Einleitung

Experimente mit Zellkulturen oder reinen Muskelzellen haben gezeigt, dass durch den Entzug von Nährstoffen Transkriptionsfaktoren der mitochondrialen Biogenese erhöht werden [6, 7]. Bei Menschen zeigten ähnliche Experimente, dass durch eine eingeschränkte Kohlenhydrataufnahme während der Erholung, die trainingsbedingten Anpassungen des mRNA-Gehalts an stoffwechsel- und auf Mitochondrien bezogene Gene vergrößert sind, verglichen mit einer kohlenhydratreichen Verpflegung [2, 8]. Auf der anderen Seite steht, dass durch eine verlängerte kohlenhydratarme Ernährung während der Erholung die Glykogenspeicher in der Muskulatur geringer sind, was die Leistungsfähigkeit bei den folgenden Trainings negativ beeinträchtigt [4, 8, 9]. Diese Studie versucht, durch lediglich einen kurzfristigen Kohlenhydratentzug nach der Einheit das Beste aus beiden Erkenntnissen zu verbinden und untersucht hierfür die molekularen Marker des Metabolismus und der mitochondrialen Biogenese. Zudem wurde der Muskelglykogengehalt erfasst.

Methoden

In dieser Studie führten die Teilnehmer*innen ein sogenanntes Cross-over-Design durch. Das bedeutet, dass jeder Teilnehmer jede Intervention einmal durchgeführt hat. In dieser Studie wurden die beiden Variationen nach einer intensiven Intervalleinheit entweder sofort (CHO) oder erst 3 Stunden später (PLA) mit der Kohlenhydratzufuhr begonnen. Zwischen beiden Optionen lagen zwei Wochen, um mögliche Übertragungseffekte auszuschließen. Jede Testung startete mit einem hochintensiven Intervallprogramm auf dem Fahrradergometer. Die 12 Stunden vor und die 24 Stunden nach dieser Einheit wurden ein standardisierter Ernährungsplan eingehalten. Am Tag darauf wurde nochmals eine Intervalleinheit durchgeführt. Hier sollten so viele Wiederholungen durchgeführt werden, bis zur völligen Erschöpfung.

In den ersten 3 Stunden nach dem ersten Intervalltraining erhielt die CHO-Gruppe ein Getränk mit 2.4 g Kohlendhydraten/kg und die PLA-Gruppe ein Placebo-Getränk ohne zugeführte Kohlenhydrate. Die Summe aller zugeführten Kohlenhydrate (7 g pro kg pro Tag) hat sich zwischen den Gruppen vor der nächsten Einheit nicht unterschieden. Die empfohlene Menge an Fetten (1 g pro kg pro Tag) und Proteinen (2 g pro kg pro Tag) wurde auch bei den standardisierten Mahlzeiten eingehalten.

Das Intervalltraining am ersten Tag war ein 10x2-minütiges Protokoll bei 80% der Differenz zwischen Schwellen- und Maximalleistung. Dieses Protokoll hat in früheren Studien gezeigt, dass das Muskelglykogen um 23-50% reduziert [1, 3, 5] und zudem die entsprechenden Marker der metabolischen und mitochondrialen Gene erhöht werden konnten [5]. Nach 24 Stunden wurde dieses Intervallprotokoll bei gleicher Intensität bis zur totalen Erschöpfung durchgeführt.

Die untersuchten Marker und der Glykogengehalt wurden mittels Muskelbiopsien ermittelt. Diese wurden vor und nach der ersten Einheit sowie 3, 8 und 24 Stunden danach entnommen.

Ergebnisse

Zwischen CHO und PLA gab es an allen Messzeitpunkten keine Unterschiede im Glykogengehalt der Muskulatur. Nach dem Intervalltraining war dieser am niedrigsten und stieg anschließend graduell wieder an. Nach 24 Stunden wurde das Eingangsniveau wieder erreicht.

Die untersuchten Marker, die mit der mitochondrialen Biogenese und dem Stoffwechsel assoziiert sind, wurden durch das Intervallprogramm aktiviert. Durch die verspätete Kohlenhydratzufuhr in PLA konnte die Aktivierung nicht verstärkt werden.

Im abschließenden All-out-Intervallprogramm konnten mit CHO mehr Intervalle absolviert werden. Das subjektive Belastungsempfinden (RPE; Borg-Skala 6–20) war bei dieser Gruppe ebenfalls verringert. Nach dem 5. und 10. Intervall war der RPE bei PLA um 2 Borg-Werte höher als bei CHO. Die Herzfrequenz und Laktatwerte unterschieden sich nicht zwischen den Gruppen.

Diskussion

Mit dem Intervallprotokoll konnte der Muskelglykogengehalt verringert und die Konzentration an Genen und Proteinen, die für den Stoffwechsel und die Mitochondrienbildung verantwortlich sind, für 24 Stunden erhöht werden. Die verspätete Einnahme von Kohlenhydraten hatte keinen Einfluss auf diese Gen- und Proteinkonzentration, was bedeutet, dass keine verbesserten Anpassungen dadurch zu erwarten sind. Die Glykogenspeicher konnten trotz verspäteter Kohlenhydrataufnahme bis zum nächsten Tag, verglichen mit sofortiger Zufuhr, gleich gefüllt werden. Durch die ausreichende Kohlenhydratzufuhr über den restlichen Tag, konnten die Speicher vollständig auf das Eingangsniveau gefüllt werden. Die Glykogensynthese wird durch die verzögerte Einnahme nicht nachhaltig beeinträchtigt. Trotz gleich gefüllter Glykogenspeicher war durch eine verzögerte Kohlenhydrataufnahme die Leistungsfähigkeit im Intervallprogramm 24 Stunden später schlechter, denn es konnte nur eine geringere Wiederholungszahl bei gleicher Intensität durchgeführt werden. Insgesamt war die Trainingsdauer in den Intervallen um 10 Minuten kürzer, was etwa 30 % entspricht. Zudem war das subjektive Belastungsempfinden deutlich erhöht.

Aufgrund dieser Ergebnisse empfehlen die Autor*innen, die Einheit schnellstmöglich nachzubereiten und mit Kohlenhydraten zu versorgen, um die Belastungs- und Leistungsfähigkeit am nächsten Tag aufrechtzuerhalten. Eine verspätete Zufuhr von Kohlenhydraten kann die Trainingsqualität am nächsten Tag deutlich beeinträchtigen.

Die Inhalte basieren auf der Originalstudie "Delaying post-exercise carbohydrate intake impairs next-day exercise capacity but not muscle glycogen or molecular responses.", die 2024 im „Acta Physiologica" veröffentlicht wurde.