergeleitet. Abbildung 15 (S.23) veranschaulicht die Nahrungsmittelquellen in der normalen Ernährung.

Der Gesamtkörperpool besteht aus ca. 20-25 g. Hauptsächlich wird L-Car in den Muskelzellen gespeichert (98% in Herz- und Skelettmuskel). Außerdem finden sich kleine Mengen in Leber/Nieren (1,6%) und dem Extrazellulärraum (0,4%).

Abb. 15 Natürliche Carnitinquellen (Lonza group 2005)

„Die durchschnittliche L-Carnitinaufnahme mit der Nahrung beträgt bei Mischköstlern 100 – 300 mg pro Tag [44]. Männer haben signifikant höhere Carnitin Levels in der Muskulatur als Frauen (Lemon et al).

L-Car wirkt vor allem als Biocarrier bei dem Transport von langkettigen Fettsäuren in die Mitochondrien (Abb. 16). Diese gelangen durch die Zellmembranen in den Intrazellulärraum. Carnitin unterstützt also die dort entstehende ß-Oxidation und wirkt als Cofaktor zur Bildung von Enzymen.

Abb. 16 L-Carnitin, Oxidation von Fettsäuren im Mitochondrium (Forum L-Carnitin 2005)

Im Mitochondrium findet der Energiestoffwechsel statt. Glycogenreserven werden durch den primären Verbrauch von Lipiden geschont und eine erhöhte Leistungsbereitschaft bzw. effektivere Arbeitszeit folgt diesem Prozess.

2.3.2. Effekte externer Zufuhr

Die Studien zeigen, dass nur Konsumenten mit Defiziten in der Ernährung von dem Supplement profitieren. Förderliche Effekte einer Nahrungsergänzung könnten tendenziell mehr im medizinischen als im sportlichen Bereich liegen.

So werden Wirkungen wie z.B. Bildung von Nerven-Wachstumsfaktoren (Taglialatela 1999), Verbesserung der geistigen Leistungs- bzw. Konzentrationsfähigkeit, antioxidative Wirkung, Verlangsamung der Alterserscheinungen (Anti-Aging-Präperat, Pettegrew 1995), Erhöhung der Zellenergie, Linderung von Depressionen (Gacele 1991) wegen der erhöhten Neurotransmitterausschüttung (Acetylcholin und Dopamin), Verstärkung des Immunsystems durch eine verstärkte T-Zellaktivität (Jirillo 1991) und Heilunterstützung bei Herz-Kreislauferkrankungen durch eine Zugabe von Acetyl-L-Carnitin beobachtet. Außerdem unterstützt die Substanz den Austausch von Acetylgruppen mit CoA in den Mitochondrien und die Produktion von Ketonkörpern.

Abb. 17 Vorteile von Carnitin (Gürtler 1996) Abb. 18 Effekte von L-Carnitin (Lonzer 2004)

Es kann nicht bestätigt werden, dass durch die Einnahme eine erhöhte Gewichtsreduktion stattfindet. Jedoch könnte durch die maximierte Körperaktivität diese Folge erklärt werden. Seifulla bestätigte eine Erhöhung der maximalen Laufgeschwindigkeit (1993).

Ob eine zusätzliche Zufuhr eine Leistungssteigerung herbeiführen kann erscheint vom wissenschaftlichen Standpunkt also noch nicht eindeutig verifiziert. Die Studienergebnisse von Forschern polarisieren sehr stark.
Bei einer Schwangerschaft kann durch Zugabe des Stoffes der minimierte Speicher der Mutter wieder aufgefüllt und die Herzfunktion von Frühgeburten verbessert werden. Durch eine ausreichende Versorgung sind die L-Carnitin Spiegel in der Muttermilch gedeckt.

2.3.3. Kontroverse Studienergebnisse

Neumann schließt auf keine leistungssteigernden Effekte [44] durch eine Supplementierung. Er folgert aus den Untersuchungen diverse Erkenntnisse:

Lipolytische Effekte sind nicht nachvollziehbar
Bei Überättigung mit L-Carnitin existieren keine verbesserten Spiegel in der Zelle, nur im Blut
Die Anwendung im Kraftsport ist aufgrund mangelnder Puffereigenschaften nicht ratsam

Die Supplementierung von 1-3 g L-Carnitin kann aber zu folgenden Vorteilen [45]. führen :
Erhöhung des Umsatzes der langkettigen FFS
Steigerung des aeroben und anaeroben KH-Stoffwechsels
Verbesserte Zellmembranstabilität und damit verbesserte immunologische Abwehr
Förderung der Regeneration nach extremen Muskelbelastungen
Verminderung des L-Carnitin-Defizits bei vegetarischen Sportlern
Schützende Wirkung vor Übertraining
Verbesserte Muskeldurchblutung
Schonung der Glykogenspeicher und Verhinderung von Proteinabbau
Verminderung der Laktatanhäufung
Reduzierung von Fettpolstern und erhöhter Blutfettwerte

Nach dem Skript von PD Dr. Frank Döring (Universität Kiel) existieren 19 repräsentative Carnitin-Studien.

Eine Analyse dieser Schriften liefert folgende Resultate:

11 Studien zeigen keine Effekte.
2 Studien unterstreichen eine erhöhte Enzymaktivität
1 Studie bestätigt die verbesserte Muskelkontraktion
1 Studie zeigt erhöhte Fettreduktion über die Senkung des RQ
2 Studien verifizieren eine Steigerung des VO2 max und Reduktion des Laktats
2 Studien können die Steigerung von VO2 max und Reduktion des Laktats nicht bestätigen

2.3.4. Produkte und Marketing

Die Zielgruppe, welche die Hersteller in der Sportökonomie durch Werbung zur Einnahme beeinflussen, stellen v.a. übergewichtige, stressgeplagte, ältere und fehlernährte Menschen dar. Ausdauer-, Leistungs- und Hobbysportler stehen natürlich im Mittelpunkt der Marketingstrategien.

Auf dem Markt existieren Kapseln, Tabletten, Trinkampullen, Brausetabletten, Energieriegel und Getränke, in denen der Wirkstoff in unterschiedlichen Mengen vorkommt. Nach dem Standpunkt einer Broschüre (Forum L-Carnitin, Lonzer, Abb. 19) führt die Substanz zu einer verbesserten Entgiftung der Körperzellen, unterstütz also angeblich den Transport von toxischen Stoffen.

Abb. 19 Herstellung L-Carnitin (Lonzer 2004)

Wegen einer Verbesserung der Durchblutung könnte die gesteigerte Sauerstoffzufuhr im Muskel der Gefäßverengung entgegenwirken und die Regenerationszeit nach hohen Belastungen verkürzt werden. Der Körper würde nach Meinung der Nahrungsergänzungsmittelproduzenten nicht so viel Muskelmasse abbauen.

Zufuhrempfehlungen beschreiben eine Einnahme von 500 bis 1000 mg in drei kleinen Portionen nach dem Essen (morgens, mittags und nachmittags). Leistungssportler ergänzen bis zu 5 g täglich. Abends sollte die Zufuhr vermieden werden, weil sonst der Körper zu aktiv für den Schlaf wäre.

Bei der Herstellung der Supplemente trennen chemische Prozesse die L-Isomere von den C-Isomeren. D-Car wird nicht in das Supplement beigemischt, weil es die Wirkung von L-Car hemmt. Als Basis der Produktion dienen biotechnologische Prozesse mit gram-negativen Bakterien.

2.4. Anabole Steroide

Die Erforschung dieser Hormone begann Ende der 20er Jahre in Amerika. Dr. Kochakian war der „Urvater“ der synthetisch hergestellten Drüsenstoffe. In den 30er Jahren versuchte v. a. das Militär (2. Weltkrieg) ein Wundermittel zur Heilung und Stärkung der Soldaten zu perfektionieren.

Die entwickelten Stoffe wurden später im Bodybuildingbereich entdeckt und bekamen große Resonanz. „Heute werden die meisten Androgene/Anabolika von Jugendlichen zur Verbesserung ihres Aussehens und von Alterssportlern zum Erhalt der Jugendlichkeit eingenommen [47].

2.4.1. Chemischer Aufbau und Funktion

Anabolika sind synthetisch hergestellte Wachstumshormone (Steroide), welche dem männlichen Sexualhormon Testosteron sehr ähnlich sind. Cholesterol ist das Rohmaterial, um Testosteron zu bilden. Die Stimulanzen, auch anabole Steroide genannt, haben eine eiweißaufbauende (proteinanabole) Wirkung, d.h. sie beschleunigen das Wachstum von Gewebe, Skelett, Organ und Muskel durch eine Steigerung der Proteinsynthese in den Zellen (siehe Abbildung 20, S. 28).
Steroide haben ganz spezifische Aufgaben im Körper. Sie steuern Gene, beeinflussen chemische Prozesse und regeln die „Baustoffzufuhr“ in den Zellen, indem sie z.B. die Zellmembranen mehr bzw. weniger durchlässig für Nukleide regeln. Diese Hormone können beispielsweise Muskelzellen befehlen bestimmte Proteine zu erzeugen, fördern also die Muskelhypertrophie. „The human body is capable of producing more than 600 different types of steroids, including Testosteron“ [48].

Abb. 20 Wirkung von Anabolika in der Muskelzelle (Melvin 1997)

Die Strukturformel des Testosterons ist die Basis für die Herstellung eines synthetischen Anabolikums. Sie enthält 19 Kohlenwasserstoffatome, zwei Methylgruppen (an Kohlenwasserstoffatomen C10 und C13), einem Sauerstoffatom (C3) und bei einem Anabolikum zusätzlich die funktionale Gruppe.

Durch die Veränderung der Alkohol bzw. Säuregruppe am Kohlenwasserstoffatom 17 (C17) kann die anabole bzw. androgene Wirkung verschoben werden. Wegen dieser funktionalen Gruppe wird das anabole Steroid nicht von der Leber erkannt und deshalb findet auch kein Angriff auf das Molekül statt. Der Rezeptor-Steroid-Komplex kann ohne Verluste gebildet werden.

Die Anabolikamoleküle sind lipophil (fettlöslich) und diffundieren, wenn sie die Zelle erreicht haben, durch die Poren der selektiv permeablen Wand (Abb.21, S. 29). Intrazellulär entsteht ein Rezeptor-Steroid-Komplex.

So kann also das Molekül bis in den Zellkern wandern und mit Rezeptoren auf den Chromosomen interagieren. Bei der Replikation der Desoxiribonukleinsäure wird die m-RNA abgeschrieben und in den Ribosomen wird die Eiweißherstellung gefördert.

Abb. 21 Regelkreis, Transport und periphere Wirkung von Testosteron (Kley, Schlaghecke 1988)

In den Ribosomen gibt die mit einer Aminosäure geladene t-RNA ihr Transportgut ab. Enzyme verketten die einzelnen Aminosäuren zu Eiweiß-Ketten, d.h. es wird Muskelvolumen im Körper aufgebaut. Anabole Steroide täuschen also bei der Transkription vor ein Testosteronmolekül zu sein und fördern so den Eiweißaufbau.

„Sicher ist, dass es keine reinen Anabolika gibt und dass schon das 5a-Androstan-Molekül, Grundgerüst aller Androgene und Anabolika, eine wenn auch schwache androgene Eigenschaft besitzt“ [49]. Es existieren noch andere eiweißaufbauende Hormone, beispielsweise weibliche Sexualhormone (Östrogene), Schilddrüsen- und Peptithormone.

Die proteinanabole Wirkung ist bei Anabolika, den Abkömmling des Testosterons, am größten. Sportler erwarten von diesen Stoffen einen gesteigerten Muskelaufbau für bessere Leistungen und nehmen dafür auch die vielen Nebenwirkungen in Kauf.

2.4.2. Einnahme der Präparate

Ein Anabolikum kann intravenös (Intramuskuläre Injektion), über Pflaster bzw. Gesichtscreme oder über den Mund (oral: Z.B Dianabol/Stromba) ins Blut gelangen. Meist ist die Einnahme in Perioden zu 6-12 Wochen gestaffelt. Beim „Stacking“ werden verschiedene Anabolika als Kombination verwendet.

Abb. 22 : Diverse Bilder aus dem Internethandel (www.Anabolika.szm.de, 19.08.2005)

Das Problem bei diesem Dopingmittel ist, dass ähnlich wie bei andern Drogen die Dosis bei Langzeitkonsum immer wieder erhöht werden muss, um die selbe Wirkung zu erzielen. Ergänzend nehmen Sportler oft sehr wirkungsvolle Stoffe wie Protein und Kreatin ein. Ungefähr 7mg Anabolika/Tag werden durchschnittlich von Körperfanatikern zugeführt. „The truth is that anabolic Steroids work“ [50].

2.4.3. Leistungssteigernde Wirkung

Ein Anabolikum steigert das Reflexverhalten und beeinflusst den Stoffwechsel (Proteinsynthese wird angeregt). Es resultiert bei einer Einnahme dieser Stoffe nicht nur ein anoboler, sondern auch ein androgener Effekt.

Männliche sexualspezifische Wirkungen wie z.B. vermehrte Körper-, Gesichts- bzw. Intimbehaarung und eine tiefere Stimme sind mögliche Begleitwirkungen der Präparate. Im maskulinen Körper wird Testosteron in den Hoden und der Nebennierenrinde erzeugt. Bei einer Frau sind die Testosteronkonzentrationen sehr gering.

Diese natürlichen Hormone bewirken hauptsächlich den Reifeprozess des Jugendlichen in der Pubertät. Mit ausreichendem Krafttraining, einer eiweiß- und kohlenhydratreichen Ernährung und einem guten Anabolikum nehmen Sportler je nach individuellen Veranlagungen enorm an Muskelgewicht zu.

Der Katabolismus wird unterdrückt. Darunter versteht man Abbauvorgänge im Stoff- und Energiewechsel von Lebewesen. Bei zu intensiven Trainingseinheiten können die Muskeln übersäuert werden, d.h. der übertrainierte Körper produziert Glucocorticoide, welche den Muskelzuwachs hemmen. Man nennt diesen Vorgang auch Break-Down-Effekt. Dieser wird von einem Anabolikum sehr stark vermindert und Sportler können längere und härtere Trainingszeiten als vor der Einnahme dieser Stoffe absolvieren, der Muskelzuwachs ist weiterhin möglich.

2.4.4. Nebenwirkungen von Anabolika

Anabolika haben vielfältige Nebenwirkungen, welche in der Abbildung 23 auf Seite 32 zusammenfassend aufgeführt sind.

Die anatomisch/strukturelle Gefahr entsteht durch einen überproportionalen Muskelzuwachs, welcher durch die Einnahme von Anabolika erfolgt. Diese überfordert meist den Körper. Sehnen und Bänder können nicht so schnell wie die Muskeln wachsen, deshalb bekommen Sportler vermehrt Bänder- und Sehnenrisse. Knochen-, Knorpel- und Gelenkschäden resultieren aus Verletzungen des Bindegewebes.

Außerdem führen A. zu einer schnelleren Skelettreifung bei Jugendlichen. Zunächst setzt ein Wachstumsschub beim minderjährigen Konsumenten ein, bald darauf wird der Epiphysenfugenschluss eingeleitet, d.h. die Knochen können nicht mehr wachsen und der Jugendliche erlebt die irreversiblen Folgen vom Kleinwuchs.

Außerdem greifen anabole Steroide die inneren Organe an. Sie können das Leben von Sportlern ernsthaft bedrohen. Vor allem eine von Anabolika verursachte gesteigerte Produktion von Leberenzymen, die Auswirkungen der Cholestase (Gallensaft sammelt sich in den Leberzellen an) und die daraus entstehenden Schäden wie z.B. die Leberzirrhose (Entzündung von Binde- und Drüsengewebe) können potentiell tumorbegünstigende und –auslösende Aktivitäten in den Zellen darstellen.

Durch die Messung von Leberenzymwerten (Serumenzyme) lassen sich Veränderungen feststellen und beobachten. Ebenso können aber auch Nieren und Prostata angegriffen werden; die schlimmsten Krankheiten sind natürlich Nieren- bzw. Prostatakrebs. Durch Veränderungen der Blutfettwerte entstehen evtl. Erkrankungen des Herz-Kreislaufsystems.

Auslöser dafür ist wahrscheinlich die erhöhte LDL (Low Density Lipoprotein) – Cholesterinproduktion im Körper. Dieses „schlechte“ Cholesterin lagert sich an die Gefäßwände der Arterien. Arteriosklerose begünstigt eine Erhöhung von Blutdruck und Pulsfrequenz. Dadurch wird das Herz anfälliger für Erkrankungen und schließlich kann der Sportler einen Schlaganfall oder Herzinfarkt erleiden.

Abb. 23 Gesundheitsrisiken des Anabolikakonsums (Melvin 1999)

Potentielle Veränderungen im Hormonhaushalt schrecken oftmals mögliche Erstkonsumenten ab, welche an Anabolika interessiert sind. Durch Einlagerung von Flüssigkeit im Körpergewebe kann es zu Störungen von Herz und Niere kommen. Das neue Hormonverhältnis im Organismus fördert die Bildung von Akne; diese stellt zwar keine physischen Probleme dar, führt aber oftmals zu psychischen und sozialen Belastungen.

Bei Männern minimiert Anabolika meist den Sexualtrieb, obwohl Dauererektionen auftreten können; Ursache dafür ist aber eine Blutgerinnung in den Gefäßen und nicht die sexuelle Lust! Die Samenflüssigkeit von Anabolikakonsumenten enthält weit weniger Samenzellen und die Qualität der Spermien ist sehr schlecht. „Auch Androgene können verweiblichende Effekte bei Männern hervorrufen“ [51].

Diese Wirkung wird noch nicht völlig verstanden, hängt aber vielleicht mit der peripheren Umwandlung von Testosteron zu Östradiol zusammen“.

Durch die Applikation von anabolen Steroiden (Abb. 24) wird die körpereigene Testosteronproduktion vermindert. Direkte Folge aus dieser Reduktion endogener Hormonherstellung ist eine Verkleinerung der Hoden , Testosteron wird ja vorwiegend in diesen Körperteilen hergestellt. Außerdem beschleunigt Anabolika den Haarausfall, falls Männer eine genetische Veranlagung für dieses Phänomen aufweisen.

Abb. 24 Verbotene anabole Wirkstoffe (Clasing 2004)

Wenn Frauen zu diesem wirkungsvollen Dopingmittel greifen leiden diese häufig an einem unregelmäßigen Menstruationszyklus, da das Anabolikum den natürlichen Hormonhaushalt heftig beeinflusst; was aus dem neuen Verhältnis Östrogen und Testosteron im Körper resultiert. Frauen bekommen männliche Geschlechtsmerkmale, z.B. maskuline Körperbehaarung, eine tiefe Stimme, meist erfahren sie auch eine Verkleinerung der Brüste und ihre Klitoris wächst.

Anders als bei den Männern erleben Frauen eine Steigerung der Libido, haben also mehr sexuelle Lust. Bei einer Schwangerschaft ist die Gefahr einer Missbildung des ungeborenen Kindes größer als bei Nichtkonsumenten.
Synthetische Dopingmittel wie Anabolika verändern oftmals das psychische Verhalten von Menschen. Emotionale Befindlichkeitsschwankungen wie z.B. Größenwahn, Manie, Aggression, Paranoia, Halluzination und Depression sind mögliche psychische Folgen des synthetischen Steroidgebrauchs. „Bei einem 27-jährigen männlichen Bodybuilder kam es innerhalb weniger Tage nach Beginn der oralen Einnahme von 6 mg Oxandrolon (2* täglich) zu euphorischen Zuständen, Unruhe, Hyperaktivität und Verfolgungswahn“ [52].

Betroffene leiden meist an sozialen, personellen und sexuellen Folgen . Beispiele für diese Störungen sind Schlaflosigkeit, Impotenz, Unrast, Desorientierung, Isolation, Ängstlichkeit usw. Ein Anabolikum kann zugleich körperliche und psychische Abhängigkeit verursachen und somit Entzugserscheinungen beim Absetzen der Präparate hervorrufen. Oftmals fallen Sportler in ein Motivationstief, da sie nach dem Absetzen nicht mehr so aggressiv und die bisherigen Höchstleistungen schwer ohne Doping wieder zu erreichen sind.

2.5. Vitamine

Vitamine sind organische Verbindungen, welche über die Nahrung aufgenommen werden. 1912 forschte Casimir Funk mit den Naturstoffen und gab ihnen diesen Namen (lat. vita=Leben; Amin=Stickstoffverbindung), obwohl Vit. existieren, die keinen Stickstoff aufweisen.

2.5.1.Funktion, Einteilung und Zufuhrempfehlungen

Die essentiellen Vitamine werden in fettlöslich (lipophil), diese Moleküle können im Körper auf Vorrat gespeichert werden, und wasserlöslich (hydrophil) eingeteilt.

Abb. 25 Einteilung der Vitamine (Baron/Berg 2005)
Vitamine regulieren biologische Stoffwechselvorgänge (Abb. 26) im menschlichen bzw. tierischen Organismus, sind also Steuerelemente (Biokatalysatoren) zur Umwandlung von Proteinen, Kohlenhydraten und Mineralstoffen. Sie steuern die Bildung von Körperzellen (Blutkörper, Hormone, Enzyme, Zähne, Knochen, usw.), liefern jedoch keine Energie. Jedes einzelne Vit erfüllt eine spezifische Aufgabe.

Es handelt sich um Moleküle, welche von Pflanzen, Bakterien und Tieren gebildet werden. Es existieren chemische Vorstufen (Provitamine), aus denen im Körper Vit. synthetisiert werden können. So wird beispielsweise ß-Carotin zu Vit. A im Körper aufgebaut.

Abb. 26 Direkter und indirekter Einfluß der Vitamine auf den Stoffwechsel (Hamm 1990)

Vitaminmangel kann schwere physische und psychische Folgen (Wachstumsstörungen, Fortpflanzungsprobleme, usw.) verursachen, welche im Extremfall zum Tod führen können. Ein Überangebot dieser Stoffe kann aber auch schädlich sein (Hypervitaminose).

Indikatoren einer Unterversorgung sind Leistungsunlust, Antriebsschwäche, Mattigkeit, schnelle Erschöpfung und Appetitlosigkeit. Vitaminmangelkrankheiten wie beispielsweise Beriberi, Skorbut, Pellagra, perniziöse Anämie, Rachitis und Keratomalazie [53] sind Folgen chronischer Fehlernährung bzw. Krankheit.

Fettlösliche Vit. (EDKA) werden über die Darmschleimhaut mit den Fettpartikeln in die Blutbahn aufgenommen und können in Leber bzw. Fettgewebe gespeichert werden, falls keine direkte Notwendigkeit am „Wirkort“ besteht.

Die wasserlöslichen Vitamine B und C werden direkt über den Darm aufgenommen und bei Nichtinanspruchnahme erfolgt eine Ausscheidung über den Urin.

Zufuhrempfehlungen von einzelnen Forschern, Sekundärliteratur [54,55,56], DGE und WHO weichen teilweise enorm voneinander ab. In der folgenden Tabelle werden die Ergebnisse im Mittel zusammengestellt.

Fettlösliche Vitamine

NameAbk.TagesbedarfWirkungenVorkommen
RetinolA1-3 mg/dWachstumsfaktor für Haut, Haare, Zähne und Knochen, Netzhautaufbau, Proteinmetabol.Leber, Gemüse, Früchte, Milch, Camenbert, Fisch, Aal
CalciferolD3-5 µg/dWachstum und Mineralisierung der Knochen und Zähne (Calcium + Phosphor)Meeresfische, Milchprodukte, Ei, Hering, Sardinen, Lachs, Pilze
TocopherolE7-12 mg/dBildung rote Blutzellen und MuskelfasernWeizenkeime, Olivenöl, Leinöl, Ei, Sonnenblumenöl
PhyllochinonK0,001 – 0,8 mg/dCofaktor Blutgerinnung, Blutbildung, EnergiegewinnungSonnenblumenöl, Leber, Ei, Rosenkohl, Muskelfleisch, Spinat

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