Neue Studien zu Sportgetränken – Was muss drin sein? (#76)

Seit etwa 10 Jahren sind sich Forscher:innen einig, dass Sportgetränke mit einer Mischung aus verschiedenen Kohlenhydraten am effektivsten sind. Das hängt mit der Geschwindigkeit der Magenentleerung, der Aufnahme im Darm, den Oxidations- und Verwertungsraten sowie einem verringerten Risiko von Magen-Darm-Problemen zusammen und führt so zu erhaltenen oder verbesserten Leistungen. Auch wenn die exakte Kombination der effektivsten Kohlenhydrate noch nicht vollständig bekannt ist, laufen kontinuierlich Forschungen, und es werden ständig neue Studien zu verschiedenen Optionen veröffentlicht. Diese Infos könnten deine Performance auf das nächste Level heben.

Zusammenfassend weisen die Ergebnisse darauf hin, dass Sportgetränke mit mehreren Kohlenhydratarten eine höhere Energieaufnahme, eine verbesserte Kohlenhydratausnutzung und oft ein geringeres Risiko für Magen-Darm-Probleme bieten, verglichen mit Getränken, die nur eine Kohlenhydratquelle enthalten. Bei erhöhter Energieaufnahme scheint ein Verhältnis von Maltodextrin zu Fruktose von etwa 1:0,8 zusätzliche Vorteile zu bieten, auch wenn die optimale Mischung individuell variieren kann.

Bevor wir uns den einzelnen Monosacchariden und ihrer Aufnahme widmen, hier ein paar Hintergrundinfos.

Wenn du Kohlenhydrate zu dir nimmst, werden sie schnell in ihre kleinsten Bestandteile zerlegt, damit sie als Treibstoff vom Körper aufgenommen und genutzt werden können. Die Geschwindigkeit, mit der Kohlenhydrate zerlegt werden, hängt von ihrer Struktur ab – im Grunde, wie einfach oder schwierig es für unsere Enzyme ist, sie abzubauen. Dieser Prozess beginnt im Mund mit Hilfe des Enzyms Amylase und setzt sich dann im Magen und Dünndarm fort, wo sie schließlich mit Hilfe von Transportproteinen durch die Darmmembran transportiert werden. In diesem Stadium werden Kohlenhydrate in einfache Zucker wie Glukose und Fruktose zerlegt. Auch Proteine und Fette werden in ihre Bausteine zerlegt, um durch den Darm zu gelangen, aber darauf gehen wir in diesem Artikel nicht näher ein (siehe Bild unten).

Vor etwa 15 Jahren begannen Forscher zu untersuchen, wie verschiedene Arten von Kohlenhydraten im Körper aufgenommen werden und während sportlicher Aktivitäten Energie liefern. Damals wurden frühere Vorstellungen über die Bedeutung des Molekulargewichts weitgehend verworfen. Oder besser gesagt, das Molekulargewicht ist nur dann relevant, wenn man Glukose mit unterschiedlichen Molekulargewichten vergleicht. Du hast wahrscheinlich die Zahl 60 g/Stunde oder 1 g/Minute gehört, die früher als die maximale Menge an Kohlenhydraten galt, die wir aufnehmen können. Das stimmt, aber hauptsächlich für Glukose/Maltodextrin, da die Glukosetransporter des Darms bei dieser Dosierung gesättigt sind. Wenn du nur Glukose mit Glukose vergleichst, können Details wie das Molekulargewicht entscheidend sein. Aber wenn wir andere Arten von Kohlenhydraten wie Fruktose verwenden, wird es komplexer und gleichzeitig vielversprechender für Leistung und Energieversorgung.

Es ist ein bisschen so, als würde man die Geschwindigkeit von zwei Pferden (Glukose vs. Glukose) vergleichen, wo man das Training und die Fütterung feinabstimmt, um eines schneller zu machen. Stell ein Auto (Glukose+Fruktose) neben die Startlinie, und die Details über die Fütterung (Molekulargewicht) erscheinen plötzlich nebensächlich im Vergleich zum Potenzial des Autos, das mit „Pferdelängen“ davonzieht. ;)

Die Forschung hat diesen Schritt schon vor langer Zeit hinter sich gelassen; jetzt ist es viel aufregender — wir suchen nach der optimalen Kohlenhydratzusammensetzung. Jetzt experimentieren wir mit dem Oktangehalt im Kraftstoff des Autos.

Kohlenhydrate werden in Monosaccharide zerlegt, bevor sie die Darmwand passieren und in den Blutkreislauf gelangen. Der Glukosetransport durch den Darm hat eine maximale Rate von etwa 1 g/min, bestimmt durch SGLT1, das glukosespezifische Transportprotein. Dieses transportiert Glukose ins Blut zu unseren arbeitenden Muskeln. Spannend ist, dass Fruktose ihren eigenen Transporter, GLUT5, besitzt, der es uns ermöglicht, Kohlenhydrate zu kombinieren, um SGLT1 mit Glukose zu sättigen und gleichzeitig mehr Energie durch den Fruktosetransporter zu gewinnen.

In den letzten Jahren wurden weitere Transporter entdeckt, wie GLUT8 und GLUT12, die beim gleichzeitigen Konsum von Maltodextrin:Fruktose zusammenarbeiten. Außerdem gibt es GLUT2, einen bidirektionalen Transporter, der Glukose in beide Richtungen bewegen kann. Dann gibt es noch GLUT4, einen weiteren Glukosetransporter, der oft in Verbindung mit körperlicher Aktivität erwähnt wird, da er die Glukoseaufnahme ohne Insulin durch Muskelarbeit erleichtert. Das Fazit ist, dass der Körper die Aufnahme bestmöglich optimiert. Darmforscher (vielleicht bist du einer) wissen seit den 1980er Jahren, dass bestimmte Kohlenhydrate anderen helfen, die Darmwand zu passieren. Zum Beispiel wurde 1986 entdeckt, dass Glukose den Darm stimulieren kann, um die Fruktoseaufnahme zu verbessern, wenn beide zusammen konsumiert werden. Drei Jahrzehnte später beginnen wir, dies umzusetzen, um optimierte Sporternährung zu entwickeln.

Sobald die Fruktose in den Blutkreislauf gelangt, folgt sie nicht dem gleichen Weg wie Glukose. Fruktose, mit einem niedrigen glykämischen Index (GI), wirkt als langsam freisetzendes Kohlenhydrat, das hilft, den Energiepegel zu halten, während Glukose den schnellen Energieschub liefert. Zusammen ergänzen und verstärken sie ihre Wirkung. Etwa 20% der Fruktose kann direkt von den Muskeln verwendet werden, während die restlichen 80% von der Leber in Glukose, Laktat (mobiler Brennstoff) und Pyruvat umgewandelt werden.

Wie in der untenstehenden Abbildung gezeigt, gibt es zahlreiche Transporter. Die Herausforderung besteht nun darin, die Kapazität jedes Transporters zu bestimmen und deren Nutzung zu maximieren, ohne negative Nebenwirkungen wie Magen-Darm-Beschwerden während der Aktivität zu verursachen. Angesichts der etwa 20 m² großen Oberfläche des Dünndarms gibt es wahrscheinlich mehr Kapazität, als derzeit erkannt wird.

Im Jahr 2015 wurde ein Review-Artikel veröffentlicht, der das Forschungsgebiet rund um Kohlenhydratzusammensetzungen in Sportgetränken zusammenfasst. Der Artikel untersuchte insgesamt 14 Studien, wobei der Fokus vor allem auf drei Zusammensetzungen lag: 2:1, was zwei Teile Maltodextrin und einen Teil Fructose bedeutet – die bis heute am meisten getestete Variante und die, die wir in U Sport verwenden. Die zweite Zusammensetzung ist die 1:0.8 Variante mit einem Teil Maltodextrin und 0,8 Teilen Fructose. Schließlich gibt es die 1:1.25 Variante mit einem Teil Maltodextrin und 1,25 Teilen Fructose.

Die 1:1.25 Variante wurde erforscht, schneidet jedoch in den meisten Tests schlechter ab. Es scheint, dass der Großteil der Kohlenhydrate aus dem schnell wirkenden Maltodextrin bestehen sollte und nicht aus dem langsameren Fructose. Der Wettkampf läuft also weiter zwischen 2:1 und 1:0.8. In den überprüften Studien lag die Aufnahme zwischen 36–144 g/Stunde, verteilt auf 3–4 Aufnahmen pro Stunde – ein ziemlich breites Spektrum, aber mit gleichbleibender Dosierung.

Wir beobachten die Forschung zu 2:1 versus 1:0.8 schon eine ganze Weile. Wir begannen 2013–2014 mit der Untersuchung von Studien, als wir bei Umara unser erstes Sportgetränk (U Sport) entwickelten. Die Forschung war damals ziemlich neu, also waren wir vorsichtig, nicht zu viele Risiken einzugehen, insbesondere in Anbetracht von Faktoren, die ich gleich ansprechen werde. Doch mit fortschreitender Forschung scheint es, dass bei höheren Dosen ein Verhältnis näher an 1:1 bevorzugt wird – wenn auch nicht ganz 1:1; der optimale Schwellenwert scheint bei etwa 1:0.8 zu liegen.

Bis zu etwa 1,5–1,7 g/min (ca. 100 g/Stunde) gibt es einen ständigen Favoriten für ein 2:1-Verhältnis im Vergleich zu einem 1:0,8-Verhältnis. Die meisten Studien unterstützen die 2:1-Kombination von Maltodextrin:Fructose als Gewinner in Sachen Süße und Reduzierung von Magenproblemen. Aber der Konsens verschiebt sich bei Dosen über diesem Wert, ab etwa 90 g/Stunde, hin zu einem 1:0,8-Verhältnis zwischen Maltodextrin und Fructose — also ein Teil Maltodextrin zu 0,8 Teilen Fructose.

Schon 1985 führten Rowlands et al. eine Studie zur Oxidationseffizienz verschiedener Kohlenhydratmischungen durch. Mittels Kohlenstoff-14-Markierung und Analyse des ausgeatmeten Kohlendioxids verfolgten sie die Nutzung der aufgenommenen Kohlenhydrate. Bei einem 1:0,8-Verhältnis, wo Teilnehmer 0,6 g Maltodextrin und 0,5 g Fructose konsumierten (insgesamt 1,1 g/min), wurden bis zu 98 Prozent oxidiert — das deutet darauf hin, dass maximal 2 Prozent im Darm verblieben, was potenziell Magenprobleme verstärken könnte. Andere Zusammensetzungen zeigten Oxidationsraten um 80 Prozent.

Bei diesen Dosierungen und Zusammensetzungen finden Forscher auch zusätzliche Vorteile, die über eine höhere Kohlenhydratzufuhr hinausgehen, die durch die Darmschleimhaut zu den Muskeln gelangt.

Interessanterweise bleibt das Leberglykogen erhalten, wenn die Aufnahmemengen 90 g/Stunde und mehr erreichen. In extremeren Szenarien gelang es den Forschern, die Glukoseproduktion der Leber vorübergehend zu stoppen, was bedeutet, dass das Leberglykogen überhaupt nicht abnimmt. Das ist entscheidend, weil ein Rückgang des Leberglykogens oft Ermüdung signalisiert, da die Leber Schwierigkeiten hat, den Blutzucker auf ausreichendem Niveau zu halten. Dieser Effekt wird jedoch nur bei Aufnahmemengen um die 2,7 g/min (162 g/Stunde) beobachtet — ein Level, das praktisch kein Darm über längere Zeit aushalten kann.

Fruktose sollte in einem Sportgetränk enthalten sein, um die Energieaufnahme zu maximieren, den Punkt des "Maueraufpralls" hinauszuzögern und die Leistung zu steigern. Allerdings ist die Oxidationseffizienz von Fruktose im Vergleich zu Glukose/Maltodextrin nicht so hoch. Zum Beispiel oxidieren wir bei Maltodextrin zwischen 65–90% der aufgenommenen Menge. Bei Fruktose sind es 40–65%. Daher ist Fruktose nicht so effektiv für die sofortige Energieverbrennung — sie sollte deshalb Teil eines Sportgetränks oder Gels sein, aber nicht den Großteil ausmachen.

Ein Sportgetränk, das Maltodextrin und Fruktose kombiniert, ist magenschonender im Vergleich zu einem Getränk mit nur einer Art von Kohlenhydrat, wie nur Maltodextrin. Einige der Leistungssteigerungen in Studien, die Sportgetränke vergleichen, könnten auch auf einen beruhigten Magen zurückzuführen sein, der den Sportler entspannt und eine höhere Energieaufnahme ermöglicht. Ein Hauptgrund, warum diese Kombination schonender ist, liegt in der koordinierten Aufnahme der Kohlenhydrate zusammen mit der gleichzeitigen Flüssigkeitsaufnahme. Hier ist eine kurze Beschreibung davon:

Mehr zu Magenproblemen in unserem Artikel zu diesem Thema.

Der Entleerungsprozess des Magens wird maßgeblich durch Signale gesteuert, die auf der Energie im Dünndarm basieren. Einige Signale stammen direkt aus dem Magen und zeigen an, dass eine Entleerung notwendig ist, wenn sein Volumen zunimmt. Unser Ziel ist es, dass der Magen die Energie nicht speichert, sondern schnell in den Dünndarm weiterleitet. Dort findet die Hauptkontrolle statt, da wir wollen, dass die Energie vom Körper aufgenommen wird, anstatt im Darm zu verbleiben. Auch Stress und Koffein beeinflussen die Magenentleerung durch verschiedene Mechanismen.

Wenn du mehr Kohlenhydrate konsumierst, als die Transportproteine der Darmmembran aufnehmen können, kann aufgrund eines osmotischen Ungleichgewichts Flüssigkeit in die falsche Richtung – zum Dünndarm – gezogen werden. Das erhöht das Volumen des Darminhalts und führt zu dem, was man gemeinhin als Durchfall kennt. Das richtige Gleichgewicht zu finden bedeutet, ein Level zu erreichen, bei dem der Darm Kohlenhydrate effektiv durch den Magen-Darm-Trakt zu den Muskeln transportieren kann. Indem man den Kohlenhydratgehalt in Sportgetränken/Gels erhöht und ein Verhältnis erreicht, bei dem die Absorption optimiert wird, verbessert man nicht nur den Flüssigkeitshaushalt durch erhöhte Flüssigkeitsaufnahme, sondern reduziert auch das Risiko von Magenproblemen, da sowohl Kohlenhydrate als auch Flüssigkeiten effizienter aufgenommen werden.

Fructose an sich erhöht bei bestimmten Personen das Risiko von Verdauungsproblemen. Es gibt eine Bedingung namens Fructosemalabsorption, Fructosemalabsorption, was eine reduzierte Fähigkeit bedeutet, Fructose aufzunehmen und zu oxidieren. Forscher haben gezeigt, dass dies teilweise durch die gleichzeitige Einnahme von Glucose/Maltodextrin gemildert werden kann siehe z.B. Dennoch ist das Gebiet relativ neu, und auch wenn Maltodextrin+Fructose tendenziell eher positiv als negativ ist, gibt es wahrscheinlich individuelle Unterschiede – einige könnten ein 1:0,8-Sportgetränk nicht so gut vertragen wie ein 2:1. Einer der Gründe, warum wir von Anfang an nicht vollständig auf die 1:0,8-Zusammensetzung in U Sport und U Gel gesetzt haben, war genau diese Variation in der Toleranz.

Du kannst deine Kohlenhydrataufnahme trainieren, etwas, das wir bereits früher im Artikel erwähnt haben, wie du in einem Monat wettkampfbereit wirst. Viele können weit über 120 Gramm/Stunde mit einem Sportgetränk im Verhältnis 2:1 gut vertragen, aber diese Anwender sind oft regelmäßige Konsumenten verschiedener Kohlenhydratzusätze.

Die Forscher hinter dem Review heben drei Hauptpunkte hervor, die als Zusammenfassung dienen:

1. Getränke mit einem Fruktose:Glukose/Maltodextrin-Verhältnis von 0,5–1,0:1, die mit 1,3–2,4 g/min konsumiert werden, steigern wahrscheinlich die Ausdauerleistung im Vergleich zu isokalorischem Glukose/Maltodextrin allein.
2. Die Leistung verbessert sich wahrscheinlich, wenn das Fruktose:Glukose/Maltodextrin-Verhältnis sich der Gleichheit annähert.
3. Die Absorption im Magen-Darm-Trakt, der Leberstoffwechsel und das Feedback des Magenkomforts sind entscheidend für die optimale Sportgetränkeformulierung zur Leistungssteigerung.

Während weitere Forschung wahrscheinlich ist, liegt der aktuelle Fokus auf der Feinabstimmung, um die ideale Mischung zu finden. Vergiss nicht, dass nicht jeder die gleiche Anzahl an Transportproteinen hat; daher passt eine spezifische Zusammensetzung von Sportgetränken vielleicht nicht für jeden. Wahrscheinlich können sich die Transportproteinniveaus nach Bedarf anpassen – ein guter Grund, mit demselben Sportgetränk zu trainieren und anzutreten.

Denke auch daran, dass die Forscher derzeit nur einen Teil des gesamten Verdauungssystems untersuchen. Es gibt sicherlich noch mehr zu entdecken.

Erlebe den Energieschub und einen ruhigeren Magen. Ob ein 2:1 oder 1:0,8 Verhältnis besser zu dir passt, musst du durch Testen herausfinden. Wir haben ein 1:0,8 Getränk in der Entwicklung (einige Monate entfernt), aber wenn du ein 2:1 Getränk modifizieren möchtest, füge etwas extra Fruktose hinzu und werde dein eigener Versuchskaninchen. 😉