Leistungssteigerung und Gefahr

Koffein

Koffein in Reinform oder in Form von Energydrinks wird zur Leistungssteigerung im Sport verwendet. Koffein als Leistungssteigerung ist durch eine Vielzahl wissenschaftlicher Belege zur Verbesserung anaerober und aerober Aktivitäten belegt. Die Einnahme beeinflusst das autonome Nervensystem über eine Erhöhung der Katecholaminfreisetzung. Die Folge ist eine Steigerung der Herzfrequenz und des mittleren arteriellen Blutdrucks in Ruhe und unter Belastung. Es wirkt während des Trainings als sympathischer Stimulus und dämpft die Erholung nach dem Training, weil es der parasympatischen Aktivität entgegenwirkt. Studien kamen zu dem Schluss, dass die akute Koffeinaufnahme die Sprunghöhe und Sprintfähigkeit zusätzlich zu der Beweglichkeitsleistung, der Gesamtlaufstrecke und der Anzahl der ausgeführten Sprints verbesserte.

Daher wird in zahlreichen Mannschaftsportarten Koffein angewendet. Eine Metaanalyse von Gomez-Bruton et al. belegte, dass die orale Verabreichung von Koffein vor dem Training eine ergogene Wirkung auf spezifische Mannschaftssportfähigkeiten hat. Die Sprunghöhe, die Handgriffstärke und die Auswirkungen auf den gesamten Körper des Sportlers wird verbessert.

Ein Energy Drink ist mehr als eine Brause mit viel Koffein. Die häufigsten Inhaltsstoffe sind Koffein, Guarana, Taurin, Glucuronolacton, Ginseng und Bitterorange. Energy Drinks und Energy Shots enthalten höhere Mengen an Koffein als herkömmliche Getränke und Kaffeeprodukte. Der Konsum einer Koffein-, Taurin- und Glucuronolacton-Formulierung kann den arteriellen Blutdruck erhöhen, als Faktor zur Steigerung der Blutplättchenaggregation wirken und die Endothelfunktion bei gesunden Personen beeinträchtigen, wie Studien zeigen. 

Der regelmäßige Konsum von Energydrinks erhöht – neben der leistungssteigernden Wirkung – auch den Blutdruck und führt in der Folge zu Problemen wie Bluthochdruck, Herzrasen und Nervosität, die allesamt zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen führen können. Taurin wirkt als auslösender Faktor für verbesserte hämodynamische Ergebnisse und hat sowohl eine positive inotrope Wirkung als auch eine potenzierende Koffein-induzierte Wirkung auf die Herzmuskelkontraktion. Studien deuten daher auf einen Zusammenhang zwischen Energy Drinks und kardiovaskulären Veränderungen hin – einschließlich Herzrhythmusstörungen, verlängertem QT-Intervall, ventrikulären Arrhythmien, Herzstillstand, Kardiomyopathie, myokardialer Ischämie, Infarkt, Aortendissektion und Tod.

Kreatin

Kreatin ist seit Anfang der 1990er Jahre das beliebteste nicht stimulierende legale ergogene Nahrungsergänzungsmittel im Sport. Kreatin kommt überwiegend im Skelettmuskelgewebe vor und wird auch in Leber, Bauchspeicheldrüse und Nieren synthetisiert. Eine Nahrungsergänzung erhöht die Leistung bei anaeroben Aktivitäten, die Muskelermüdung wird für kurze Zeit verzögert und es trägt zur schnellen Resynthese von Adenosintriphosphat bei, insbesondere bei wiederholten kurzen Sprints mit maximaler Intensität.

Eine der angeblichen Wirkungen einer oralen Kreatin-Supplementierung ist eine erhöhte Muskelmasse. Die Literatur beschreibt eine Zunahme der fettfreien Masse und insbesondere der Skelettmuskelmasse um gesamt 1,0 % bis 2,3 %. Nebenwirkungen sind gering und dosisabhängig, einschließlich Gewichtszunahme (1,6–2,4 kg), Muskelkrämpfe, Magen-Darm-Beschwerden und Dehydratation. 

Es existieren auch Fallberichte über eine vorübergehende Beeinträchtigung der Nierenfunktion, die sich auf einen signifikanten Verlust der glomerulären Filtrationsrate bzw. eine interstitielle Nephritis beziehen. Auch Fälle von Nierenversagen mit hepatischer Beteiligung sind beschrieben. Eine Kreatin-Supplementierung kann außerdem mit dem Auftreten von tiefen Venenthrombosen, Vorhofflimmern, Herzrhythmusstörungen, Brustschmerzen und sogar plötzlichem Tod in Verbindung gebracht, wie Studien zeigen.

Beta-Alanin

Beta-Alanin ist als Nahrungsergänzungsmittel erhältlich. Es führt zu einer verbesserten intrazellulären Muskelpufferkapazität, wodurch der Carnosinspiegel in der Skelettmuskulatur um 40–80 % erhöht wird. Carnosin gilt als pH-Regulator im Sarkoplasma, der die Muskelermüdung verzögert, und β-Alanin soll eine ergogene Wirkung bei Anstrengungen zeigen, die 1–4 Minuten bei maximaler Intensität dauern. 

Studien und Metaanalysen haben gezeigt, dass eine orale Supplementierung mit Beta-Alanin die menschliche Leistung bei hochintensiven und intermittierenden Trainingsmustern verbessern kann. Beta-Alanin-Supplementierung erhöht demnach nachweislich den Carnosinspiegel im Gehirn- und Herzgewebe. Außerdem kann es die Herzfrequenz-Trainingsschwelle erhöhen. Studien zu unerwünschten kardiovaskulären Wirkungen bei Menschen, die orale Beta-Alanin-Ergänzungen einnehmen, fehlen allerdings. Trotzdem sind Neurotoxizität, Myotonie, vorübergehende Parästhesie und Atembeschwerden bei Menschen mit mitochondrialen Störungen beschrieben.

Nitrate

Neue Studien deuten darauf hin, dass Nitrate unter bestimmten Bedingungen einen möglichen positiven Effekt auf den Organismus und dessen Sauerstoffverwertung haben. Laut der European Food and Safety Authority (EFSA) sollten die aufgenommenen Mengen einen Wert von 3,7 mg (~0,06 mmol) pro kg Körpergewicht (KG) pro Tag aber nicht überschreiten.

Nitrit nimmt durch seine besondere Stellung zwischen Nitrat und NO eine wichtige chemische Rolle ein. Es ist auch ein endokrines Reservoir für Stickstoffmonoxid. Das gebildete Nitrit, zusammen mit dem von den Bakterien nicht verwerteten Nitrat, gelangt wieder in den Magen, wo es weiterreagieren oder erneut absorbiert werden kann und in den Blutkreislauf übergeht. Stickstoffmonoxid (NO) ist außerdem bedeutsam für die Herz- und Gefäßfunktion. Die Bildung von Stickstoffmonoxid durch Nitritreduktasen ist neben einer nitratreichen Diät abhängig von verschiedenen anderen Faktoren. Dazu gehört ein sauerstoffarmes, saures Milieu, in dem die Reduktasen ihre Aktivität optimieren können. Körperliche Betätigung führt ebenfalls zu einem starken Anstieg der Produktion. Außerdem können Medikamente wie Glyceroltrinitrat, Moldidomin und der PDE5-Hemmer den NO-Spiegel erhöhen.

Gemüse

Auch zahlreiche Gemüsesorten können größere Nitratmengen enthalten. Extrem nitrathaltig sind Sellerie, Kresse, Kerbel, Kopfsalat, Rote Rübe, Spinat und Rucola. In einer Studie von Webb et al. erhielten 14 Personen 0,5 l Rote-Rüben-Saft mit einem Nitratgehalt von ca. 45,0 mmol/l oder Wasser. In der Studie konnte der systolische Blutdruck 2,5 Stunden und der diastolische Blutdruck 3 Stunden nach der Einnahme von Rote-Rüben-Saft maximal gesenkt werden. Der Blutdruckabfall begann bereits eine Stunde nach der Intervention und hielt bis zu fünf Stunden an. Die Senkungen korrelierten damit mit den größten Anstiegen der Nitritkonzentration im Blut und es konnten Werte von ca. 10,4 mmHg systolisch und ca. 8,1 mmHg diastolisch beobachtet werden.

In einer Studie von Serra-Paya et al. wird berichtet, dass die Einnahme von Natriumnitrat oder Rote-Rüben-Saft ergogene Wirkungen auf die kardiorespiratorische Ausdauer zeigt, die der aeroben Leistung zugutekommen. Die Supplementierung mit Rote-Rüben-Saft kann die kardiorespiratorische Ausdauer bei Sportlern verbessern, indem die Effizienz gesteigert wird – was die Leistung auf verschiedenen Distanzen verbessert. Die kardiorespiratorische Leistung bei Intensitäten der anaeroben Schwelle und der maximalen Sauerstoffaufnahme (VO_2max ) wird erhöht. Eine Einnahme von Rote Rüben verbesserte auch das abgegebene Kohlendioxidvolumen (VE•VCO ₂ ⁻¹ ), was mit einer verbesserten Krafttrainingsleistung bei gut trainierten Athleten zusammenfiel. Die positive Wirkung erhöhter Plasma-NOx-Spiegel hatte außerdem Auswirkungen auf das Atemaequivavalent.

Auch im Radsport kann Rote-Rüben-Saft die Renn- und Ausdauerleistung steigern. Eine Studie zeigte hier, dass nach einer Woche nitrathaltiger Ernährung mit Rote-Rüben-Saft die Leistung bei den Sprints in der Verum-Gruppe deutlich besser war, als in der Placebo-Gruppe. Die nitratreiche Ernährung scheint demnach einen positiven Einfluss auf die Leistung, insbesondere bei Intervallen, zu haben. Ein weiterer positiver Effekt war, dass die Studienteilnehmer, die den nitratreichen Saft erhalten hatten, auch in einem Reaktionstest signifikant besser abschnitten als jene der Vergleichsgruppe.