Energie, Scotty! Fett- & Kohlenhydratverbrennung während des Trainings

Energie, Scotty! Fett- & Kohlenhydratverbrennung während des Trainings

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Von Brad Dieter |

Wie genau der menschliche Körper Fett und Kohlenhydrate während dem Training verwendet, scheint derzeit ein heiß debattiertes Thema in der Fitnessbranche zu sein – und das wundert mich in gewisser Weise.

Die Wissenschaft hat über die letzten 30 Jahre genau darlegen können, wie unser Körper Fette, Proteine und Kohlenhydrate bei verschiedenen Trainingsintensitäten verwendet. Die Tatsache, dass es trotzdem noch so stark diskutiert wird, macht offensichtlich wie gut einige dabei sind, wissenschaftliche Studien zu lesen und zu interpretieren.

Nachdem das gesagt ist, wird es an der Zeit das wir diese Wissenslücken beseitigen und in die wissenschaftlichen Daten abtauchen, damit wenigstens DU weißt, was Sache ist.

Energie, Scotty! Über die Fett- & Kohlenhydratverbrennung während des Trainings

Die Energiesysteme des menschlichen Körpers

Bevor wir uns auf die Kohlenhydrat- und Fettverwendung während des Trainings stürzen, sollten wir uns einen Überblich über die drei Energiesysteme des Körpers verschaffen.

Sowohl in Bewegung, als auch Ruhe, benötigt unser Körper Energie, um irgendwie funktionieren zu können. Die ultimative Energiequelle des Körpers stellt dabei das Adenosintriphosphat (ATP) dar.

Der Körper besitzt drei Energiesysteme:

  • das phosphagene System
  • das glykolytische System und
  • das oxidative System

Diese Systeme sind ziemlich kompliziert und eine tiefe biochemische Erklärung soll nicht Thema dieses Artikels sein. Wen es interessiert, der findet im Netz gute Erläuterungen dazu. Unten siehst du eine Grafik der drei Energiesysteme und ihrer Beziehung zueinander.

Kreatinphosphat liefert die Mehrheit der ATP-Produktion des phosphagenen Systems (daher funktioniert Creatin!), während Kohlenhydrate und Fette die Hauptenergiequelle für Glykolyse und oxidative Phosphorylierung (aerober Stoffwechsel) sind.

Was du von dem Bild mitnehmen solltest ist, dass jedes der Energiesysteme andere Nährstoffe als Energiequelle verwendet (Creatinphosphat, Glukose, Fettsäuren), sie miteinander verbunden sind und die alle dasselbe Ziel verfolgen: Die Produktion von ATP.

Die Energiesysteme des menschlichen Körpers

Das phosphagene Energiebereitstellungssystem des Körpers ist ein Teil des anaeroben Stoffwechsels (Energiegewinnung ohne Sauerstoff). (Bildquelle: Asgardfit.com)

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Energiesysteme & Training

Während des Trainings hat dein Körper einen erhöhten Bedarf an ATP. Das phosphagene System ist in seiner Kapazität sehr eingeschränkt verglichen mit der Glykolyse und oxidativen Phosphorylierung, was bedeutet, dass Glykolyse und oxidative Phosphorylierung die Hauptarbeit bei der Bereitstellung von ATP leisten.

Jedes Energiesystem nutzt andere Energieträger zur Produktion von ATP und daher macht es Sinn, dass das Verhältnis zwischen Fett und Kohlenhydratverwendung beim Training davon abhängt, welches der Energiesysteme gerade die Hauptarbeit leistet. Vielleicht wäre es hilfreich eine Studie durchzuführen, die erklärt wie genau diese Energieträger verwendet werden?

Nun, gut für uns, dass Wissenschaftler sich längst dieser Fragen angenommen haben und dieser Experimente durchgeführt haben.

In einer Studie aus dem Jahre 1993 (manche von euch waren damals noch nicht einmal auf der Welt), ließ eine Gruppe Wissenschaftler ihre Probanden körperlich bei 25%, 65% und 85% ihres VO2max arbeiten und schauten sich an wie ihr Körper in diesen unterschiedlichen Intensitätsbereichen Fette und Kohlenhydrate zur Energiegewinnung verwendet [1].

Ich glaube es ist das Beste, wenn wir die Daten für sich selbst sprechen lassen.

Energiesysteme des Körpers: Fettoxidation

(Bildquelle: Romijin et al, 1993)

Die erste Grafik zeigt uns Fett- und Glukoseaufnahme in die Zellen und wie sich die Verwendung bei unterschiedlichen Intensitäten verändert. Wie man sehen kann, haben wir geringere Werte bei der Fettaufnahme in die Zellen. Mit steigender Intensität bildet sich eine U-förmige Korrelation der Fettverwendung.

Dies legt nahe, dass bei einer Belastung im mittleren Intensitätsbereich die Fettverbrennung am höchsten ist. Wenn wir die Intensität jedoch weiter steigen, fällt die Rate der Fettoxidation wieder ab.

Interessanter Weise sehen wir dabei trotz reduzierter Fettoxidation eine weiterhin erhöhte Aufnahme von Fettsäuren in die Zellen – was auf eine weiterhin erhöhte Verwendung von Muskeltriglyceriden, auch bei höheren Intensitäten, hindeutet [2].

Die Kohlenhydratgeschichte ist ein wenig geradliniger (untere Grafik), was bedeutet, dass mit steigender Intensität auch die Verwendung von Kohlenhydraten ansteigt und dass die Verbrennung abnimmt.

Was heißt das nun in Bezug auf die generelle Verwendung während dem Training? Die Autoren des zuvor genannten Papers haben diese Frage ebenfalls in den Raum gestellt. Wenn wir die Trainingsintensität erhöhen, erhöht sich der allgemeine Energieverbrauch.

substratnutzung

Bei moderaten Intensitäten (65%) sehen wir einen erhöhten Bedarf an Muskelglykogen und Muskeltriglyceriden (das ist Fett, welches wie Glykogen im Muskel gelagert wird, denk hier an das marmorierte Steak, welches du dir abends in die Pfanne haust).

In höheren Intensitätsbereichen (85%) haben wir einen noch höheren Energiebedarf, welcher fast ausschließlich durch die Aufnahme und Verbrennung von Glukose aus dem Blut und Muskelglykogen gedeckt wird.

Intrazelluläre Substratnutzung & Blut

(Bildquelle: Romijin et al, 1993)

Weiterhin scheint es eine zeitliche Komponente zu geben. Wenn wir die Dauer der Trainingseinheit verlängern, fangen wir an weniger Glykogen und Muskeltriglyceride zu verwenden, so dass wir mehr von den aus dem Blut aufgenommenen Nährstoffen abhängig (hier greift die Intra-Workout Nutrition).

Aber wie kann das sein? Nun, wenn sich deine Energiespeicher in den Muskelzellen leeren, muss dein Körper auf andere verfügbare Nährstoffe zurückgreifen – und da bleibt nur das Blut übrig. Diese Studie wurde so auch an weiblichen Probanden wiederholt und lieferte dieselben Ergebnisse.

Energie Mix während des Trainings

Energie Mix während des Trainings (Bildquelle: Crossfitinvoke.com)

Alle drei Energiesysteme laufen parallel ab. Es ist nicht wie beim Autofahren, wo man von einem Gang in den nächsten schaltet, sondern alle Systeme werden gleichzeitig benutzt. Mit steigender Intensität verändert sich jedoch der relative Beitrag den jedes einzelne System bei der Bereitstellung von ATP leistet (Energie-Mix).

Lass mich es für dich ein wenig vereinfacht darstellen, um dir einen Überblick zu verschaffen, welches Energiesystem in welchem Intensitätsbereich vorherrscht.

Substratnutzung im Training nach Zeit und Intensität

Energiegewinnung und Substratnutzung im Training nach Zeit und Intensität.

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Energiebereitstellung im Training: Abhängig von der Ernährung

Eine oftmals unterschätzte, aber genauso einfache Ernährungsstrategie für Leute, die hart trainieren, ist es so zu essen, dass man im Training eine optimale Nährstoffversorgung gewährleistet. Ja, ich weiß, dass ich es sehr vereinfacht darstelle, aber für die meisten Leute ist es dennoch zielführend.*

* Ja, es gibt auch andere Wege, um Kohlenhydrate zu ersetzen, die während des Trainings verbrannt werden, aber für 95% der Leute ist dies der praktikabelste Weg. Vergleiche es mit dem Betanken eines Autos. Sicher kannst du deinen Motor neu verkabeln, eine zweite Batterie einbauen, die ihn über ein Solarpanel speist, damit du deinen  Benzinverbrauch reduzieren kannst, aber für die meisten Leute funktioniert es auch einfach vollzutanken, damit sie von Punkt A nach Punkt B gelangen.

Das bringt mich zurück zu dem Paper, sowie der Rolle der Energiesysteme und setzt es in einen einfach zu verstehenden Kontext. Während höherer Trainingsbelastung sind wir mehr vom phosphagenen und glykolytischen System (anaerober Stoffwechsel) abhängig, um genügend ATP zur Verfügung zu stellen.

Es gibt eine Art „Sweet Spot“ an dem der Körper die Verwendung von Glukose als Energieträger maximiert und der liegt so bei 50-85% der maximalen Trainingsintensität.**

** Das ist ein Bereich, den ich nach langem studieren der Literatur herausbekommen habe. Dies schwankt ziemlich stark von Person zu Person aber stellt einen guten Referenzwert dar.

Wenn du bei geringerer Intensität trainierst, wirst du größtenteils freie Fettsäuren verbrennen, wohingegen der phosphagene Weg bei höheren Belastungen vorherrschend ist. Wenn wir die Intensität des Trainings erhöhen, tuen wir außerdem zwei Dinge:

  • Wir erhöhen den gesamten Energieverbrauch und
  • Wir erhöhen den Anteil an verwendeten Kohlenhydraten.

Der einfachste ernährungstechnische Parameter um das Training zu optimieren, ist es also, die Kohlenhydrataufnahme dem Trainingsoutput anzupassen. Sprich, die Intensität des Trainings hat einen großen Einfluss darauf in welchem Verhältnis Fette und Kohlenhydrate zur Energiebereitstellung verwendet werden (wie in den beiden Papern zuvor festgehalten). Für die Bestimmung der richtigen Menge, solltest du meinen anderen Artikel hier auf Aesir Sports lesen: „Berechnung der idealen Makronährstoffzufuhr für Fortschritte im Training“.

Die zweite Sache, die du einkalkulieren musst, ist die Dauer der Trainingseinheit – vorrangig da, je härter das Training ist, desto weniger lange kann man es durchhalten. Lass dieses Konzept einmal kurz auf dich wirken: Kannst du länger sprinten oder länger spazieren gehen?

Die Antwort wäre natürlich, dass du länger spazieren gehen kannst, als zu sprinten.

Um nun die Menge der benötigten Kohlenhydrate zu ermitteln, die während des Trainings verbrannt werden, musst du das Integral aus Trainingsintensität und Trainingsdauer bilden (Na, bekommst du jetzt mathematische Albträume?)

Energiebereitstellung im Training: Abhängig von der Ernährung

Der Sweet Spot für die Nutzung von Kohlenhydraten zur Deckung des Energiebedarfs im Training

Fazit und praktische Tipps

In der tatsächlichen Praxis ist es jedoch ein wenig einfacher: Je höher die Intensität und je länger die Trainingsdauer, desto mehr Kohlenhydrate solltest du zu dir nehmen. Jede Person ist da ein wenig anders und es gibt Werkzeuge, um das ganze messbar zu machen.

Sowohl Fette als auch Kohlenhydrate werden verwendet, um die nötige Energie für das Training bereitzustellen, aber deine Trainingsweise entscheidet darüber, welches davon vorrangig herangezogen wird.  Bei höheren Intensitäten sind es eher die Kohlenhydrate; bei geringen Intensitäten wird mehr Fett benutzt.

Fett- und Kohlenhydratverbrennung im Training nach Zeit und Intensität

Fett- und Kohlenhydratverbrennung im Training nach Zeit und Intensität

Ein großer Trugschluss ist es hier zu glauben, dass die Trainingsgestaltung nach der Relation der Substratverwendung auch optimal für den Fettabbau sei, z.b. mit niedriger Intensität zu trainieren, da hierbei mehr Fett verbrannt wird (Mythos „Fettverbrennungspuls“).

Das ist NICHT die beste Form des Trainings um maximal an Körperfett abzubauen. Das ist ein Thema für einen anderen Tag und anderen Artikel.

Ernähre dich dementsprechend deiner Trainingsanforderung und du hast schon mal einen großen Schritt in die richtige Richtung gemacht. Es bringt dir nichts, wenn du deine Energiezufuhr derart drosselst oder makronährstofftechnisch ausgestaltest, dass du nicht mehr vernünftig trainieren kannst. Jedenfalls nicht langfristig.


Du suchst nach einem guten Referenzwerk hinsichtlich kraftsportorientierter Ernährung? Wir empfehlen dir hierzu die beiden Bücher von Christian von Löffelholz: „Ernährungsstrategien in Kraftsport und Bodybuilding“ & „Leistungsernährung für Kraftsportler – Strategien für Muskelaufbau, Fettabbau und optimale Regeneration“.


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Über Brad Dieter

Brad Dieter (PhD) ist ein ausgebildeter Wissenschaftler, Ernährungscoach und Autor. Er ist der verantwortliche Editor von Science Driven Nutrition und strebt danach die Lücke zwischen Wissenschaft und Öffentlichkeit zu schließen. Sein Ziel besteht darin Informationen zum Thema Ernährung richtigzustellen und für jedermann leicht verfügbar zu machen.

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Quellen & Referenzen

Bildquelle Titelbild: Pixabay / SFReader ; CC Lizenz


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