Der Nüchternlauf: Grundlagen der Energieversorgung

Der Nüchternlauf bietet eine Reihe an Vorteilen, wenn es darum geht, die eigene Ausdauerleistung mit wenig zeitlichem Aufwand zu verbessern. Gleichzeitig wird über diese Trainingsform immer wieder sehr unterschiedlich diskutiert. Um den Nutzen und die Umsetzung des Nüchternlaufs zu verstehen, sollte man sich zunächst der grundlegenden Energieversorgung des Körpers im Klaren sein. Diese Grundlage möchte ich im folgenden Artikel legen, um darauf aufbauend in einem weiteren Text konkrete Empfehlungen für die Umsetzung des Nüchternlaufs zu geben.

Was ist ein Nüchternlauf?

Ein Nüchternlauf beschreibt eine Ausdauereinheit auf leeren Magen. Entsprechend findet der Lauf in der Zeit nach dem Aufstehen statt, noch bevor die erste Mahlzeit aufgenommen wurde. In der Laufcommunity wurden Nüchternläufe vor vielen Jahren durch kenianische Marathonläufer bekannt, die diese Trainingsform regelmäßig in ihrer Routine integriert hatten. Wenn diese Form der Belastung von Sportler übernommen wird, die in einem Land leben, in dem Nahrungsüberfluss eines der größten Wohlstandsprobleme darstellt, ist es nicht verwunderlich, dass nicht nur sportliche Kulturen aufeinandertreffen.

Nüchternläufe sollen Muskeln verbrennen. Sie sein ineffizient, da Fett im Feuer der Kohlenhydrate verbrennen müsse. Es wird wohl Nüchternläufen gewarnt. – Wer sich über das Training auf leeren Magen informieren möchte, wird entsprechende Darstellungen zuhauf im Internet finden. Ich möchte daher etwas Ordnung in die ganze Sache bringen.

Energieversorgung des Körpers: Aerob und anaerob

Bevor ich detaillierter auf den Nüchternlauf eingehen kann, muss zunächst das Grundprinzip der Energieversorgung in Erinnerung gerufen werden. Ein paar biochemische Begriffe und Abläufe lassen sich in diesem Zusammenhang nicht vermeiden. Ich will das Ganze aber so unkompliziert wie möglich beschreiben.

Vereinfacht dargestellt, kennt der Körper zwei grundlegende Energiequellen: Glukose und Fettsäuren. Neben diesen beiden gibt es weitere, weniger relevante Stoffe, die zur Energiegewinnung genutzt werden können: Aminosäuren, Ketonkörper, Alkohol und Fruktose… Letzteres ist ebenfalls ein Kohlenhydrat, muss jedoch von der Leber umgewandelt werden, damit andere Bereiche des Körpers diese nutzen können.

Dies alles kann unter bestimmten Situationen für entsprechend leistungsstarke Sportler bei der Umsetzung der letzten Optimierungsmaßnahmen relevant werden. Unter normalen Umständen werden aber vornehmlich Glukose und Fettsäuren für die Energiegewinnung herangezogen.

Neben den Energieträgern muss der Umstand der Energieherstellung beachtet werden. Das größte Entscheidungskriterium ist dabei der Sauerstoff. Ist dieser ausreichend vorhanden, wird die Energiegewinnung als aerob bezeichnet. Ist zu wenig Sauerstoff für die Zelle nutzbar, um den Energiebedarf zu decken, findet eine anaerobe Energiegewinnung statt.

Während aerobe Energiegewinnung sowohl mit Hilfe von Fettsäuren als auch Glukose möglich ist, können Fette bei unzureichend Sauerstoff nicht verbrannt werden. In diesem Fall nutzt die Zelle Kohlenhydrate oder Kreatinphosphat, wobei Letzteres insbesondere für explosive Anstrengungen wie Sprints oder sehr schweres Krafttraining von Bedeutung ist. Kreatin bietet eine Reihe an weiteren Vorteilen für Sportler und sollte von jedem ambitionierten Athleten genutzt werden. Um es nicht unnötig zu verkomplizieren wird Kreatin für die weitere Betrachtung des Nüchternlaufs aber bei Seite geschoben.

Acetyl-CoA und die Mitochondrien

Bis zu diesem Punkt wissen wir nun, dass es Glukose und Fettsäuren als Energieträger gibt, die mit Sauerstoff (aerob) oder ohne Sauerstoff (anaerob) verbrannt werden können. Diese Prozesse finden innerhalb einer Zelle statt, jedoch an unterschiedlichen Stellen. Während die anaerobe Energiegewinnung innerhalb der Zytosols, also dem flüssigen Bereich innerhalb der Zellwände, abläuft, müssen Glukose und Fettsäuren für die aerobe Energiegewinnung in die Mitochondrien gelangen.

Mitochondrien werden auch als Kraftwerke der Zelle bezeichnet. Diese befinden sich innerhalb der Zelle im Zytosol und sind auf der Grafik als Stäbchen dargestellt. Die Mitochondrien produzieren pro Tag bis zu 140 Kilogramm ATP und stellen damit die Grundlage für unseren komplexen Organismus dar. Glukose und Fett müssen für die aerobe Energiegewinnung somit nicht nur in das Zytosol der Zelle geschleust worden sein, sondern auch weiter in die Mitochondrien gelangen.

Damit dies gelingt, werden Glukose und Fettsäuren vom Körper in Acetyl-CoA umgewandelt. In dieser Form findet die Energiegewinnung in den Mitochondrien im Rahmen des sogenannten Citratzyklus statt. Während die Umwandlung in Acetyl-CoA bei Fetten unmittelbar geschieht, findet dies bei Kohlenhydraten und einigen Aminosäuren mit einem Zwischenschritt statt, indem sogenanntes Pyruvat produziert wird.

Die Kohlenhydratverbrennung

Da ich mir bewusst bin, dass diese Informationen auf den ersten Blick unübersichtlich wirken können, eine kurze Zusammenfassung: Eine Zelle kann anaerob (ohne Sauerstoff) und aerob (mit Sauerstoff) Energie produzieren. Dazu nutzen die Zellen vornehmlich Glukose und Fettsäuren, wobei es weitere Energieträger gibt. Während Glukose anaerob und aerob verstoffwechselt werden kann, ist dies für Fett nur aerob möglich.

Die anaerobe Energiegewinnung findet im Zytosol der Zelle statt. Die aerobe Energiegewinnung in den Mitochondrien. Damit der Prozess in den Mitochondrien ablaufen kann, müssen die Energieträger in Acetyl-CoA umgewandelt werden. Während für Fettsäuren keine Wahl besteht, ist der Ablauf für Kohlenhydrate einen genaueren Blick wert.

Glukose wird im Zellinneren in zehn Schritten zu Pyruvat umgewandelt. Dieser Prozess wird Glykolyse genannt. Wie schnell dieser Prozess verläuft, hängt insbesondere von verschiedenen Enzymen ab, die für den Ablauf benötigt werden. Enzyme sind chemische Katalysatoren, die die Geschwindigkeit einer Reaktion beeinflussen und sehr spezifisch arbeiten. Für die Verdauung werden andere Enzyme im Dünndarm benötigt als für die einzelnen Schritte der Glykolyse. In diesem Zusammenhang ist die Bedeutung einer ausreichenden Mikronährstoffzufuhr zu erwähnen. Damit Enzyme wie vorgesehen arbeiten können, benötigen sie Cofaktoren wie Zink und Magnesium.

Damit das Pyruvat im Anschluss in die Mitochondrien geschleust wird, werden erneut Enzyme benötigt. Sind diese nicht ausreichend vorhanden oder signalisieren die Mitochondrien keinen Bedarf bzw. keine Möglichkeit, das Pyruvat zu verarbeiten, entsteht aus dem Pyruvat Laktat. Dieses wird über das Blut bis zur Leber transportiert und dort entweder wieder zu Pyruvat oder Glukose umgewandelt. Eine gewisse Menge Laktat wird also ständig im Körper produziert und nicht nur, wenn wir zum Sprint ansetzen

Energie aus Kohlenhydraten und Fetten: Es gibt kein entweder oder

Ein Missverständnis, das im Zusammenhang mit dem Stoffwechsel immer wieder aufkommt, ist die Vorstellung, dass der Körper entweder Fett oder Kohlenhydrate verbrennt. Abgesehen davon, dass es wie bereits beschrieben weitere Energieträger gibt, darf man sich den Energiestoffwechsel des Körpers nicht wie einen großen Verbrennungsmotor vorstellen. Vielmehr arbeitet jede Zelle für sich. Auch in einem Muskel können zum Zeitpunkt X somit einige Zellen Kohlenhydrate und andere Fett nutzen. Eine Sekunde später kann sich dies dagegen bereits wieder geändert haben.

Die Beschreibungen zum Energiestoffwechsel haben also in erster Linie den Charakter einer modellhaften Beschreibung. Die konkrete Umsetzung ist im echten Leben von einer Vielzahl an Faktoren abhängig. Mit Sauerstoff und Enzymaktivität wurden zwei Einflüsse bereits genannt. Trainingsstatus, Ernährung, Gesundheitsstatus, Muskelmasse oder Blutvolumen sind weitere Beispiele, die kurz-, mittel- oder langfristigen Veränderungen unterliegen.

Sobald wir uns im Bereich des Ausdauertrainings befinden, werden somit Kohlenhydrate und Fette verbrannt, wobei der Anteil sich mit zunehmender Dauer der Einheit immer stärker in Richtung Fette verschiebt. Da der Fettstoffwechsel zwar mehr Energie liefert als das Verbrennen von Kohlenhydraten jedoch länger benötigt, ist dies ein Faktor dafür, dass die Leistungsfähigkeit auf längeren Distanzen geringer ist als auf kürzeren Strecken.

Die Tatsache, dass ein Marathonläufer, der die 42,195 km unter drei Stunden bewältigt, die zehn Kilometer unter 43 Minuten im Rennen läuft, verdeutlicht allerdings, dass die geringere Leistungsfähigkeit immer in Relation zum Athleten gesehen werden muss. Generell ist das Leistungsverhältnis zwischen verschiedenen Distanzen jedoch die Grundlage von entsprechenden Rechnern zur Vorhersage der Marathonzeit. Dass die Genauigkeit der Vorhersage und das letztendliche Rennergebnis von weiteren Faktoren abhängig ist, sei nur noch einmal der Vollständigkeit wegen betont.

An dieser Stelle möchte ich in einem weiteren Teil zur Intensität und Dauer des Nüchernlaufs anschließen. Wer sich tiefergehend zum Thema Ernährung informieren möchte, erhält in meinem Buch Ernährung für (Kraft-)Sportler die entsprechenden Infos, die für Läufer ebenso wie für Eisenathleten gelten.