Kohlenhydrate und die Wiederauffüllung der Glykogenspeicher

Glykogen ist der wichtigste Energiespeicher für intensive Belastungen. Wer mehrmals pro Woche hart trainiert oder an Wettkämpfen mehrere Einsätze hat, entscheidet mit der Ernährung nach dem Training massgeblich darüber, wie gut die nächste Einheit gelingt. Die Redaktion erklärt, wie die Glykogenresynthese funktioniert und welche Strategien wissenschaftlich gut belegt sind.

Was Glykogen ist und wo es gespeichert wird

Glykogen ist die Speicherform von Glukose im Körper. Es besteht aus langen, stark verzweigten Ketten von Glukosemolekülen und wird vor allem in der Skelettmuskulatur und in der Leber eingelagert. Bei einem trainierten Erwachsenen enthalten die Muskeln insgesamt mehrere hundert Gramm Glykogen, die Leber etwa 80 bis 100 g.

Muskelglykogen dient ausschliesslich der Energieversorgung des jeweiligen Muskels. Leberglykogen dagegen hält den Blutzuckerspiegel stabil und versorgt Gehirn und andere Organe. Nach einer Nacht ohne Nahrung ist das Leberglykogen bereits deutlich reduziert.

Bei intensiver oder langer Belastung sinken die Glykogenvorräte stark. Klassische Studien aus Skandinavien in den 1960er-Jahren, unter anderem von Bergström und Kollegen, zeigten, dass die Ausdauerleistung eng mit dem Glykogengehalt der Muskulatur zusammenhängt. Sind die Speicher leer, sinkt die Leistung abrupt – im Radsport spricht man vom «Hungerast».

Auch im Kraftsport und in Spielsportarten wird Glykogen verbraucht. Ein umfangreiches Krafttraining kann den Glykogengehalt der beanspruchten Muskeln spürbar senken, wenn auch weniger stark als ein langer Ausdauerlauf.

Wie schnell sich die Speicher füllen

Nach dem Training ist die Muskulatur besonders aufnahmebereit. Die Kontraktion selbst aktiviert Glukosetransporter (GLUT4) an der Zelloberfläche, und das Enzym Glykogensynthase ist hochaktiv. In den ersten Stunden nach der Belastung verläuft die Resynthese deshalb am schnellsten.

Wird die Kohlenhydratzufuhr um zwei Stunden verzögert, ist die Glykogenbildung in dieser Zeit deutlich geringer, wie eine bekannte Studie von Ivy und Kollegen (1988) zeigte. Für Freizeitsportler, die erst am nächsten Tag wieder trainieren, spielt das kaum eine Rolle. Bei mehreren Einheiten am Tag ist das Timing hingegen entscheidend.

Unter optimalen Bedingungen dauert die vollständige Wiederauffüllung nach erschöpfender Belastung etwa 24 Stunden. Voraussetzung ist eine ausreichend hohe Kohlenhydratzufuhr über den ganzen Tag.

Ein weiterer Faktor ist die Art der Belastung. Exzentrische Belastungen mit starkem Muskelschaden, etwa Bergabläufe, verlangsamen die Glykogenresynthese, vermutlich weil geschädigte Muskelfasern Glukose schlechter aufnehmen.

Wie viel Kohlenhydrate wirklich nötig sind

Die aktuellen Empfehlungen orientieren sich am Körpergewicht und an der Trainingsbelastung. Eine gemeinsame Stellungnahme des American College of Sports Medicine, der Academy of Nutrition and Dietetics und von Dietitians of Canada aus dem Jahr 2016 nennt folgende Richtwerte:

Für eine 70 kg schwere Läuferin mit täglichem einstündigem Training ergeben sich so rund 350 bis 490 g Kohlenhydrate pro Tag. Das klingt viel, lässt sich aber mit Getreide, Kartoffeln, Reis, Teigwaren, Früchten und Milchprodukten gut erreichen.

Wer nur zwei- bis dreimal pro Woche moderat trainiert, braucht keine speziellen Regenerationsstrategien. Eine normale, ausgewogene Ernährung füllt die Speicher bis zur nächsten Einheit ausreichend auf.

Protein, glykämischer Index und weitere Faktoren

Die Kombination von Kohlenhydraten mit Protein ist intensiv untersucht worden. Ergebnis: Wenn die Kohlenhydratmenge suboptimal ist, etwa unter 1 g pro kg und Stunde, kann zusätzliches Protein die Glykogenresynthese verbessern. Bei ausreichend hoher Kohlenhydratzufuhr bringt Protein für das Glykogen keinen zusätzlichen Vorteil, ist aber für die Muskelreparatur ohnehin sinnvoll.

Der glykämische Index spielt kurz nach dem Training eine Rolle: Schnell verfügbare Kohlenhydrate wie Weissbrot, Reis, Bananen oder Sportgetränke liefern Glukose rasch. Über 24 Stunden gleicht sich der Unterschied zu langsameren Quellen weitgehend aus, solange die Gesamtmenge stimmt.

Interessant ist die Kombination von Glukose und Fruktose. Fruktose wird bevorzugt in der Leber verstoffwechselt und kann die Wiederauffüllung des Leberglykogens beschleunigen. Gonzalez und Kollegen beschrieben in Übersichtsarbeiten die Vorteile solcher Mischungen.

Auch Koffein wurde untersucht: Eine Studie von Pedersen und Kollegen (2008) fand bei gleichzeitiger Einnahme mit Kohlenhydraten eine höhere Glykogenresynthese. Wegen möglicher Schlafstörungen ist diese Strategie am Abend jedoch wenig geeignet.

Praxis: Strategien für verschiedene Situationen

Je nach Trainingsplan lassen sich unterschiedliche Strategien ableiten:

• Zwei Einheiten am selben Tag: Unmittelbar nach der ersten Einheit beginnen, in den ersten vier Stunden regelmässig kleine Portionen Kohlenhydrate zu sich nehmen, zum Beispiel stündlich.
• Training am nächsten Tag: Normale Mahlzeiten mit ausreichend Kohlenhydraten genügen; das Timing ist weniger wichtig.
• Turniere mit mehreren Spielen: Leicht verdauliche Kohlenhydrate wie Bananen, Reiswaffeln oder Sportgetränke zwischen den Einsätzen.
• Vor einem Marathon oder langen Radrennen: 36 bis 48 Stunden vor dem Start die Kohlenhydratzufuhr auf etwa 10 bis 12 g pro kg erhöhen (Carboloading) und das Training reduzieren.

Moderne Carboloading-Protokolle verzichten auf die früher übliche Entleerungsphase mit kohlenhydratarmer Ernährung. Studien zeigten, dass auch ohne diese belastende Phase sehr hohe Glykogenspeicher erreicht werden.

Ausreichend Flüssigkeit gehört ebenfalls dazu, denn jedes Gramm Glykogen wird zusammen mit Wasser eingelagert. Eine Gewichtszunahme von ein bis zwei Kilogramm nach dem Carboloading ist deshalb normal.

Menschen mit Diabetes sollten Strategien mit hohen Kohlenhydratmengen mit ihrer Ärztin, ihrem Arzt oder einer Ernährungsberatung abstimmen, um Blutzuckerschwankungen zu vermeiden.

Fazit der Redaktion

Glykogen ist der Treibstoff für intensive Belastungen, und Kohlenhydrate sind der Schlüssel zu seiner Wiederauffüllung. Entscheidend sind vor allem die Gesamtmenge über den Tag und – bei kurzen Erholungszeiten – eine frühe, regelmässige Zufuhr nach dem Training.

Protein, Fruktose und der glykämische Index sind Feinheiten, die in bestimmten Situationen helfen können, aber eine ausreichende Kohlenhydratzufuhr nicht ersetzen.

Für Freizeitsportlerinnen und -sportler genügt in aller Regel eine ausgewogene Ernährung. Spezielle Strategien lohnen sich vor allem bei mehreren Einheiten pro Tag und vor langen Wettkämpfen.

Passend dazu empfehlen wir unsere Beiträge zur Ernährung vor dem Wettkampf, zu Sportgetränken und Elektrolyten sowie zum Training mit niedrigen Glykogenspeichern.

Literatur

1. Bergström J, Hermansen L, Hultman E, Saltin B. Diet, muscle glycogen and physical performance. Acta Physiol Scand. 1967;71(2):140–150.
2. Ivy JL, Katz AL, Cutler CL, Sherman WM, Coyle EF. Muscle glycogen synthesis after exercise: effect of time of carbohydrate ingestion. J Appl Physiol. 1988;64(4):1480–1485.
3. Burke LM, van Loon LJC, Hawley JA. Postexercise muscle glycogen resynthesis in humans. J Appl Physiol. 2017;122(5):1055–1067.
4. Thomas DT, Erdman KA, Burke LM. American College of Sports Medicine Joint Position Statement. Nutrition and athletic performance. Med Sci Sports Exerc. 2016;48(3):543–568.
5. Pedersen DJ, Lessard SJ, Coffey VG, et al. High rates of muscle glycogen resynthesis after exhaustive exercise when carbohydrate is coingested with caffeine. J Appl Physiol. 2008;105(1):7–13.
6. Gonzalez JT, Fuchs CJ, Betts JA, van Loon LJC. Glucose plus fructose ingestion for post-exercise recovery—greater than the sum of its parts? Nutrients. 2017;9(4):344.
7. Bussau VA, Fairchild TJ, Rao A, Steele P, Fournier PA. Carbohydrate loading in human muscle: an improved 1 day protocol. Eur J Appl Physiol. 2002;87(3):290–295.
8. sportapotheke-online.com