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Ausdauer und Stoffwechselphysiologie – Fettstoffwechsel & Grundlagenausdauer

Auf einen Blick – Fettstoffwechsel beim Ausdauersport

Wieso ist Fett wichtig für Ausdauersportler*innen?

  • Fett liefert am meisten Energie
  • besserer Fettstoffwechsel ermöglicht bessere Ausdauerleistungen
  • erst Fett ermöglicht uns lange Ausdauereinheiten

Wie trainiere ich denn Fettstoffwechsel?(Auszug)

  • Grundlagentraining 1 (GA1)
  • 70–80 % der max. Herzfrequenz
  • aerober Trainingsbereich
  • gelegentliches Training im anaeroben Bereich

Wer Ausdauersport treibt, weiß: Kohlenhydrate sind ein wichtiger Energielieferant für unsere Ausdauerleistungen. Viele unterschätzen jedoch auch die Bedeutung unseres Fettstoffwechsels, der eine wesentliche Grundlage für unsere Ausdauerleistung bildet. Wie der Fettstoffwechsel eigentlich funktioniert, wie Sie Ihren Fettstoffwechsel gezielt trainieren und wieso Ihnen Nüchterntraining womöglich dabei hilft, erfahren Sie im folgenden Artikel.

[Dieser Artikel erschien zuerst in der LAUFZEIT Ausgabe 6/22]

Grundlagen: Aerober vs. anaerober Stoffwechsel

Unsere Muskulatur erhält die benötigte Energie durch die Verbrennung von Kohlenhydraten und Fetten. Wird binnen kürzester Zeit viel Energie benötigt – z. B. beim Krafttraining oder beim Sprint –, greift unsere Muskulatur auf den anaeroben Energiestoffwechsel zurück. Beim anaeroben Stoffwechsel gewinnt unser Körper die Energie durch die Umwandlung von Kohlenhydraten durch Milchsäuregärung. Es entsteht Laktat, Sauerstoff wird hierfür kaum verbraucht. Anders sieht es bei der aeroben Fettverbrennung aus. Hier findet die Energiegewinnung mit Hilfe von Sauerstoff in den roten Muskelfasern statt. Beim aeroben Energiestoffwechsel wird also auch Fett verbrannt.

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Ausdauersport, Laufen

Wieso ist der Fettstoffwechsel wichtig für meine Ausdauer?

Und für Ausdauersportler*innen ist Fett eine enorm wichtige Energiequelle, aus zwei Gründen: Zum einen gewinnt man aus Fett wesentlich mehr Energie als aus Kohlenhydraten und zum anderen besitzen wir viel mehr Fett als Kohlenhydraten. Selbst dünne, durchtrainierte Menschen haben immer noch mehr als genug Fett an ihrem Körper, um mehrere Marathons zu laufen! Die Energie bei langen Läufen wird also v. a. aus dem Fett gewonnen. Für eine Leistungssteigerung ist die Optimierung des Fettstoffwechsels also unabdingbar. Wie wird aber aus den Fettsäuren Energie?

Das geschieht in einem Prozess, der β-Oxidation genannt wird. Dabei wird die Fettsäure zuerst aktiviert, was zunächst einmal Energie benötigt. Dabei sind ATPs (Adenosintriphosphat) die Energieträger, die gespalten werden. Daraus entstehen dann AMP (Adenosinmonophosphat) sowie Pyrophosphat. Das neue AMP reagiert anschließend mit der Fettsäure & kann das AMP danach abspalten. Dabei entsteht Energie und aus der Fettsäure wird das Acyl-Coenzym A (Acyl-CoA)

Das Acyl-CoA ist aktiviert und kann nun in das Mitochondrium transportiert werden. Wenn es dort nun abgebaut wird, spricht man von einer Oxidation der Fettsäure. Dieser Prozess besteht aus den genannten 4 Schritten und muss sooft wiederholt werden, bis die gesamte Fettsäure oxidiert ist. Dabei werden die Bindungen der einzelnen Moleküle der Fettzelle aufgetrennt. In diesem Prozess entsteht dann die Energie, die vom Körper genutzt werden kann.

Wie kann ich meinen Fettstoffwechsel trainieren?

Der Fettstoffwechsel lässt sich effektiv im Bereich des sog. Grundlagentrainings 1 (GA1) trainieren. Es wird im Wesentlichen zwischen GA1 und GA2 unterschieden. GA1 dient dafür, Grundlagen für die Ausdauer aufzubauen und findet ausschließlich im aeroben Bereich statt; je nach Trainingstand zwischen 70–80 % der max. Herzfrequenz (HFmax), also bei einer geringen Intensität. GA1 sollte den größten Teil des Trainings ausmachen, denn durch eine Steigerung der Sauerstoffaufnahme können Sie die Belastung steigern, ohne auf die Kohlenhydratspeicher zurückzugreifen und weiterhin die Fette zu verbrennen. GA2 hat hingegen das Ziel, die Grundlagenausdauer auf einem höheren Intensitätsniveau zu bringen und bewegt sich anaeroben Bereich. GA2 sollte nur einen kleinen Teil des Trainings ausmachen.

Weitere Möglichkeiten, die Fettverbrennung anzukurbeln, sind Krafttraining und gelegentliche hochintensive Trainingseinheiten. Das Krafttraining steigert die Gesamtmuskelmasse und weil diese Muskeln alle dauerhaft versorgt werden wollen, auch den Energieverbrauch. Sogar außerhalb des Trainings verbrauchen Muskeln mehr Energie als andere Zellen. Mit hochintensiven Trainingseinheiten im anaeroben Bereich steigern Sie einerseits kurzfristig den Energieverbrauch, trainieren andererseits aber auch die Sauerstoffaufnahme. Dadurch können sie langfristig mehr Sauerstoff aufnehmen. Die gesteigerte Sauerstoffaufnahmekapazität hilft Ihnen dann, die Trainingsintensität insgesamt zu steigern und sie werden leistungsstärker. Dann schaffen Sie, statt 70 % der HFmax sich langsam den 80 % HFmax anzunähern, um gleichzeitig eine optimale Fettverbrennung zu haben. Dadurch werden Sie leistungsfähiger. Ihr Puls steigt zwar, Sie verbrennen aber trotzdem weiterhin Fett und gewinnen Energie.

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Aber wieso liegt der optimale Bereich zur Fettverbrennung zwischen 70–80 % der HFmax? Das Stichwort lautet hierbei Sauerstoff: Unser Körper benötigt für die Fettverbrennung Sauerstoff. Ab einer bestimmten Belastung schaltet unser Körper vom aeroben in den anaeroben Stoffwechsel, weil wir durch das Atmen nicht mehr genügend Sauerstoff zur Verfügung gestellt werden kann, um die Energiegewinnung anzukurbeln. Geht dem Fettstoffwechsel bei einem intensiven Sprint der Sauerstoff aus, wird die Energie überwiegend aus Kohlenhydratspeichern gewonnen. Diese benötigen weniger Sauerstoff zur Energiebereitstellung, sind dafür aber auch schneller erschöpft – der Grund dafür, dass wir nur kurze Strecken sprinten können.

„Die Grundlagenausdauer 1 sollten den Großteil des Trainings ausmachen, rund 70 %!“ — Dr. Dr. Tobias Weigl

Verbessert Nüchterntraining meine Fettverbrennung?

Wahrscheinlich haben Sie auch schon von Nüchterntraining gehört, das den Fettstoffwechsel gezielt verbessern soll. Die Idee dahinter: Sport treiben, bevor wir neue Energie v. a. in Form von Kohlenhydraten aufgenommen haben. Durch die weniger gefüllten Kohlenhydratspeicher soll deswegen die Fettverbrennung früher einsetzen, um das Energievakuum zu füllen. Das Problem dabei: Unsere Kohlenhydratspeicher sind größer, als wir häufig annehmen, sodass wir selbst ohne Frühstück wahrscheinlich noch genügend Kohlenhydrate am Morgen haben, um z. B. ‚eine Runde‘ zu joggen. Für bessere Ergebnisse müsste man also schon spätestens am Abend vorher auf Kohlenhydrate verzichten, um einen Effekt zu erzielen.

Abgesehen davon gibt es noch ein Problem beim Nüchterntraining: Es ist in der Forschung bisher unklar, ob Nüchterntraining tatsächlich diese Vorteile mit sich bringt. Es gibt zwar Studien die Vorteile nahelegen, aber auch Studien, die keine eindeutige Verbesserung des Fettstoffwechsels beobachten. Gleichzeitig ist es aber nicht richtig, dass Nüchterntrainings dazu führen, dass die benötigte Energie aus den Muskelzellen gezogen wird und dadurch Muskeln abgebaut werden. Zumindest nicht, solange das Training nicht zu intensiv ist und Sie besonders lange trainieren. Dann kann es nämlich tatsächlich vorkommen, dass die Speicher leerlaufen und neue Energie durch den Abbau von Proteinen freigesetzt wird.

 

Aktuelle Forschung – Keto-Diät und High-Fat die Zukunft für Ausdauersportler*innen?

Die Forscherin Louise Burke Hat in einer Review untersucht, inwiefern eine Keto-Diät und eine High-Fat-Ernährung „die Zukunft des Ausdauersports“ seien. Seit einiger Zeit gibt es immer mehr Hinweise darauf, dass eine derartige Ernährungsweise die Fettverbrennung in den Muskeln verbessert. Die maximalen Anpassungen des Fettstoffwechsels der Muskeln treten innerhalb von 3–4 Wochen und vermutlich 5–10 Tage nach der Anpassung auf. Nachweislich scheint sich der Fettstoffwechsel verbessert zu haben, teils deutlich.
Dennoch gibt es noch einige offene Fragen: Nimmt die Fähigkeit der Muskeln, Glykogen für Oxidationen zu nutzen, ab? Diese Frage ist aus Sicht der Autorin besonders wichtig, da der Kohlenhydrat-Oxidation eine bessere Energiequelle darstellt, wenn in bestimmten Situationen nicht genügend Sauerstoff zur Verfügung steht. Gleichzeitig scheint die Reaktion des Körpers auf eine Keto-Diät mit Blick auf die Leistung individuell zu sein, sodass allgemeingültige Schlüsse schwierig seien; hierfür sei noch mehr Forschung notwendig.

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Quelle: Louise M. Burke (2021): Ketogenic low‐CHO, high‐fat diet: the future of elite endurance sport?, in: The Journal of Physiology 599/3, S. 819–843.

Häufige Patientenfragen

Wie viel meines Trainings sollte im GA1-Bereich stattfinden?

Dr. Dr. T. Weigl
Der größte Anteil Ihres Trainings sollte im GA1-Bereich stattfinden, ca. 70 %. Die übrigen gut 30 % können Sie für mittlere oder starke Trainingsbelastungen einplanen. Gelegentliche Leistungsspitzen wie z. B. ein HIIT sollten Sie eher selten, vielleicht 1 x im Monat einbauen.

Wie viel sollte ich eigentlich Laufen, um Fortschritte zu erzielen?

Dr. Dr. T. Weigl
Das hängt von vielen individuellen Faktoren ab, etwa dem aktuellen Leistungsvermögen und den eigenen Zielen. Für die allermeisten Hobbyläufer*innen mit etwas Lauferfahrung sind 3–4 Laufeinheiten pro Woche meist völlig ausreichend. Im Detail kommt es schon darauf an, wie lange man läuft, wie intensiv usw. Völlige Neueinsteiger*innen sollten zunächst mit 2–3 Einheiten beginnen und versuchen, rund 30 Minuten am Stück durchzulaufen und langsam die Dauer zu erhöhen. Die Intensität spielt zu Beginn erstmal keine allzu wichtige Rolle. Wichtiger ist es, am Ball zu bleiben.

Wie viele Zeit sollte ich wöchentlich eigentlich laufen?

Dr. Dr. T. Weigl
Als Einsteiger sind ungefähr 2–2 ½ Stunden moderates Lauftraining in der Woche in Ordnung, je nach Leistungsstand beim Start auch etwas weniger. Wenn Sie dann fitter sind oder bereits ein gutes Fitnesslevel haben, sind auch 300 Minuten pro Woche kein Problem. Achten Sie aber darauf, ausreichend Ruhepausen einzulegen, also z. B. immer einen Tag Pause nach einem Trainingstag. Aber auch, wenn Sie erst mit weniger starten, weil Sie sich erst herantasten müssen, ist das gut!

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Trainieren Sie gezielt Ihren Fettstoffwechsel? Wie sind ihre Erfahrungen damit? Nutzen Sie unsere Kommentarfunktion unten, um von Ihren Erfahrungen zu berichten und sich untereinander auszutauschen!

Die hier beschriebenen Punkte (Krankheit, Beschwerden, Diagnostik, Therapie, Komplikationen etc.) erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Es wird genannt, was der Autor als wichtig und erwähnenswert erachtet. Ein Arztbesuch wird durch die hier genannten Informationen keinesfalls ersetzt.

Autor: Dr. Dr. Tobias Weigl
Veröffentlicht am: 25.10.2022

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Quellen

  • Antonella Muscella et al. (2020): The Regulation of Fat Metabolism during Aerobic Exercise, in: Biomolecules 10/12, S. 1699.
  • F. Scharhag-Rosenberger (2012): Fettstoffwechseltraining, in: Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin 63/2, S. 357–359
  • Gareth A. Wallis & Javier T. Gonzalez (2019): Is exercise best served on an empty stomach?,: The Proceeding of the Nutrition Society 78/1, S. 110–117.
  • Louise M. Burke (2021): Ketogenic low‐CHO, high‐fat diet: the future of elite endurance sport?, in: The Journal of Physiology 599/3, S. 819–843.
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