Research Collection

Student Paper

Glykämischer Index von Sportgetränken

Author(s): Wehrmüller, Karin

Publication Date: 2002

Permanent Link: https://doi.org/10.3929/ethz-a-004485770

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ETH Library ETH Zürich INW Ernährungsbiologie

GLYKÄMISCHER INDEX VON SPORTGETRÄNKEN

Semesterarbeit

SS 2002

Karin Wehrmüller

D-AGRL

8. Semester

Betreuung Dr. sc. nat. Paolo Colombani GLYKÄMISCHER INDEX VON SPORTGETRÄNKEN

INHALTSVERZEICHNIS

INHALTSVERZEICHNIS...... 1

1 ZUSAMMENFASSUNG ...... 2

2 EINLEITUNG...... 3

3 DISKUSSION UND SCHLUSSFOLGERUNG...... 5 3.1 GLYKÄMISCHER INDEX (GI)...... 5 3.1.1 Messung des GI...... 5 3.1.2 Einflussfaktoren...... 6 3.1.3 Kritik am GI ...... 9 3.2 KOHLENHYDRATVERWERTUNG ...... 9 3.2.1 Glucoseabsorption...... 9 3.2.2 Glykogen ...... 10 3.3 SPORTGETRÄNKE ...... 11 3.3.1 Anforderung an Sportgetränke...... 11 3.3.2 Verträglichkeit und Absorptionsgeschwindigkeit ...... 11 3.3.3 GI in Sportgetränken ...... 12 3.3.4 Kohlenhydrate während der körperlichen Belastung ...... 14 3.3.5 GI von verschiedenen kommerziell erhältlichen Sportgetränken ...... 16 3.3.6 Schlussfolgerung ...... 19 4 LITERATURVERZEICHNIS ...... 20

- 1 - GLYKÄMISCHER INDEX VON SPORTGETRÄNKEN

1 ZUSAMMENFASSUNG

Sportgetränke spielen für Athleten mit einem hohen Trainingspensum eine wichtige Rolle, sowohl im Training, als auch in der Wettkampfphase. Die Leistungen können wesentlich durch die Auswahl der richtigen Lebensmittel und Getränke gesteigert werden. Aber um das geeignete Sportgetränk zu finden, müssen die eigenen Bedürfnisse und die verschiedenen Sportgetränke bekannt sein. Es gilt, verschiedene Getränke während der Trainingsphase aus- zuprobieren und das Beste auszuwählen. Es sollte auch beachtet werden, dass je nach Sportart und Intensität der Ausübung ver- schiedene Nährstoffquellen genutzt werden.

Nebst den Elektrolyten und Vitaminen, sind die Kohlenhydrate in verschiedensten Zusammensetzungen und Konzentrationen in den Getränken enthalten. Insbesondere für die Verzögerung des Leistungsabfalls muss den Kohlenhydraten Beachtung geschenkt werden. Es sollten während und nach der Aktivität Getränke mit einem hohen glykämischen Index bevor- zugt werden. Die Indizes variieren bei den Sportgetränken (ohne Pre-Exercise und Recovery Getränken) von 65 () bis 105 (Ultima), wobei der Durchschnitt, der in dieser Arbeit besprochenen Sportgetränken bei 79 liegt. Ungefähr eine bis zwei Stunden vor dem Wettkampf sollten die Glykogenspeicher vollständig aufgefüllt werden mit einem Getränk oder Lebensmittel mit eher tiefem glykämischen Index. Bei den untersuchten Sportgetränken bietet nur G Push mit G1 Hydration ein extra dafür ent- wickeltes Getränk an. Der GI ist mit 21 sehr niedrig. Eher bekannt sind die Recovery Getränke, welche helfen nach der Aktivität die Glykogen- speicher wieder optimal auffüllen und für die nächste Belastung vorzubereiten.

Das Ziel dieser Handliteraturarbeit ist das Zusammenstellen einiger kommerzieller Sport- getränken nach ihrem glykämischen Index und das Besprechen des Einflusses des glykämischen Index auf die sportliche Leistung.

- 2 - GLYKÄMISCHER INDEX VON SPORTGETRÄNKEN

2 EINLEITUNG

P Colombani und C Mannhart besprechen in ihrer Arbeit „Spezielle Aspekte der Sporter- nährung – Grundlagen der Energie-, Makronährstoff- und Flüssigkeitszufuhr“ [28] folgende wichtige Punkte:

Die Ernährung einer physisch aktiven Person unterscheidet sich qualitativ kaum von der- jenigen für inaktive Personen. Die Ernährungsempfehlungen der Lebensmittelpyramide gelten somit in gleicher Form auch für Athleten. Quantitativ sind jedoch grosse Unterschiede vorhanden. Es muss vor allem der Energie- und Flüssigkeitsbedarf angepasst werden, denn eine sportliche Leistung führt zu einer Steigerung des Gesamtumsatzes [5, 28].

Flüssigkeit ist der erste limitierende Faktor bei sportlichen Leistungen. Schon bei 2 % Wasserverlust durch Schweiss sinkt die Leistung stark ab. Bei einer 60 kg schweren Person sind das 1.2 L Schweiss. Um die Wasserbilanz im Körper ausgeglichen zu halten, sollte pro Liter Schweissverlust 1.5 L Flüssigkeit aufgenommen werden. Der zusätzliche halbe Liter wird durch den Urin wieder ausgeschieden. Bei Berg- oder Skitouren darf der Wasserverlust durch das Atmen nicht vernachlässigt werden. Um den Flüssigkeitsverlust auszugleichen, muss konstant Flüssigkeit zugeführt werden. Die Empfehlungen liegen bei 200-400 ml pro Viertelstunde. Kleine Mengen belasten die Verdauung nicht und können besser absorbiert werden. Durst ist ein schlechter Indikator für den Flüssigkeitsverlust. Wenn das Gefühl von Durst eintritt ist der Flüssigkeitslevel schon zu tief und die Leistung ist beeinträchtigt. Wenn der Durst gelöscht ist, heisst das auch noch nicht, dass genügend Flüssigkeit dem Körper zuge- führt worden ist. Daher sind leicht gesüsste erfrischende Getränke, wie Sportgetränke, zu empfehlen. Dadurch kann die freiwillige Flüssigkeitseinnahme signifikant erhöht werden.

Die zweite limitierende Grösse bezüglich der sportlichen Leistung ist die Energiebereit- stellung durch Kohlenhydrate. Jede Muskelkontraktion ist auf die Abspaltung eines Phosphates von Adenosintriphosphat (ATP) zurückzuführen. Daraus wird Adenosindi- phosphat (ADP) gebildet. Da die Menge an ATP im Körper gering ist [29], muss es stets neu synthetisiert werden. Um wieder ein Phosphat an das ADP zu binden, braucht es Energie, welche durch die Nährstoffe geliefert wird. Die gebildete Menge an ATP ist abhängig von der Art des Nährstoffes (Kohlenhydrate, Fett, Protein) und der Sauerstoffverfügbarkeit (aerob oder anaerob). Die wichtigsten Energiequellen sind die Kohlenhydrate. Sie können sowohl aerob als auch anaerob abgebaut werden, wobei der aerobe Abbau mehr Energie liefert. Daneben sind das Zentralnervensystem und die Erythrozyten obligat auf angewiesen. Die Glykogenspeicher im Körper sind im Gegensatz zu den Fettspeichern sehr klein und reichen für lange Aktivitäten nicht aus. Insbesondere die drei Grössen Sportart, Intensität und Zeit beeinflussen den Energiebedarf. In der Sporternährung sollte dem Kohlenhydratkonsum grösste Aufmerksamkeit erteilt werden. 55-60 % der Energieaufnahme bei Sportlern sollte von Kohlenhydraten stammen (Abb. 2.1). Dabei spielt nicht nur die Menge, sondern auch die Art der Kohlenhydrate eine entscheidende Rolle. Sowohl zur Deckung des Flüssigkeitsbedarfes, als auch um dem Kohlenhydratbedarf gerecht zu werden, eigenen sich Sportgetränke. Besondere Bedeutung sollte dem glykämischen Index geschenkt werden.

- 3 - GLYKÄMISCHER INDEX VON SPORTGETRÄNKEN

Abb. 2.1: Verhältnis von Kohlenhydraten, Fett und Protein in der Ernährung. [35]

Nach dem Konsum von kohlenhydrathaltigen Lebensmitteln gibt es einen charakteristischen Anstieg und Abfall der Blutglucose während ca. 2-3 Stunden. Dieses Phänomen ist bekannt als glykämische Reaktion. Das Konzept des glykämischen Index basiert auf dem Einfluss von Kohlenhydraten auf die Blutglucose und somit auch auf die Insulinausschüttung. Ein hoher glykämischer Index bedeutet einen schnelleren und höheren Anstieg der Blutglucose nach Kohlenhydratkonsum als bei tiefen glykämischen Index. Im allgemeinen sollte auf eine Ernährung geachtet werden, welche möglichst keine starken Blutglucoseschwankungen und eine geringe Insulinausschüttung verursacht. So kann einer späteren Insulinresistenz vorgebeugt werden Dies kann durch Lebensmitteln mit niederem glykämischen Index erreicht werden.

Andere Regeln gelten im Bereich des Sportes. Da Athleten die Kohlenhydrate schnell brauchen, sollte auf einen möglichst hohen GI während der Zeit hoher Belastung geachtet werden (Kpt. 3.3.3). Der GI ist ein wichtiges Instrument für Sportler, denn die richtige Kohlenhydratzusammen- setzung und –konzentration kann den Leistungsabfall stark verzögern. Da während dem Wett- kampf oder Training in der Regel keine feste Nahrung konsumiert wird, sondern oftmals Sportgetränke, ist es wichtig, den GI von den verschiedenen Getränken zu kennen.

- 4 - GLYKÄMISCHER INDEX VON SPORTGETRÄNKEN

3 DISKUSSION UND SCHLUSSFOLGERUNG

3.1 Glykämischer Index (GI)

50 bis 60 % der täglichen Energieaufnahme sollte von Kohlenhydraten stammen. Dabei spielt es eine entscheidende Rolle, woher diese kommen. Es gibt verschiedenste Arten von Kohlen- hydraten, wie zum Beispiel Zucker, Stärke und Nahrungsfasern, wobei sich im Stoffwechsel nicht alle gleich verhalten. Über lange Zeit wurde bei einfachen Kohlenhydraten ange- nommen, dass sie schnell abgebaut werden, da die Moleküle relativ klein sind. Die grossen Moleküle wurden bei den komplexen Kohlenhydraten eingeteilt und galten als langsam absorbierbar, da sie zuerst in ihre Monomere gespalten werden müssen. Mit dem Konzept des GI ist diese Einteilung in komplexe und einfache Kohlenhydrate über- holt. Der GI zeigt unter anderem, dass die Grösse des Saccharides nicht zwangsläufig Einfluss auf die Geschwindigkeit der Absorption hat. Im Gegenteil, die Glucose aus der Stärke im Weissbrot wird schneller ins Blut aufgenommen als zum Beispiel Saccharose. Die ent- scheidende Rolle spielt nicht wie früher angenommen, aus wie vielen Monosacchariden das Molekül aufgebaut ist, sondern wie die Monosacharide verknüpft sind. Der GI ist somit stark von der Lebensmittelzusammensetzung abhängig. Die Versuchsdurchführung zur Messung des GI und die Interaktionen mit anderen Inhaltsstoffen spielen unter anderem auch eine entscheidende Rolle (Kpt. 3.1.1)

Heute ist der GI in vielen Bereichen des täglichen Lebens von entscheidender Bedeutung. So sollten Leute, die an Diabetes erkrankt sind, auf eine möglichst tief glykämische Diät achten, da der Blutzuckerspiegel relativ tief bleibt und somit weniger Insulin benötigt wird. Auch beim Gewichtsverlust kann es von Vorteil sein, sich an Rezepte zu halten, welche Lebens- mittel mit tiefem GI beinhalten, da die Sättigung länger anhält. In der Sporternährung können Athleten ihre Leistungen stark optimieren, indem sie bei ihrer Ernährung auf einen GI achten, welcher der Leistung und der Aktivität angepasst ist.

3.1.1 Messung des GI

Die glykämische Reaktion eines Lebensmittels kann in der Regel nicht aufgrund dessen Zusammensetzung abgeleitet werden. Das Problem ist, dass sowohl eine Menge anderer Inhaltsstoffe den Anstieg der Blutglucose beeinflussen, als auch die Versuchsdurchführung eine entscheidende Rolle spielt. Die einzige Möglichkeit, den GI für die einzelnen Lebens- mittel zu finden, ist experimentelle Bestimmung dessen:

(1) Der Versuchsperson wird in nüchternem Zustand die Blutglucose gemessen. (2) Das zu untersuchende Lebensmittel wird der Versuchsperson verabreicht, wobei die Menge des Lebensmittels eine Kohlenhydratmenge von 50 g enthält. (3) Während der ersten Stunde wird alle 15 min, während der zweiten Stunde alle 30 min der Blutglucosespiegel der Versuchsperson gemessen. (4) Aus den Daten entsteht eine Kurve. Mit Hilfe eines Computerprogrammes kann die Fläche unter der Kurve (AUC: Area Under Curve) berechnet werden. (5) Das gleiche Prozedere wird mit dem Referenzlebensmittel durchgeführt, wobei auch dieses 50 g Kohlenhydrate enthalten muss (gleiche Menge Kohlenhydrate wie das zu untersuchende Lebensmittel).

- 5 - GLYKÄMISCHER INDEX VON SPORTGETRÄNKEN

(6) Diese zwei Flächen (AUClm / AUCReferenz) werden zu einander ins Verhältnis gesetzt.

AUC Testlebensmittel GI = ────────────── * 100 AUC Referenzlebensmittel AUC: Area under Curve

Glykämischer Index: Der GI sagt aus, wieviel die Nüchternblutglucose bei Einnahme des Testlebensmittels ansteigt, verglichen mit dem Anstieg beim Konsum des Referenzlebens- mittels.

Wichtig ist, dass die Menge der Kohlenhydrate im Test- wie auch im Referenzlebensmittel übereinstimmt. Üblicherweise werden Mengen von 50 g Kohlenhydrate verabreicht. Bei einigen Lebensmitteln muss die Menge reduziert werden, da sie arm an Kohlenhydraten sind und unrealistische Mengen verzehrt werden müssten um 50 g zu erreichen. Als Referenz wurde von Jenkins [1] 1986 ursprünglich eine Glucoselösung empfohlen. Man ist jedoch davon abgekommen, da eine reine Glucoselösung nicht einem eigentlichen Lebens- mittel entspricht. Später wurde Weissbrot als Standard verwendet. Man konnte sich auf inter- nationaler Ebene nicht für eine allgemein gültige Referenz einigen. Daher trifft man in der Literatur sowohl den GIglc als auch GIwb für Glucose, resp. Weissbrot als Standard an. Der GIglc für Weissbrot beträgt 70. Diese zwei Indizes können somit mit einem Faktor 0.7 inein- ander umgerechnet werden.

3.1.2 Einflussfaktoren

Der GI hängt jedoch nicht nur von den Kohlenhydraten im Lebensmittel ab. Viele andere lebensmittelabhängige und –unabhängige Faktoren spielen eine ebenso wichtige Rolle bei der Messung des GI (Tab. 3.1). Das ist der Grund, weshalb der GI gemessen werden muss und nicht durch Berechnungen ermittelt werden kann.

EINFLUSSFAKTOREN LEBENSMITTELABHÄNGIG LEBENSMITTELUNABHÄNGIG Partikelgrösse Referenzlebensmittel Stärkeverarbeitung Portionengrösse Nahrungsfasern Anzahl Standarttests Resistente Stärke Blutmessmethode Amylose/Amylopektin-Verhältnis Area under curve Fett- & Proteingehalt Fructose Glucose Tab. 3.1: Einflussfaktoren Saccharose auf den Glykämischen Index [1]

- 6 - GLYKÄMISCHER INDEX VON SPORTGETRÄNKEN

Lebensmittelabhängige Einflussfaktoren

¾ Partikelgrösse: Je stärker das kohlenhydrathaltige Lebensmittel verarbeitet ist, d.h. je kleiner die Partikelgrösse, desto höher ist sein GI [1]. Das liegt daran, dass die ver- kleinerten Stärkekörner sowohl mehr Wasser absorbieren können und daher quellen, als auch eine grössere Angriffsfläche für Enzyme bieten. Dunkles Brot und Weissbrot haben beide einen hohen GI [9]. Es muss auf Vollkornbrot mit ganzen Körner zurück-gegriffen werden, um beim Brotkonsum einen niederen GI zu erreichen. Dort sind die Partikel gross und die Spelze dient als physiologische Barriere für die Enzyme. ¾ Verarbeitung der Stärke: Da durch das Quellen der Stärkekörner die Angriffsfläche für die Enzyme vergrössert wird, haben Lebensmittel, welche verkleisterte Stärke enthalten, im Gegensatz zu jenen mit kompakter Stärke im Rohzustand einen hohen GI. Die Glucose wird durch die erhöhte Enzymaktivität schneller freigesetzt und steht dem Körper schneller zur Verfügung [9]. ¾ Nahrungsfasern: Ursprünglich wurde die Ursache für die verschiedenen GI in kohlen- hydrathaltigen Lebensmitteln bei den Nahrungsfasern vermutet. Sie sind nicht die Ursache, haben aber einen starken Einfluss darauf. Durch die Nahrungsfasern wird die Magenentleerung verzögert. Der Nahrungsbrei quillt aufgrund der Wasseraufnahme der Nahrungsfasern und nimmt an Volumen zu. Ein anderer GI senkender Faktor ist die ver- langsamte Nährstoffaufnahme im Darm. ¾ Resistente Stärke: Die unverdauliche Stärke kann durch Enzyme nicht aufgespalten werden und erreicht unverdaut den Dickdarm. Dort wird sie von der Mikroflora abgebaut. Ihr Anteil vermindert daher die Menge der insgesamt verfügbaren Kohlenhydraten in einem Lebensmittel. Da resistente Stärke nicht quillt, wird die Magenentleerung nicht verzögert und sie kann beim erwarteten Blutzuckeranstieg vernachlässigt werden. ¾ Verhältnis von Amylose zu Amylopektin: Vor allem im Reis kann dieses Verhältnis stark variieren. Daher findet man beim Reis auch sehr unterschiedliche Werte für den GI. Basmati Reis mit einem sehr niederen GI enthält einen hohen Anteil an Amylose. Im Gegensatz zu Amylopektin, welches eine stark verzweigte Struktur hat und somit viele Angriffspunkte für die abbauenden Enzyme bietet, ist Amylose ein lineares Molekül und wird aufgrund der wenigen Angriffsstellen viel langsamer in seine Monosaccharide aufge- spalten. ¾ Fett- und Proteingehalt: Fette und Proteine können den GI senken, da sie die Magenent- leerung verzögern, resp. die Insulinausschüttung anregen. Es darf beispielsweise nicht aufgrund des GI auf fettreichere Produkte umgestiegen werden. Obwohl Pommes Frites einen tieferen GI haben als Kartoffeln, sind sie wegen ihrer verminderten Nährstoffdichte und erhöhten Energiedichte weniger wertvoll und sollten nicht bevorzugt konsumiert werden. ¾ Fructose: Fruchtzucker hat einen GIglc von 23. Dieser tiefe Wert kommt daher, dass Fructose im Gegensatz zu Glucose durch passive Diffusion vom Dünndarm ins Blut ge- langt, was länger dauert als durch sekundär aktiven Transport. Die Umwandlung von Fructose in Glucose in der Leber verzögert die Verfügbarkeit um weiteres. Lebensmittel, welche reich an Fructose sind, haben somit einen tiefen GI. ¾ Glucose: Wegen der schnellen Absorption im Dünndarm wird Glucoselösung oft als Referenzsubstanz verwendet und hat somit einen GIglc von 100. ¾ Saccharose: Saccharose besteht aus den zwei Monomeren Fructose und Glucose. Ihr GIglc liegt zwischen jenem von Fructose (23) und Glucose (100) bei 60. Je nach Lebensmittel, kann der Zusatz von Saccharose den GI erhöhen oder ihn senken.

Die ersten vier erwähnten Punkte haben keinen Einfluss bei Sportgetränken. Bei Punkt fünf muss beachtet werden, dass oft Protein- und Kohlenhydrat Getränke kombiniert angeboten

- 7 - GLYKÄMISCHER INDEX VON SPORTGETRÄNKEN werden. Diese können einen tieferen GI aufweisen, als aufgrund der Kohlenhydrat- zusammensetzung erwartet wird. Fructose, Glucose und Saccharose sind wichtig, da sie oft als Kohlenhydratquelle bei Sportgetränken dienen und nebst den anderen vorhandenen Zuckern den GI bestimmen.

Lebensmittelunabhängige Einflussfaktoren

¾ Referenzlebensmittel: Als Referenz wird entweder Weissbrot oder eine Glucoselösung verwendet. Obwohl diese beiden Werte problemlos mit einem Faktor 0.7, resp. 1.4 ineinander umgerechnet werden können, ist dies für den Konsumenten oft verwirrend. In der Regel wird jedoch mit Weissbrot gearbeitet, da es sich um ein echtes Lebens- mittel handelt und nicht um eine Lösung, welche in der täglichen Nahrung kaum eine Rolle spielt. ¾ Portionengrösse: Die glykämische Reaktion auf ein Lebensmittel hängt von der Menge der eingenommenen Kohlenhydrate ab. Meist wird die Messung mit einer Portionengrösse von 50 g Kohlenhydraten durchgeführt. ¾ Anzahl Standarttests: Um den AUC-Wert berechnen zu können, muss die Messung mit einem standartisierten Referenz- und mit dem Testlebensmittel durchgeführt werden. Da diese Testmethode sehr stark von dem Zustand der Probanden abhängt, ist es wichtig mindestens zwei (besser mehr) Wiederholungen durchzuführen um mögliche individuelle Schwankungen auszuschliessen. Je mehr Tests durchgeführt werden, desto genauer wird das Ergebnis. ¾ Methode der Blutmessung: Je nach Methode, mit der die Blutglucose gemessen wird, können verschiedene Werte angezeigt werden. Oft wird ein Gerät verwendet, wie es Diabetiker zur Bestimmung ihres Blutzuckers gebrauchen. Für die Versuchspersonen ist es angenehm, da nur wenig venöses Blut vom Finger genommen wird. ¾ AUC: Bei der Berechnung der Fläche unter der Kurve (AUC) wird der Kurvenverlauf nicht berücksichtigt. Es kann nicht daraufgeschlossen werden, ob es am Anfang einen sehr hohen Peak gibt, die Blutglucose jedoch schnell wieder abfällt, oder ob das Maximum nicht sehr hoch liegt, jedoch lange auf einem konstanten Level bleibt und erst spät wieder absinkt (Abb. 3.1)

100 100 Blutglucose Blutglucose

0 0 00,511,5200,511,52 Zeit [h] Zeit [h]

Abb. 3.1: Area under Curve (AUC)

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3.1.3 Kritik am GI

Die Frage, ob der GI von praktischem Interesse ist, hat viele Diskussionen ausgelöst. Es wurden kritische Stimmen über die wissenschaftliche Brauchbarkeit dieses Konzepts laut. Nicht zuletzt auch deshalb, weil der GI effektiv gemessen werden muss und somit stark von den Versuchspersonen und von der Versuchsdurchführung abhängt. Coulston hat 1984, also schon kurz nach dem Aufkommen dieser neuen Methode zur Einteilung der Kohlenhydrate einige negative Punkte zusammengefasst. Bis heute wurden immer wieder die selben Kriterien diskutiert. [1] • Aufgrund von Empfehlungen werden Lebensmittel gemieden, welche wohl wichtige, essentielle Nährstoffe enthalten, jedoch aufgrund eines ungünstigen GIs nicht in den Diäten empfohlen werden. • Die glykämische Reaktion ist insofern fragwürdig, weil die Insulin Reaktion vernach- lässigt wird. Oft ist jedoch die Insulinausschüttung von grösserer Bedeutung als der GI. Aufgrund von Studien konnte festgestellt werden, dass die glykämische und die Insulin Reaktion in gewissen Fällen nicht unbedingt korrelieren (insbesondere bei Diabetikern und wenn der Proteingehalt nicht kontrolliert wird). • Verschiedene Forschungsgruppen werden in ihren Studien immer wieder unter- schiedliche glykämische Indizes für dieselben Lebensmittel finden. Der Fett-, Protein- und Kohlenhydratgehalt der Referenzmahlzeiten müsste standardisiert werden.

3.2 Kohlenhydratverwertung

Bei der Absorptionsgeschwindigkeit ist nur die Art des Monosaccharides relevant (Abb. 3.2). Oligo- und Polymere werden sehr schnell in die einzelnen Zucker gespalten und haben somit praktisch keinen Einfluss auf die Geschwindigkeit der Absorption.

Galactose

Lactose (46)

Glucose (96)

Saccharose (64)

Abb. 3.2: GI verschiedener Zucker Fructose (22) [6, 39]

3.2.1 Glucoseabsorption

Die Absorptionsgeschwindigkeit für die einzelnen Monosaccharide ist sehr unterschiedlich. Untersuchungen ergaben nach einer Prüfzeit von 30 min folgende Werte: Galactose : Glucose : Fructose = 110 : 100 : 23, wobei die Geschwindigkeit der Glucose– Absorption gleich 100 gesetzt wurde [3].

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Es gibt verschiedene Arten der Absorption. Glucose und Galactose werden über einen Na+ - abhängigen sekundär aktiven Transportmechanismus vom Dünndarm in die Blutgefässe transportiert. Dieser Transport ist abhängig von der Konfiguration des Zuckers und einem ent- gegengesetzten Na+ - Gefälle [27]. Die meisten tierischen Zellen haben eine im Verhältnis zum äusseren Medium hohe Kalium- und niedrige Natriumionenkonzentration. Dieser Ionengradient wird durch eine sogenannte Na-K-Pumpe erzeugt (Abb. 3.3). Der Transport von Na+ und K+ ist von grosser physio- logischer Bedeutung. Nebst der Erregbarkeit der Nerven und Muskeln durch diesen Gradienten, werden unter anderem auch Zucker und Aminosäuren aktiv transportiert. Die Pumpe ist sehr energieaufwändig und benötigt ungefähr ein Drittel des im Ruhezustand ver- brauchten ATP. Durch die sogenannte Na+-K+-ATPase wird in Anwesenheit von Mg+, Na+ + und K ATP hydrolytisch zu ADP und Pi gespalten, wodurch Energie freigesetzt wird [4]. Dieses elektrochemische Na+-Potential setzt sich also zusammen aus dem chemischen Na+- Gradienten (aussen höhere Konzentration) und dem elektrischen Potential (innen negativ) [5].

ATP 3 Na+

+ 2 K

ADP + Pi Abb. 3.3: Na-K-Pumpe

Fructose wird durch freie Diffusion aus dem Darmlumen absorbiert und benötigt deshalb länger um ins Blut zu gelangen als Glucose und Galactose. Im Blut wird die Fructose in die Leber transportiert, um dort in Glucose umgewandelt zu werden.

3.2.2 Glykogen

Glykogen ist eine leicht mobilisierbare Speicherform der Glucose. Es ist ein grosses, ver- zweigtes Polymer aus Glucoseeinheiten, welche grösstenteils über α-1,4-glykosidische Bindungen miteinander verknüpft sind. Durchschnittlich einmal in zehn Einheiten treten α- 1,6-glykosidische Bindungen auf, welche die Verzweigungen hervorrufen. Das Glykogen dient dem Muskel als Energiespeicher und der Leber als Vorrat zur Bildung von Blutglucose. Die Bedeutung der Glykogen-Speicherung ist i) Glykogen ist als Makro- molekül osmotisch praktisch inaktiv, ii) das Vorhandensein eines stark verzweigten Poly- saccharides erhöht die Verfügbarkeit von parallel abbaubaren Glucosemolekülen, iii) Im Unterschied zu Fettsäuren kann Glykogen auch unter anaeroben Bedingungen abgebaut werden. Der Auf- und Abbau von Glykogen wird durch die Hormone Adrenalin, Glucagon und Insulin reguliert. Glucagon und Adrenalin sind für den Abbau von Glykogen zuständig, Insulin wandelt Glucose in Glykogen um. [4, 26]

- 10 - GLYKÄMISCHER INDEX VON SPORTGETRÄNKEN

3.3 Sportgetränke

Eine Frage, welche die Athleten immer wieder beschäftigt ist, inwieweit der Konsum von Sportgetränken die Leistung zu steigern vermag. Sind die zugesetzten Kohlenhydrate und Elektrolyten wirklich von Bedeutung oder wird mit dem Kauf von Sportgetränken nur dieses Marktsegment unterstützt?

Jeff S. Coombes und Karyn L. Hamilton sind in ihrem Artikel „The Effectiveness of Commercially Available Sports Drinks“ [7] vor allem zwei Fragestellungen nachgegangen: i) Ist der Konsum von Sportgetränken leistungsfördernd? und ii) Gibt es unterschiedlichen Nutzen der verschiedenen Sportgetränken?

3.3.1 Anforderung an Sportgetränke

Die Anforderungen an Sportgetränke sind hoch und die Konkurrenz ist gross. Die Getränke müssen folgende Bedingungen erfüllen: • Hydration des Körpers gewährleisten • Kohlenhydrate zur Kompensation der verbrauchten Energie zur Verfügung stellen • Beim Schwitzen verloren gegangene Elektrolyten ersetzen • Schnelles Auffüllen der Glykogenspeicher nach der Aktivität • Gute Verträglichkeit (Kpt. 3.3.2) • Schnelle Absorption (Kpt. 3.3.2) • Schmackhaftigkeit, um den Athleten zu animieren genug zu trinken

3.3.2 Verträglichkeit und Absorptionsgeschwindigkeit

Die meisten kommerziell erhältlichen Sportgetränke enthalten zwischen 6 und 8 % Kohlen- hydrate, wobei die Kohlenhydratquelle und –zusammensetzung stark variieren. Zu den meist verwendeten Kohlenhydraten gehören die Monomere Glucose und Fructose, das Dimer Saccharose und das Polymer Maltodextrin (Glucosepolymer). Je nach Hersteller wird mehr oder weniger von den einzelnen Kohlenhydraten zugegeben oder ganz weggelassen. Bei den in Kapitel 3.3.1 genannten Punkten der Verträglichkeit und Absorptionsge- schwindigkeit spielen die Art der Monomere und ihre Konzentration eine entscheidende Rolle.

Folgende Punkte müssen in dieser Beziehung vom Athleten beachtet werden [7]: • Volumen der Flüssigkeit • Zeit bis die Flüssigkeit den Magen verlassen hat • Absorptionsgeschwindigkeit im Dünndarm • Eventuelle Verminderung der Kohlenhydrat Oxidation durch das Getränk

Verträglichkeit: Die Magenentleerung ist einerseits abhängig vom Volumen der Flüssigkeit und andererseits vom Gehalt an Kohlenhydraten. Es besteht eine umgekehrte Proportionalität zwischen der Glucosekonzentration und der Geschwindigkeit, mit welcher die Lösung den Magen verlässt. Das Verhältnis zwischen der Kohlenhydratkonzentration und der Substratver-

- 11 - GLYKÄMISCHER INDEX VON SPORTGETRÄNKEN fügbarkeit (kcal/min) ist hingegen proportional [7]. Unter Berücksichtigung dieser beiden Faktoren wird in Bezug auf die Verträglichkeit eine Kohlenhydratkonzentration von weniger als 10 % empfohlen [11]. Die heutigen Sportgetränke haben in der Regel einen Kohlenhydrat- gehalt zwischen 6 und 8 % wobei mit einer guten Verträglichkeit gerechnet werden kann. Betreffend der Verweilzeit im Magen unterscheiden sich Glucose, Saccharose und Malto- dextrine nicht wesentlich voneinander. Im Gegensatz dazu werden Fructoselösungen schneller in den Dünndarm abgegeben, als äquimolare Glucoselösungen. Schon eine Zugabe von 2-3 % Fructose zu einer Glucose enthaltenden Lösung beschleunigt die Magenentleerung signifikant [12].

Absorptionsgeschwindigkeit: Eine Studie belegte, dass die Wasserabsorption unabhängig vom Kohlenhydrattyp ist, solange die Konzentration weniger als 6 % beträgt und es sich um Lös- ungen mit gleicher Osmolalität und Energiedichte handelt. Wenn die Konzentration auf 8 % und mehr erhöht wird, nimmt die Absorptiongeschwindigkeit bei isoenergetischen Lösungen von Glucose signifikant ab, wogegen sie bei Saccharose- und Maltodextrinlösungen konstant bleiben [13].

3.3.3 GI in Sportgetränken

Sportgetränke eignen sich sehr gut für den Einsatz vor, während und nach einem Wettkampf oder einem Training, da sie den Magen nicht belasten. Viele Athleten haben während dieser Zeit der hohen körperlichen und psychischen Anforderung oft keine Lust, feste Nahrung zu sich zu nehmen. Es ist jedoch gerade dann wichtig, die richtigen Kohlenhydrate zu kon- sumieren. In dieser Situation können Sportgetränke von grossem Nutzen sein.

Die Geschwindigkeit, mit welcher die Zucker ins Blut gelangen, beeinflusst die Verfügbarkeit des Brennstoffes für die Muskeln. Je nach Zeitpunkt der Aktivität, ist ein tiefer oder ein hoher GI anzustreben. Ein hoher GI wird die Blutglucose schnell in die Höhe treiben und sollte unmittelbar vor, während und nach dem Wettkampf eingenommen werden um schnell Energie zur Verfügung zu stellen, resp. die Glykogenspeicher aufzufüllen. Getränke mit tiefen GI werden viel langsamer absorbiert. Sie werden ein bis zwei Stunden vorher getrunken. Diese Energie wird langsam und konstant freigesetzt und wirkt dem frühen Leistungsabfall entgegen. [8]

Pre-Exercise Getränke

Es gibt einige Getränke, welche entwickelt worden sind, um vor dem Wettkampf (ca. zwei Stunden) eingenommen zu werden. Diese haben einen tiefen GI, damit die Energie nur langsam freigesetzt wird und während der ganzen Aktivität zur Verfügung steht. Wenn der Wettkampf beginnt, ist der Magen leer und der Dünndarm hat nun die Funktion als Speicher für diese langsam resorbierbaren Kohlenhydrate [7].

Sportgetränke

Die wohl am breitesten bekannten Sportgetränke sind diejenigen, welche während der sportlichen Aktivität eingenommen werden. Sie dienen dazu, dem Körper die durch Schweiss verlorenen gegangene Flüssigkeit zurückzuführen und Energie in Form von Kohlenhydraten

- 12 - GLYKÄMISCHER INDEX VON SPORTGETRÄNKEN zur Verfügung zu stellen. Der grosse Vorteil gegenüber Wasser besteht darin, dass sie den Zusatznutzen der Kohlenhydrate beinhalten und der erfrischende Geschmack zum Trinken verleitet. Oft wird nur gerade genug getrunken, um den Durst zu löschen. Obwohl der Durst gelöscht ist, muss der Körper noch nicht vollständig rehydatiert sein. Dies wirkt sich negativ auf die Leistung aus. Getränke von dieser Gattung können nicht durch feste Nahrungsmittel ersetzt werden. Eine andere Möglichkeit zur Energiebereitstellung während der Aktivität sind die Flüssiggels. Dort muss jedoch zusätzlich noch Flüssigkeit zu sich genommen werden, da nur die Kohlenhydrate und Elektrolyte im Gel enthalten sind. Wichtig bei den Getränken ist, dass sie schnell absorbiert werden und sie die Verdauung nicht belasten, da die Leistung des Athleten durch dessen Konsum nicht vermindert werden darf. Der GI sollte möglichst hoch sein. Es wird ein Kohlenhydratgehalt von weniger als 10 % empfohlen, vorzugsweise zwischen 6 und 8 % [7]. Viele dieser Sportgetränke basieren auf Glucose und Maltodextrinen. Während des Events sind im Idealfall jede Stunde 30 bis 60 Gramm Kohlenhydrate zu konsumieren, was durchschnittlich 750 bis 1500 ml entspricht [22].

Recovery Getränke

Eine weitere Gruppe von Getränken sind die sogenannten Recovery Getränke. Viele Her- steller von Sportgetränken verkaufen ein Produkt, welches spezifisch während den ersten Stunden nach der Aktivität getrunken werden soll, um die Glykogenreserven aufzufüllen. Hier ist ein höchst möglicher GI von Bedeutung. Bei einer solch hohen Kohlenhydratkonzentration wird sehr viel Insulin ausgeschüttet, welches verantwortlich ist für die Bildung von Glykogen in den Muskeln (Kpt. 3.2.2). Unmittelbar nach der Aktivität reagieren die Zellen sehr sensitiv auf Insulin [8]. Wenn die Glykogenreserven stark entleert sind, stellt sich ein zusätzlicher Sogeffekt ein. Der wichtigste Faktor für diesen Mechanismus ist die Menge an Kohlenhydraten. Der Kohlenhydrattyp und Zeitpunkt der Einnahme haben zwar einen gewissen Effekt auf das Wiederauffüllen der Glykogenspeicher, sie sind aber vergleichsweise von untergeordneter Bedeutung [19]. Von den verschiedenen Autoren werden unterschiedliche Mengen empfohlen. Shirreffs nennt einen Wert von 50 g Kohlenhydrate alle zwei Stunden [19]. Die meisten Angaben liegen etwa in dieser Grössenordnung. Einig sind sich alle, dass während 24 Stunden nach dem Wett- kampf grosse Mengen an Kohlenhydraten konsumiert werden sollten (Abb. 3.4).

Abb. 3.4: Kohlenhydrate in der Recovery Phase [35]

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3.3.4 Kohlenhydrate während der körperlichen Belastung

Aragon-Vargas hat in seinem Paper „Metabolic and Performance Responses to Intake during Exercise“ [15] über die Funktion der Kohlenhydrate während der Belastung geschrieben.

Kohlenhydrate werden in Form von Glykogen in den Muskeln und in der Leber gespeichert. Nur ein kleiner Teil der Glucose liegt frei im Blut vor. Im Sport ist ein wichtiger Brennstoff für die Muskeln die Glucose und das Glykogen. Je besser die Glykogenspeicher gefüllt sind, desto später setzt ein Leistungsabfall ein. Obwohl bei niedriger Intensität auch Fett Energie zur Verfügung stellen kann, wird die Energie für hohe Leistungen nicht schnell genug freige- setzt. Im Gegensatz zu den Fettreserven, welche fast unbegrenzt freie Fettsäuren freisetzen können, sind die Kohlenhydratspeicher begrenzt. Spätestens nach zwei bis drei Stunden sind sie stark entleert. Falls nun keine Kohlenhydrate eingenommen werden, fällt die Blutglucose auf ein gefährlich tiefes Level ab. Da das Gehirn auf die Blutglucose angewiesen ist, kann es bis zur Bewusstlosigkeit führen. Es wird von einer Hypoglykämie gesprochen.

Abgesehen von Protein in Spezialgetränken, sind Kohlenhydrate und Elektrolyte die zwei Hauptkomponenten in regulären Sportgetränken. Auf die Bedeutung der Elektrolyten wird in dieser Arbeit nicht eingegangen.

Brennstoffquellen

Nebst Kohlenhydraten können auch Proteine und Fette Energie zur Verfügung stellen. Welcher Nährstoff der Körper benutzt, hängt von verschiedenen Faktoren ab:

¾ Intensität: Bei niedriger Intensität kommt die Energie vorwiegend vom Fett. Doch je höher die Intensität ist, desto wichtiger wird Glycogen und Blutglucose für die Energie- bereitstellung. ¾ Dauer: Am Anfang bei mittlerer Aktivität wird je 50 % der Energie von Fett, resp. von Kohlenhydraten zur Verfügung gestellt. Die Kohlenhydrate werden vom Glykogen- speicher in Form von Glucose bezogen. Erst wenn das Glykogen zu Ende geht, wird die Blutglucose von Bedeutung. Der Leistungsabfall hängt mit einem leeren Glykogen- speicher und einer tiefen Blutglucosenkonzentration zusammen (Abb. 3.5).

Abb. 3.5: Energiequellen während der körperlichen Aktivität [35]

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¾ Trainingszustand: Durch regelmässiges Ausdauertraining nimmt der Gehalt an feinsten Blutkapillaren und Mitochondrien im Muskel zu. Dadurch kann mehr Sauerstoff in den Muskel befördert werden und der aerobe Metabolismus wird erleichtert. So kann leichter auf Fett als Brennstoff zurückgegriffen werden. Diese grössere Fähigkeit, ATP und Citrat aus der β-Oxidation zu gewinnen, inhibiert Schlüsselenzyme vom Glucose- und Glykogenabbau. Das heisst, mit besserem Trainingszustand nimmt auch die Fähigkeit zu, Fett als Energielieferant zu benutzen. ¾ Ernährungszustand: Nach der Einnahme von Kohlenhydraten mit einem hohen GI steigt das Insulin im Blut stark an und der Fettabbau wird dadurch gehemmt. In nüchternem Zustand ist der Glykogenspiegel sehr tief. Um die Blutglucose im normalen Bereich zu halten, wird Glucose über Gluconeogenese aus Aminosäuren hergestellt. Der aktive Muskel schaltet auf Fett als Energielieferant um.

Kohlenhydratquellen

Der Glykogenspeicher im Muskel ist sehr wichtig für die Leistung. Es kann zwischen 10 und 30 g Glykogen pro Kilogramm Muskel gespeichert werden, was ungefähr 300 bis 500 g reinem Glykogen entspricht. Das sind 5040 bis 8400 Joule Energie. Die Glucose im Blut entspricht ungefähr 840 Joule und ist daher von geringerer Bedeutung für die Gesamtleistung des Athleten. Deshalb ist es so wichtig, dass die Glykogenspeicher vor dem Wettkampf voll sind und während dem Wettkampf regelmässig Kohlenhydrate aufgenommen werden, um ein völliges Entleeren des Glykogenspeichers zu vermeiden. Die während der Aktivität aufgenommenen Kohlenhydrate stellen ungefähr 10 bis 30 % der gesamten Kohlenhydratoxidation dar. Weil die Glykogenspeicher im Muskel limitiert sind, waren Wissenschaftler daran interessiert, wie sich unmittelbar vor der Aktivität aufgenommene Glucose auf den Glykogen- verbrauch auswirkt. Der Glykogenabbau hängt von der Glykogenphosphorylase Aktivität ab. Diese ist abhängig von der Konzentrationen von Glucose und Glucose-6-Phosphat im Muskel. Je höher die Konzentrationen, desto niedriger die Aktivität, da zuerst die Glucose als Brenn- stoff gebraucht wird und erst nachher wieder auf das Glykogen zurückgegriffen werden muss (Kpt. 3.3.2). Viel Blutglucose verursacht auch einen hohen Insulinspiegel. Die Fettver- brennung wird durch das Insulin gehemmt und der Körper ist umso mehr von der Glucose abhängig.

Kohlenhydrate bei verschiedenen Intensitäten

Die Relevanz des GI ist von der Sportart abhängig. Bei Leistungen, welche länger als 90 min dauern, kann die Beachtung des GI bei der Kohlenhydratauswahl über den Sieg entscheiden. Einige Sportarten, bei welchen der GI von grosser Bedeutung ist, sind Marathon, Triathlon, Langlauf, Bergsteigen, Klettern, Fussball (je nach Position des Spielers). In Anlehnung an die Arbeit von Anantaraman et al werden je nach Intensität der Aktivität die Kohlenhydrate anders verwertet [17]. ¾ Ausdauerleistung: Die beste Wirkung von Sportgetränken kann bei längerer Aktivität gezeigt werden, da die Glykogenspeicher vollständig geleert werden und der Körper weitere Glucose benötigt. Die Glucose ist der limitierende Faktor der Leistung und führt bei deren Abnahme zur Erschöpfung. ¾ Niedrige Intensität: Die Energie kommt vorwiegend von den Fettreserven. Der Fettabbau braucht eine Aktivierungszeit. Es wird bis zu 85 % der Energie durch Fett bereitgestellt.

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Da jedoch die Fettspeicher sehr gross sind, ist immer noch die Glucose der limitierende Faktor. Wenn ein Sportgetränk eingenommen wird, wird durch die Insulinausschüttung die Fettverbrennung gehemmt (Kpt. 3.3.5). Die Einnahme von Kohlenhydraten ist daher erst sinnvoll, wenn die Glykogenspeicher leer sind. ¾ Mittlere Intensität: Typischerweise von Bedeutung sind Sportgetränke bei mittlerer Intensität ungefähr nach zwei oder mehr Stunden, obwohl schon nach einer Stunde gewisse Effekte nachgewiesen werden konnten. Dies war insbesondere dann der Fall, wenn die Glykogenspeicher zu Beginn nicht voll waren. Ein positiver Effekt konnte unab- hängig von der Art der Leistung nachgewiesen werden. Die Zeit bis zur Erschöpfung wurde 20 min bis eine Stunde verzögert [16]. ¾ Hohe Intensität und kurze Dauer: In einer Studie wurde gezeigt, dass Glucoseeinnahme im Vergleich zu Wasser vor dem Start (2 min) zu einer signifikanten Verbesserung der Leistung führte. Durch die Einnahme von Glucose während des Testes konnte jedoch keine weitere Verbesserung festgestellt werden. Das könnte daran liegen, dass die Magen- entleerung durch die Intensität der Aktivität limitiert ist und die Glucose daher gar nicht über den Dünndarm ins Blut gelangen kann.

3.3.5 GI von verschiedenen kommerziell erhältlichen Sportgetränken

G Push (Minneapolis, USA) ist ein Hersteller, welcher Galactose als Hauptinhaltsstoff für die Sportgetränke benutzt. Es wird argumentiert, dass durch den Konsum von Galactose die Insulinausschüttung schwach ist und daher der Blutzuckerspiegel eher konstant bleibt. Die auf Galactose basierenden Getränke werden in vier Gruppen unterteilt. G1 Hydration enthält Galactose als einzige Zuckerquelle in sehr niedriger Konzentration (2.5 %). Daher beträgt der GI nur 21. G1 Hydration gehört zu den Pre-Excercise Drinks und sollte spätestens eine Stunde vor dem Wettkampf konsumiert werden. Der tiefe GI hat zur Folge, dass der Zucker nur langsam absorbiert wird und während längerer Zeit zur Verfügung steht. Im Gegensatz dazu wurde G2 Momentum und G3 Endurance für Ausdauerathleten entwickelt, um während dem Training oder Wettkampf die Glykogenspeicher zu schonen oder aufzufüllen und so den Leistungs-abfall zu verzögern. Der Hauptbestandteil ist Maltodextrin. Nebst Galactose enthält G2 und G3 auch noch wenig Fructose. Die Kohlenhydratkonzentration ist bei beiden Getränken vergleichsweise hoch mit 7.5, resp. 10 %. 10 % ist bezüglich Verträglichkeit schon an der oberen Grenze (Kpt. 3.3.2). Der GI von G2 beträgt 72, jener von G3 ist wegen der erhöhten Kohlenhydratkonzentration mit 79 wenig höher. Die Palette der Kohlenhydrat- getränke wird von G Push mit dem Produkt G4 Recovery abgeschlossen. Wie der Name sagt, wird G4 nach der Aktivität getrunken und dient dazu, die Glykogenspeicher wieder optimal aufzufüllen. Der Kohlenhydratgehalt ist mit 12 % am höchsten. Die Zusammensetzung mit Maltodextrin, Galactose und Fructose gleicht jener von G2 und G3. Dementsprechend ist der GI mit 82 sehr hoch. Recovery Getränke zeichnen sich durch einen höchst möglichen GI aus, damit soviel Glucose wie möglich zu Glykogen umgewandelt werden kann (Kpt. 3.3.3) [30].

Die Kohlenhydratzusammensetzung von Ultima der Firma Ultimareplenisher (New York, USA) besteht aus 100 % Maltodextrin. Daraus resultiert ein GI von 105. Maltodextrin wird über Stärkehydrolyse gewonnen und ist ein Mix von leichtverdaulichen Bestandteilen. Es bein-haltet vorallem Mono-, Di- und Oligomere [21]. Nebst den Glucose- transportern im Dünndarm gibt es auch Transporter für Dimere. Die Anzahl ist zwar viel kleiner, doch gesamthaft gesehen ist die Absorption schneller, da beide Kanalsysteme (für Mono- und für Dimere) benutzt werden können [31].

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Die italienische Firma Enervit, welche Enervit Sport Drink und Enervit Sport Drink Professional herstellt, hat den GI dieser Getränke nicht experimentell ermittelt, sondern aufgrund von Literatur berechnet. Dies ist nicht eine sehr genaue Methode, kann jedoch für diese Produkte angewendet werden, da sie nur verschiedene Zucker enthalten und nicht durch Proteine oder Fette beeinflusst werden. Nach Angaben des Herstellers spielt Fructose in katalytischen Mengen eine Rolle bei der Reduktion der glykämischen Wirkung von Glucose (-14 %) durch die Stimulation von Glucokinase [40, 41, 42]. Der GI der verschiedenen Zucker kann prozentual addiert werden. Dies ergibt einen GI von 89 für Enervit Sport Drink und 83 für Enervit Sport Drink Professional.

Einer der Pioniere von Sporternährung und –getränken ist . Das Gatorade Sports Science Institute hat viel auf diesem Gebiet geforscht und entwickelt. Gatorade enthält 6 % Kohlenhydrate, welche zusammengesetzt sind aus Saccharose, Glucose und Fructose. Der GI beträgt 89. Der Gehalt von 6 % soll eine ideale Voraussetzung sein für eine gleich schnelle oder noch schnellere Absorption als Wasser. Das Recovery Getränk von Gatorade hat einen GI von 100 und heisst GatorLode. Der GI entspricht dem einer reinen Glucoselösung. Es kann davon ausgegangen werden, dass der Hauptanteil der Kohlenhydrate Glucose und Maltodextrin sind, womit ein solch hoher GI erreicht wird.

Der GI von Powerade (Coca Cola, Atlanta, USA) ist mit 65 niedrig für ein Sportgetränk. Dies liegt an dem hohen Gehalt von Fructose. Ausser bei Lebensmitteln, welche einen tieferen GI als Fructose (< 23) haben, wird der GI durch Zusatz von Fructose gesenkt.

Lucozade (Middlesex, UK) hat einen sehr hohen GI von 95 aufgrund der Kohlenhydratzusammensetzung von Glucose und Maltodextrin. Die Konzentration beträgt 6.4% was eine gute Verdaulichkeit zur Folge hat. Sports hat das Getränk entwickelt um vor, während und nach der Aktivität zu trinken. Aufgrund des hohen GI sollte es kurz vor dem Start getrunken werden und nicht zu früh, damit der Blutglucosespiegel wieder auf dem Minimum unten ist. Lucozade wird auch wegen seinen ‚Energy Vitamines‘ angepriesen. 17% des B-Vitaminbedarfes (Riboflavin, Niacin, Pantothenic Acide, Vit. B6 & B12) wird durch eine Portion des Getränkes gedeckt. Diese Vitamine sind wichtig für die Umsetzung des Lebensmittels in Energie und somit auch für die Verwertung der Kohlenhydrate.

Cytomax (Concord, USA) ist ein Produkt von Cytosport. Für ein Sportgetränk, welches so- wohl für während als auch nach der Belastung empfohlen wird, ist der GI von 62 tief. Die 6 % Kohlenhydrate sind zusammengesetzt aus Fructose und Maltodextrin. Wahrscheinlich ist die Fructose- im Gegensatz zur Maltodextrinkonzentration sehr hoch, woraus dieser tiefe GI resultiert. Was jedoch der Firma wichtiger erscheint, ist der Inhaltsstoff α-L-Polylactat (Milchsäure ohne Säuregruppe). Es handelt sich um L-Milchsäure welche mit Aminosäuren und Pyruvat reagiert hat. Dadurch wird die Milchsäure Produktion gepuffert. Der Prozess, welcher die Milchsäure in Glucose zurückwandelt wird beschleunigt und die Glucose kann wieder zur Energiebereitstellung genutzt werden. So kann dem Brennen in den Muskeln, welches während intensiver Belastung auftritt vorgebeugt werden („Beat The Burn TM“).

Allsport von Pepsi hat mit 53 einen sehr tiefen GI. Der Gehalt an Kohlenhydraten beträgt 9 % und besteht aus High Fructose Corn Syrup (HFCS). Der GI von 53 ist zu tief für ein Sportgetränk. Allsport weist auch keine anderen Besonderheiten auf. Es könnte anstelle dieses als Sportgetränk verkaufte Produkt auch ein reguläres Süssgetränk konsumiert werden.

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Pacific Health Laboratories (Woodbridge, USA) welche die Produkte Endurox R4 und entwickelt haben, zeigten, dass die Proteine einen wesentlichen Beitrag zur besseren Absorption der Kohlenhydrate leisten. Accelerade wurde entwickelt, um die Leistung zu steigern. Im Gegensatz zu anderen Sportgetränken basiert Accelerade analog von Endurox R4 auf einem Kohlenhydrat und Protein Verhältnis von 4 zu 1. Dadurch soll der Transport der Kohlenhydrate in die Muskeln beschleunigt werden. Protein regt die Insulinausschüttung an. Glucose wird somit schneller in Glykogen umgewandelt und steht dem aktiven Muskel sehr schnell zur Verfügung. Die Proteinkonzentration ist jedoch kritisch. Zuviel Protein verlangsamt die Magenentleerung. Das Getränk enthält eine Kombination von Kohlenhydraten mit niedrigem und solchen mit hohem GI um sowohl schnell Energie zur Verfügung zu stellen als auch die langsame und konstante Freisetzung zu gewährleisten. Endurox R4 enthält Kohlenhydrate mit einem hohen GI und Weizenproteine in einem Ver- hältnis von 4:1. Es handelt sich um ein Recovery Getränk und sollte innerhalb der ersten zwei Stunden nach der Aktivität konsumiert werden. Oft wird die Kreatinkinase als Indikator für Muskelstress und –zerstörung gemessen. In einer von Pacific Health Laboratories durchge- führten Studie wurde nach Einnahme von Kohlenhydrat-Protein-Getränken eine 36 %ige Reduktion von Kreatinkinase im Gegensatz von reinen Kohlenhydrat Getränken festgestellt [37].

Nutrica stellte ursprünglich Lebensmittel und Getränke im klinischen Bereich her. Extran wurde ins Leben gerufen, nachdem beobachtet wurde, dass professionelle Radfahrer Nutricias angereicherte klinische Nahrungsmittel vor einem Rennen konsumierten. Um diese Marktlücke zu füllen, wurde 1987 die Extran Produkte entwickelt. Sie basieren auf ähnlichen Prinzipien wie die klinischen Produkte. Extran Carbohydrate Powder for Energy hat einen hohen Gehalt an komplexen Kohlenhydraten. 98.3% der Kohlenhydrate kommen von Glucosesirup. Da es sich um ein Pulver handelt, welches mit Wasser angerührt wird, kann die Konzentration individuell angepasst werden. Zwei Stunden vor dem Event sollte zum ersten Mal 200 – 400 ml getrunken werden. Während dem Event wird jede Stunde 200 ml empfohlen und nach Beendigung nochmals 200 ml. Dieses Produkt wird nicht unterteilt mit verschiedenen Kohlenhydratzusammensetzungen und –konzentrationen wie bei anderen Firmen. Wenn zwei Stunden vor der Aktivität dieses Getränk mit einem hohen GI getrunken wird, ist die Blutglucose mit grösster Wahrscheinlichkeit schon sehr tief und der Glykogenspeicher nicht aufgefüllt. Extran Thirst Quencher ist ein trinkfertiger Energiespender. Im Gegensatz zum Pulver, ist bei diesem Produkt auch noch das Ersetzten der Elektrolyten von Bedeutung. In Bezug auf die Kohlenhydrate findet man hier einen fast sieben mal niedrigeren Gehalt.

Sponsor

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Getränkename Hersteller GI KH-Gehalt KH- [%] Zusammensetzung G1 Hydration G Push (USA) 21 2.5 Gal G2 Momentum G Push (USA) 72 7.5 MD, Gal, Frc G3 Endurance G Push (USA) 79 10 MD, Gal, Frc G4 Recovery G Push (USA) 82 12 MD, Gal, Frc Ultima Sports Drink Ultimareplenisher (USA) 105 -- MD (100%) Enervit Sport Drink Enervit (I) 89 7.6 Frc, MD, Glc, Sac Enervit Sport Drink Professional Enervit (I) 83 -- -- Gatorade Gatorade (USA) 89 6 Sac, Glc, Frc GatorLode Gatorade (USA) 100 -- -- Powerade Coca Cola (USA) 65 8 HFCS, Glc Lucozade LucozadeSports (UK) 95 6.4 Glc, MD Cytomax Cytosport (USA) 62 6 HFCS, MD AllSport PepsiCo Inc (USA) 53 9 HFCS Accelerade PacificHealth Labs (USA) 7.75 Sac, Frc, MD Endurox R4 PacificHealth Labs (USA) 7.9 -- Extran Thirst Quencher Nutrica (NE) 5 MD, Frc Extran CH Powder for Energy Nutrica (NE) 30 -- Extran CH Liquid Food Nutrica (NE) 42 -- Sponsor Wander (CH) ------SportActiVital ECR (CH) ------GU2O Gusports 5.7 MD, Frc Frc: Fructose – Durch Chromatographie wird Fructose aus Glucose-Fructose-Gemischen wie Invertzucker oder isomeriesiertem Glucosesirup gewonnen. Fructose schmeckt etwas süsser als Saccharose. Gal: Galactose – Galactose wird aus der Hydrolisierung von Lactose gewonnen. Das Hydrolisat wird ge- trennt in Galactose und Fructose. Galactose besitzt nur etwa 1/3 bis 1/2 der Süsskraft von Saccharose. Glc: Glucose – Durch die Hydrolyse von Stärke mit Säuren und/oder Enzymen (α -Amylase und Gluco- amylasen) wird Glucose gewonnen. Rohstoffe für die Glucosegewinnung sind vorwiegend die Stärken aus Mais, Kartoffeln und Weizen. HFCS: High Fructose Corn Syrup – Bestimmte Bakterienstämme besitzen eine Glucose-Fructose-Isomerase. Damit kann im neutralen bis schwach alkalkischen Bereich bei 35-60 °C Glucose in Fructose überführt werden. Mit diesem Enzym lassen sich in grossem Massstab Glucosesirup in Glucose-Fructose-Sirupe mit relativen Fructosegehalten im Bereich von 40-50% herstellen. Durch anschliessende Chromato- graphie werden bis zu 90% Fructosegehalte ermöglicht. MD: Maltodextrin – Maltodextrin wird durch Stärkehydrolyse gewonnen und besteht aus leichtverdaulichen Mono-, Di- und Oligomeren. Sac: Saccharose – Saccharose wird aus der Zuckerrübe oder aus dem Zuckerrohr isoliert. Es ist die wirtschaftlich bedeutungsvollste Zuckerart und wird von allen industriell hergestellten organischen Stoffen in der grössten Menge gewonnen. [21]

3.3.6 Schlussfolgerung

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4 LITERATURVERZEICHNIS

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