Ernährung und Nährstoffe im Leistungssport | DocMedicus Gesundheitslexikon

Leistungssport stellt hohe und dynamisch wechselnde Anforderungen an die Energie-, Nährstoff- und Flüssigkeitsversorgung. Trainingsumfang, Belastungsintensität, Wettkampfdichte und Regenerationsintervalle bestimmen, welche Mengen an Energie, Kohlenhydraten, Proteinen, Fetten, Flüssigkeit, Elektrolyten (gelösten Mineralsalzen) und Mikronährstoffen (Vitaminen, Mineralstoffen und Spurenelementen) benötigt werden. Eine leistungsorientierte Sporternährung muss deshalb nicht nur bedarfsdeckend, sondern sportartspezifisch, trainingsphasenbezogen und individuell verträglich gestaltet werden [LL1].

Entscheidend ist das koordinierte Zusammenspiel von Energieverfügbarkeit (dem Körper nach Abzug des Trainingsverbrauchs zur Verfügung stehende Energie), Substratbereitstellung (Bereitstellung von Energieträgern), Mikronährstoffstatus (Versorgungszustand mit Mikronährstoffen), Proteinzufuhr (Aufnahme von Eiweiß), Flüssigkeits- und Elektrolythaushalt (Gleichgewicht der gelösten Mineralsalze im Körper) sowie Regeneration (körperliche Erholung und Wiederherstellung). Neben der Gesamtzufuhr beeinflussen die Qualität der Lebensmittel, die zeitliche Verteilung der Nährstoffe und die gezielte Anpassung an Training, Wettkampf, Reisephasen, Höhenaufenthalte und klimatische Bedingungen die sportliche Leistungsfähigkeit [LL1, LL2].

Der individuelle Ernährungsbedarf wird unter anderem durch Sportart, Trainingsziel, Körpermasse, Körperzusammensetzung (Verteilung von Muskel-, Fett- und weiterer Körpermasse), Trainingszustand, Ernährungsform, Schweißrate (Schweißmenge pro Zeiteinheit), gastrointestinale Verträglichkeit (Verträglichkeit im Magen-Darm-Trakt), Geschlecht, Lebensalter, Menstruationsstatus (Zustand des Monatszyklus), Verletzungsrisiko und verbleibende Regenerationszeit bestimmt. Die Ernährungs- und Supplementierungsstrategie (Plan zur gezielten Einnahme von Nahrungsergänzungsmitteln) sollte daher ebenso systematisch periodisiert und kontrolliert werden wie das Training selbst.

Energieverfügbarkeit und Energiestoffwechsel

Eine ausreichende Energieverfügbarkeit ist die zentrale Voraussetzung für Leistungsfähigkeit, Trainingsadaptation (Anpassung des Körpers an das Training) und langfristige Gesundheit. Die Energiezufuhr muss sowohl den Grundbedarf als auch den Energieverbrauch durch Training, Wettkampf, Thermoregulation (Regulation der Körpertemperatur) und Regenerationsprozesse abdecken. Eine anhaltend unzureichende Energieverfügbarkeit kann zahlreiche physiologische Funktionen (normale Körperfunktionen) beeinträchtigen und zum Syndrom des Relative Energy Deficiency in Sport (REDs) (Krankheitsbild eines relativen Energiemangels im Sport) führen [LL2].

Mögliche Folgen einer problematisch niedrigen Energieverfügbarkeit betreffen unter anderem den Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsel (Verarbeitung von Kohlenhydraten und Fetten im Körper), die Muskelproteinsynthese (Aufbau von Muskeleiweiß), die Knochenhomöostase (Aufrechterhaltung eines stabilen Knochenstoffwechsels), Immunfunktion (Funktion der körpereigenen Abwehr), Hämatopoese (Blutbildung), endokrine Regulation (Steuerung durch Hormone), Reproduktionsfunktion (Fortpflanzungsfunktion), psychische Gesundheit und sportliche Leistungsentwicklung [LL2]. Gefährdet sind nicht ausschließlich Sportarten mit ästhetischen oder gewichtsklassenbezogenen Anforderungen. Auch hohe Trainingsumfänge, unzureichend geplante Gewichtsreduktionen, fehlende Mahlzeiten, gastrointestinale Beschwerden oder ein eingeschränkter Zugang zu geeigneten Lebensmitteln können zu einem relevanten Energiedefizit (Mangel an verfügbarer Energie) beitragen.

Die verschiedenen Energiebereitstellungssysteme (Systeme zur Gewinnung und Bereitstellung von Energie) werden abhängig von Belastungsdauer und Belastungsintensität unterschiedlich beansprucht. Adenosintriphosphat (unmittelbarer Energieträger der Zellen) und Kreatinphosphat (schnell verfügbarer Energiespeicher der Muskulatur) ermöglichen sehr kurze hochintensive Belastungen. Die anaerobe Glykolyse (Energiegewinnung aus Zucker ohne Sauerstoff) stellt rasch Energie aus Kohlenhydraten bereit, während die aerobe Oxidation (Energiegewinnung mit Sauerstoff) von Kohlenhydraten und Fettsäuren (Bausteine von Fetten) bei längeren Belastungen dominiert. Proteine tragen unter physiologischen Bedingungen nur einen begrenzten Anteil zur Energiebereitstellung bei, können bei langen Belastungen, niedriger Kohlenhydratverfügbarkeit oder ausgeprägtem Energiedefizit jedoch stärker herangezogen werden [LL1].

Der Fachartikel „Grundlagen zum Energiestoffwechsel“ erläutert die biochemischen Systeme (chemischen Abläufe in lebenden Zellen) der Energiebereitstellung, die Bedeutung der Energieverfügbarkeit und die Anpassung der Substratzufuhr (Zufuhr von Energieträgern) an unterschiedliche Belastungsformen.

Mikronährstoffmedizin (medizinische Anwendung von Vitaminen, Mineralstoffen und Spurenelementen) im Leistungssport

Vitamine, Mineralstoffe und Spurenelemente ermöglichen zentrale Reaktionen des Energie-, Protein-, Knochen- und Sauerstoffstoffwechsels. Sie wirken als Coenzyme (Hilfsstoffe von Enzymen), Enzymbestandteile, Elektrolyte, Strukturkomponenten und Regulationsfaktoren. Zu ihren leistungsrelevanten Funktionen gehören die mitochondriale Energiegewinnung (Energiegewinnung in den Kraftwerken der Zellen), Hämatopoese, Sauerstoffbereitstellung, Muskelkontraktion (Anspannung der Muskulatur), neuromuskuläre Signalübertragung (Reizübertragung zwischen Nerven und Muskeln), Knochenmineralisation (Einlagerung von Mineralstoffen in den Knochen), Immunfunktion und Redoxregulation (Steuerung von Oxidations- und Reduktionsvorgängen) [1, 2].

Sport führt nicht automatisch bei allen Mikronährstoffen zu einem klinisch relevanten Mehrbedarf (erhöhten Bedarf). Das Risiko einer Unterversorgung (unzureichende Versorgung) steigt jedoch insbesondere bei hoher Trainingsdichte, niedriger Energiezufuhr, restriktiven Ernährungsformen (stark einschränkenden Ernährungsweisen), stark pflanzenbasierter Ernährung, ausgeprägten Schweißverlusten (Verlusten von Flüssigkeit und Salzen über den Schweiß), Höhenaufenthalten, häufigen Wettkämpfen, gastrointestinalen Erkrankungen (Erkrankungen des Magen-Darm-Trakts) und menstruationsbedingten Eisenverlusten (Eisenverlusten durch die Monatsblutung) [1, 2, LL2].

Von besonderer sportmedizinischer Bedeutung sind abhängig von der individuellen Risikokonstellation (Kombination von Risikofaktoren) unter anderem Eisen, Vitamin D, Calcium, Magnesium, Natrium, Zink, Vitamin B₁₂ und Folat. Ein bestehender Mangel kann Stoffwechselprozesse (Vorgänge des Stoffwechsels), Trainingsverträglichkeit, Regeneration und Leistungsfähigkeit beeinträchtigen. Eine Zufuhr über den tatsächlichen Bedarf hinaus führt dagegen nicht grundsätzlich zu einer weiteren Leistungssteigerung und kann bei einzelnen Mikronährstoffen unerwünschte Wirkungen oder Nährstoffinteraktionen (Wechselwirkungen zwischen Nährstoffen) verursachen [1, 2].

Eine gezielte Mikronährstoffsupplementierung (gezielte Einnahme von Vitaminen, Mineralstoffen oder Spurenelementen) ist ein wertvolles Instrument der leistungsorientierten Ernährungsmedizin. Sie ist insbesondere bei dokumentierter Unterversorgung, klinisch begründetem Mehrbedarf, eingeschränkter Lebensmittelauswahl, unzureichender Energiezufuhr oder belastungsbedingten Verlusten sinnvoll. Die Auswahl sollte sich an Ernährungsanamnese (systematische Erfassung der Ernährungsgewohnheiten), Trainingsbelastung, klinischer Situation und – soweit geeignet – validen Laborparametern (Messwerten aus Laboruntersuchungen) orientieren [1, 2].

Die Fachartikel „Leistungssport und Bedarf an Vitaminen“, „Leistungssport und Bedarf an Mineralstoffen und Spurenelementen“ sowie „Mikronährstoffe im Sport: Die wichtigsten Fragen und Antworten“ vertiefen Funktionen, Risikogruppen, Diagnostik (medizinische Abklärung), Zufuhr und gezielte Supplementierung.

Proteine, essenzielle Aminosäuren (lebensnotwendige Eiweißbausteine) und BCAA (bestimmte verzweigtkettige Eiweißbausteine)

Eine bedarfsgerechte Proteinzufuhr unterstützt Muskelproteinsynthese, Gewebereparatur (Wiederherstellung geschädigten Gewebes), strukturelle Anpassungen und Regeneration. Der tatsächliche Bedarf hängt von Trainingsform, Trainingsumfang, Energieverfügbarkeit, Trainingsziel, Alter und Qualität der zugeführten Proteine ab. Für die muskuläre Anpassung sind neben der Tagesproteinmenge insbesondere das Aminosäurenprofil (Zusammensetzung der Eiweißbausteine), die Verteilung auf mehrere Mahlzeiten und die zeitliche Zuordnung zu Belastungs- und Regenerationsphasen relevant [3, 7, LL1].

Essenzielle Aminosäuren müssen über die Nahrung oder geeignete Supplemente zugeführt werden. Die verzweigtkettigen Aminosäuren (Eiweißbausteine mit verzweigter Molekülstruktur) Leucin, Isoleucin und Valin werden als Branched-Chain Amino Acids (BCAA) zusammengefasst. Leucin besitzt neben seiner Funktion als Proteinbaustein eine Bedeutung als Aminosäurensignal für den mechanistic Target of Rapamycin Complex 1 (mTORC1) (zentraler Zellschalter für Wachstum und Eiweißaufbau), einen zentralen Regulationskomplex der Muskelproteinsynthese [7].

Die Muskelproteinsynthese erfordert jedoch grundsätzlich die Verfügbarkeit sämtlicher essenzieller Aminosäuren. Eine isolierte BCAA-Zufuhr ersetzt daher weder eine ausreichende Gesamtproteinzufuhr noch ein vollständiges essenzielles Aminosäurenprofil. Eine BCAA-Supplementierung kann in bestimmten Belastungssituationen den verzögert auftretenden Muskelkater und einzelne Marker belastungsbedingter Muskelschädigung (Messwerte für trainingsbedingte Muskelschäden) reduzieren; die klinische und leistungsbezogene Relevanz hängt jedoch von Ausgangsernährung, Dosierung, Belastungsform und Untersuchungszeitpunkt ab [4].

Die gezielte Aktivierung von mTORC1 durch Training und eine leucinreiche Proteinportion ist Bestandteil der physiologischen Trainingsadaptation. Die Bedeutung einer zeitlich begrenzten anabolen Signalaktivierung (Aktivierung aufbauender Stoffwechselwege) muss von einer chronisch erhöhten mTOR-Aktivität (dauerhaft gesteigerten Aktivität des mTOR-Signalwegs) und daraus abgeleiteten Longevity-Hypothesen (Hypothesen zur Verlängerung der gesunden Lebensspanne) unterschieden werden. Eine dauerhafte hoch dosierte Leucin-Supplementierung ohne konkrete Indikation (medizinisch begründeter Anlass) ist daraus nicht abzuleiten.

Die Fachartikel „Leistungssport – Aminosäuren incl. BCAA“, „Essentielle Aminosäuren und BCAAs – Bedeutung für Muskelwachstum und Regeneration“, „Verzweigtkettige Aminosäuren (BCAAs) – Wirkung, Dosierung und Nutzen für Sportler“ sowie „Gezielte mTOR-Modulation durch Leucin – zwischen Muskelerhalt, Leistungsfähigkeit und Longevity“ behandeln diese Aspekte differenziert.

Hydration (Flüssigkeitsversorgung) und Elektrolythaushalt

Eine individualisierte Flüssigkeits- und Elektrolytzufuhr unterstützt Thermoregulation, Herz-Kreislauf-Funktion, neuromuskuläre Leistungsfähigkeit (Leistungsfähigkeit des Zusammenspiels von Nerven und Muskeln) und Konzentration. Schweißrate und Schweißzusammensetzung (Zusammensetzung des Schweißes) unterscheiden sich erheblich zwischen einzelnen Sportlern und werden durch Belastungsintensität, Trainingszustand, Körpermasse, Akklimatisation (Anpassung an veränderte Umweltbedingungen), Bekleidung, Temperatur und Luftfeuchtigkeit beeinflusst [5, LL1].

Ein starres Trinkschema ist daher nicht für alle Sportler geeignet. Die Planung sollte sich an individuellen Schweißraten, Belastungsdauer, Natriumverlusten (Verlusten des Mineralsalzes Natrium), Flüssigkeitsverfügbarkeit und gastrointestinaler Verträglichkeit orientieren. Sowohl ein ausgeprägtes Flüssigkeitsdefizit (Flüssigkeitsmangel) als auch eine übermäßige Aufnahme natriumarmer Flüssigkeit können gesundheitliche und leistungsbezogene Nachteile verursachen. Insbesondere bei langen Belastungen muss das Risiko einer belastungsassoziierten Hyponatriämie (durch körperliche Belastung verursachte zu niedrige Natriumkonzentration im Blut) berücksichtigt werden.

Bei kurzen oder wenig schweißtreibenden Belastungen ist Wasser häufig ausreichend. Bei längeren, intensiven oder unter Hitze stattfindenden Belastungen können natriumhaltige Kohlenhydrat-Elektrolyt-Getränke (Getränke mit Kohlenhydraten und Mineralsalzen) gleichzeitig Flüssigkeit, Elektrolyte und verwertbare Energie zuführen. Eine Metaanalyse weist darauf hin, dass hypotone Kohlenhydrat-Elektrolyt-Getränke während kontinuierlicher Belastung günstige Effekte auf zentrale Hydratationsparameter (Messgrößen des Flüssigkeitshaushalts) haben können [5].

Nach Belastungen richtet sich die Getränkezusammensetzung nach Flüssigkeitsdefizit, Elektrolytverlust (Verlust von Mineralsalzen), Kohlenhydratbedarf und verbleibender Regenerationszeit. Muss die nächste Belastung kurzfristig erfolgen, gewinnen ein rascher Flüssigkeits- und Natriumersatz sowie die Wiederauffüllung der Glykogenspeicher (Kohlenhydratspeicher in Muskeln und Leber) an Bedeutung [6].

Die Fachartikel „Optimale Hydration und Elektrolytbalance im Leistungssport“, „Leistungssport – Geeignete Getränke“, „Das optimale Sportgetränk“ sowie „Flüssigkeit und Elektrolyte im Training: Die wichtigsten Fragen und Antworten“ behandeln die praktische Planung der Flüssigkeits-, Elektrolyt- und Kohlenhydratzufuhr.

Gezielte Supplementierung (gezielte Einnahme von Nahrungsergänzungsmitteln) und Nahrungsergänzung

Nahrungsergänzungsmittel können eine hochwertige Basisernährung gezielt und praxisnah ergänzen. Geeignete Einsatzbereiche sind die Korrektur nachgewiesener Defizite (Mangelzustände), die Abdeckung eines begründeten Mehrbedarfs, die praktische Bereitstellung von Energie und Nährstoffen sowie der Einsatz wissenschaftlich untersuchter ergogener Substanzen (leistungssteigernder Substanzen) [1, LL3].

Vor einer Supplementierung sollten das konkrete Leistungs- oder Gesundheitsziel, die Qualität der Evidenz, die individuell wirksame Dosierung, der Einnahmezeitpunkt, mögliche Kontraindikationen (Gegenanzeigen) und Interaktionen (Wechselwirkungen) sowie die Vereinbarkeit mit den Anti-Doping-Bestimmungen (Regeln zur Vermeidung verbotener leistungssteigernder Mittel) geprüft werden. Nicht jedes beworbene Präparat besitzt einen nachgewiesenen Nutzen, und Ergebnisse aus Zell-, Tier- oder unkontrollierten Studien lassen sich nicht unmittelbar auf leistungsbezogene Endpunkte (messbare Ergebnisse der sportlichen Leistung) beim Menschen übertragen [LL3].

Für Kader-, Wettkampf- und Profisportler sind Präparate mit transparenter Zusammensetzung und unabhängiger Chargenprüfung (Prüfung einer Produktionscharge) besonders relevant. Eine Chargenprüfung reduziert das Risiko einer Kontamination (Verunreinigung) mit nicht deklarierten oder verbotenen Substanzen, kann es jedoch nicht vollständig ausschließen. Neue Supplemente sollten vor einem Wettkampf unter kontrollierten Trainingsbedingungen auf Verträglichkeit und praktische Anwendbarkeit geprüft werden [LL3].

Die Fachartikel „Supplementierung / Nahrungsergänzung für Sportler: Die wichtigsten Fragen und Antworten“ und „Nahrungsergänzungsmittel für Sportler“ ordnen mögliche Einsatzgebiete, Evidenz, Dosierung, Sicherheit, Produktqualität und Anti-Doping-Aspekte systematisch ein.

Fazit

Leistungsorientierte Sporternährung ist ein integraler Bestandteil von Trainingssteuerung, Regeneration und gesundheitlicher Prävention. Ihre Grundlage bilden eine ausreichende Energieverfügbarkeit, eine belastungsadaptierte Zufuhr von Kohlenhydraten, Proteinen und Fetten, ein stabiler Mikronährstoffstatus sowie eine individuell geplante Flüssigkeits- und Elektrolytversorgung [LL1, LL2].

Gezielt ausgewählte Nahrungsergänzungsmittel können diese Basis wirksam ergänzen. Voraussetzung sind eine klare Indikation, eine evidenzbasierte Auswahl, geeignete Dosierung, gute Verträglichkeit und eine qualitätsgesicherte Produktauswahl. Die folgenden Fachartikel vertiefen die einzelnen Themen und ermöglichen eine differenzierte, sportartspezifische und praktisch umsetzbare Ernährungs- und Supplementierungsplanung.

Weiterführende Fachartikel

Die in dieser Einleitung dargestellten zentralen Themenbereiche werden in den folgenden Fachartikeln vertieft:

Optimieren Sie Ihre Leistungsfähigkeit: Jetzt die Eucell Präparate für sportlichen Erfolg und Fitness entdecken! (Anzeige)

Literatur

Peeling P, Sim M, McKay AKA: Considerations for the Consumption of Vitamin and Mineral Supplements in Athlete Populations. Sports Med. 2023;53(Suppl 1):15-24. doi:10.1007/s40279-023-01875-4
Ghazzawi HA, Hussain MA, Raziq KM et al.: Exploring the Relationship between Micronutrients and Athletic Performance: A Comprehensive Scientific Systematic Review of the Literature in Sports Medicine. Sports (Basel). 2023;11(6):109. doi:10.3390/sports11060109
Morton RW, Murphy KT, McKellar SR et al.: A systematic review, meta-analysis and meta-regression of the effect of protein supplementation on resistance training-induced gains in muscle mass and strength in healthy adults. Br J Sports Med. 2018;52(6):376-384. doi:10.1136/bjsports-2017-097608
Salem A, Elseesy AN, Hattab S et al.: Attenuating Muscle Damage Biomarkers and Muscle Soreness After an Exercise-Induced Muscle Damage with Branched-Chain Amino Acid (BCAA) Supplementation: A Systematic Review and Meta-analysis with Meta-regression. Sports Med Open. 2024;10:42. doi:10.1186/s40798-024-00686-9
Rowlands DS, Kopetschny BH, Badenhorst CE: The Hydrating Effects of Hypertonic, Isotonic and Hypotonic Sports Drinks and Waters on Central Hydration During Continuous Exercise: A Systematic Meta-Analysis and Perspective. Sports Med. 2022;52(2):349-375. doi:10.1007/s40279-021-01558-y
Craven J, Desbrow B, Sabapathy S et al.: The Effect of Consuming Carbohydrate With and Without Protein on the Rate of Muscle Glycogen Re-synthesis During Short-Term Post-exercise Recovery: a Systematic Review and Meta-analysis. Sports Med Open. 2021;7:9. doi:10.1186/s40798-020-00297-0
Deane CS, Cox J, Atherton PJ: Critical variables regulating age-related anabolic responses to protein nutrition in skeletal muscle. Front Nutr. 2024;11:1419229. doi:10.3389/fnut.2024.1419229

Leitlinien

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. doi:10.1249/MSS.0000000000000852 [LL1]
Mountjoy M, Ackerman KE, Bailey DM et al.: 2023 International Olympic Committee's (IOC) consensus statement on Relative Energy Deficiency in Sport (REDs). Br J Sports Med. 2023;57(17):1073-1097. doi:10.1136/bjsports-2023-106994 [LL2]
Maughan RJ, Burke LM, Dvorak J et al.: IOC consensus statement: dietary supplements and the high-performance athlete. Br J Sports Med. 2018;52(7):439-455. doi:10.1136/bjsports-2018-099027 [LL3]