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Von William Misner, PhD - ergänzt von Jürgen Danner, MSc

OSMOLALITÄTSÜBERPRÜFUNG: EINLEITENDE BEMERKUNGEN

Die wissenschaftliche Grundlage und unserer Position ist, dass jeder einzelne Athlet einen bestimmten, angemessenen osmotischen Druck hat, der sich verändert, wenn sich die innere Körpertemperatur und Chemie entsprechend ändern. Eine Osmolarität von 300 mOsm für Körperflüssigkeiten ist eine sinnvolle Richtlinie für die Aufnahme von Kohlenhydratlösungen bei Raumtemperatur oder darunter, insbesondere bei sitzenden Tätigkeiten oder Belastungen von weniger als 50 % der VO2-Max-Rate, gemessen anhand der Herzfrequenz. Bestimmte negative Beweise für diese Aussage lassen sich in den überfüllten Sanitätszelten bei Ausdauerveranstaltungen beobachten, bei denen Teilnehmer vorwiegend mit der einen oder anderen Energiequelle oder Wasser versorgt werden. Diese Athleten, die nun zu Patienten werden, haben es versäumt, durch gezieltes Training mit Testdosierungen im Vorfeld genau zu bestimmen, welche Mischung für ihre individuelle Biochemie unter ähnlichen Bedingungen am besten funktioniert. Einige von ihnen haben einfach die Empfehlung des Herstellers übernommen, die Lösung in einer Konzentration entsprechend der Osmolarität von Körperflüssigkeiten zu mischen – nur um dann drei Viertel des Wettkampfs hinter sich zu haben und mit massiven Magenproblemen zu kämpfen!

Laut den Spezifikationen unseres Herstellers können die langkettigen komplexen Kohlenhydrate, die sowohl in Sustained Energy als auch in Hammer Gel verwendet werden, zu einer Lösung mit bis zu 24% für Sustained Energy bzw. 20% für Hammer Gel gemischt werden, um eine Körperflüssigkeitsosmolarität von 300mOsm zu erreichen. Dies entspricht einer 120ml von Sustained Energy mit 24% Feststoffen nach Gewicht oder einer 150ml von Hammer Gel mit 20% Feststoffen nach Gewicht.

Bei sportlicher Betätigung in Temperaturen unter 60 Grad Fahrenheit (ca. 15°C) und einer Luftfeuchtigkeit unter 60% reagieren acht von zehn Athleten positiv auf eine höhere Konzentration von Kohlenhydraten in der Flüssigkeit. Allerdings überschreiten die Bedingungen bei den meisten Ausdauerwettkämpfen diese Werte, wodurch mehr als die Hälfte der Athleten negativ auf eine hypotonische Osmolaritätsmischung auf Körperflüssigkeitsniveau reagieren.

Daher ist es notwendig, die Osmolarität eines Energiegetränks oder Gels zu verdünnen oder zu senken, wenn die Intensität durch Faktoren wie höheres Tempo, längere Dauer, steigende Höhenlage, erhöhte Luftfeuchtigkeit oder höhere Temperaturen zunimmt. Die individuelle Biochemie kann dabei um den Faktor 2x variieren.

Nur wenige Athleten passen sich unter extremen Ausdauerbelastungen an eine 20-24% Osmolaritätslösung an. Die Mehrheit reagiert hingegen positiv auf eine Verdünnung auf eine 10-12% Lösung, insbesondere unter den typischen schwierigen Umweltbedingungen, wie oben beschrieben.

Einfachzucker-Lösungen mit einer Osmolarität auf dem Niveau der Körperflüssigkeiten werden nur langsam aufgenommen, mit einer maximalen Rate von 6-8 %, da sie Fruktose oder Saccharose als Süßungsmittel enthalten. Einfachzucker widerstehen dem Magen-Darm-Übergang erheblich, insbesondere wenn die Körpertemperatur mit der Zeit, Intensität, Dauer sowie dem Flüssigkeits- und Elektrolytverlust ansteigt.

Durch den Verlust von Körperflüssigkeiten und Elektrolyten kann die Aufnahmefähigkeit vieler Athleten auf nur 3-5 % Zucker-Lösungen sinken, bevor es zu Magenbeschwerden, Krämpfen oder Muskelausfällen kommt.

Wird eine Einfachzucker-Lösung mit einer komplexen Kohlenhydrat-Lösung kombiniert, kann sich die Osmolarität verdoppeln, was während Ausdauerwettkämpfen zusätzlichen Magenstress verursacht.

Wenn Einfachzucker zu komplexen Kohlenhydraten hinzugefügt werden, kann der Magen die Aufnahme verweigern, da die Lösung hypertonischer wird. Bei einem Mangel an Körperflüssigkeiten und Elektrolyten ist es daher keine ideale Option, ein Einfachzucker-Produkt zusammen mit einer rein komplexen Kohlenhydratquelle einzunehmen.

Der Verzehr von ballaststoffhaltigen Lebensmitteln wie Energieriegeln, Bananen oder Orangenscheiben kann zudem die Darmperistaltik anregen, was zu Zeitverlusten durch ungeplante Toilettenpausen führen kann.

Während eines Ausdauerwettkampfs beträgt die ungefähre Energie- und Flüssigkeitsnachfüllrate 240-280 kcal in einer 480-720ml-Lösung pro Stunde, sofern genügend Elektrolyte verfügbar sind. Die Einnahme von gezuckerten Getränken, ballaststoffreichen Lebensmitteln oder einer zu hoch konzentrierten Kohlenhydratlösung kann dazu führen, dass der Athlet seine Leistungsziele nicht erreicht oder den Wettkampf nicht erfolgreich beendet.

Warum sollte ein Ausdauersportler 90-120 Tage für ein Event trainieren, nur um sich am Wettkampftag von jemand anderem vorschreiben zu lassen, was er an Energie und Flüssigkeit zu sich nimmt – und dadurch enttäuscht zu werden?

Jedes Produkt, das während eines Rennens verwendet wird, sollte bereits im Training erprobt worden sein – und dann konsequent im Wettkampf zum Einsatz kommen.

Sowohl Sustained Energy als auch Hammer Gel wurden für extreme Ausdauerwettkämpfe entwickelt. Ein durchschnittlich fitter Ausdauersportler kann bis zu 75% der VO2-Maximalleistung für 85–90 Minuten aufrechterhalten, bevor das Tempo ohne erneute Energiezufuhr nachlässt.

Eine feste Osmolaritätslösung mit einem Körperflüssigkeitsosmotischen Druck von 300mOsm ist jedoch möglicherweise nicht für alle individuellen Energiebedürfnisse ideal, um Ermüdung hinauszuzögern.

Die optimale Mischlösung für beide Produkte wird in Bezug auf die Anforderungen der meisten Athleten bei Wettkämpfen von mindestens zwei Stunden Dauer unter erhöhten Temperaturen definiert.

Diese Diskussion über die ideale Lösung basiert auf Beobachtungen aus den letzten zehn Jahren, die bei zahlreichen Veranstaltungen wie dem Ironman-Triathlon, Marathons, dem Race Across America, Eco-Challenge-Events und Ultramarathons aufgezeichnet wurden.

INHALTSSTOFFE von SUSTAINED ENERGY
1x Portion = 3 Messbecher beinhalten:

Ein Messlöffel Sustained Energy kann mit ca. 240 ml destilliertem Wasser gemischt werden. Diese Mischung entspricht einer hypotonischen Körperflüssigkeitslösung, die unter Bedingungen von ca. 15 °C und 60 % Luftfeuchtigkeit eine sofortige Magenentleerung ermöglicht.

Bei hyperthermischen Temperaturen über ca. 21 °C und 70 % Luftfeuchtigkeit kann eine weitere Verdünnung erforderlich sein, z. B. ein Messlöffel auf 300ml Flüssigkeit, um den beschleunigten Elektrolytverlust auszugleichen.

Da der Erfolg der Nährstoffaufnahme stark individuell variieren kann, wird empfohlen, dass jeder Athlet unter wettkampfähnlichen Bedingungen trainiert – zunächst mit der oben genannten Mischung, bevor er die Konzentration durch Verdünnung oder Erhöhung des Feststoffanteils anpasst.

Die Spanne der Osmolaritätsmischungen reicht von 3 Messlöffeln Sustained Energy auf 270ml Wasser (selten, meist bei hypothermischen Bedingungen) bis zur empfohlenen Mischung von 3 Messlöffeln in einer 720ml-Wasserflasche (die für die meisten Athleten unter hyperthermischen Bedingungen ideal ist).

• Kalorien pro ca. 480 ml Lösung = 222,60 kcal (bei 2 Messlöffeln)
• Gramm gelöster Stoffe pro 100 ml Lösung = 11,96 g/100 ml

INHALTSSTOFFE von HAMMER GELS
Eine Portion (zwei Esslöffel) enthält:

• 24 g Kohlenhydrate (langkettige Kohlenhydrate)
• 100 Kalorien aus Kohlenhydraten
• Energy Smart Süßungsmittel
• Vier Aminosäuren: L-Leucin, L-Isoleucin, L-Valin, L-Alanin
• Natrium & Kaliumchlorid
• Kaliumsorbat als Konservierungsmittel

Jede Portion Hammer Gel sollte idealerweise mit ca. 240 ml destilliertem Wasser nachgetrunken oder direkt gemischt werden. Diese Mischung entspricht einer hypotonischen Körperflüssigkeitslösung, die unter Bedingungen von ca. 15 °C und 60 % Luftfeuchtigkeit eine sofortige Magenentleerung ermöglicht.

Bei hyperthermischen Temperaturen über ca. 21 °C und 70 % Luftfeuchtigkeit kann eine weitere Verdünnung erforderlich sein, z. B. eine Portion auf 210-300ml, um den schnellen Elektrolytverlust auszugleichen.

Da die individuelle Aufnahmekapazität stark variieren kann, wird empfohlen, dass jeder Athlet unter wettkampfähnlichen Bedingungen trainiert und die Mischung zunächst testet, bevor sie verdünnt oder der Feststoffanteil erhöht wird.

Die empfohlene Bandbreite der Osmolaritätsmischungen reicht von bis zu 3 Portionen Hammer Gel auf nur 360ml Wasser (selten, meist bei kalten Bedingungen) bis zur wahrscheinlich idealen Mischung von 3 Portionen in einer 720ml-Wasserflasche – eine Konzentration, die für die meisten Athleten in einem typischen spätsaisonalen Wettkampf unter heißen Bedingungen optimal ist.

• Kalorien pro 480ml Lösung = 200,00 kcal (bei 2 Portionen)
• Gramm gelöster Stoffe pro 100 ml Lösung = 10,14 g/100 ml

Die Osmolarität von Körperflüssigkeiten in Bezug auf Kalorienwerte von Zucker und langkettigen Kohlenhydraten

Gastrische Transitgeschwindigkeiten bevorzugen Maltodextrin während der körperlichen Betätigung

Gastrische Entleerungsraten und verschiedene Lösungen

Die gastrische Entleerung wird durch das Volumen im Magen beeinflusst, wobei die Volumina von etwa 400 ml bis 800 ml variieren können. Es gibt individuelle Unterschiede, wie gut Athleten größere Magenvolumina tolerieren, und einige Athleten können deutlich höhere Magenvolumina vertragen als andere. [1,2,3]

Die folgenden Daten zeigen die Entleerungsraten für verschiedene Flüssigkeitslösungen, die bei Athleten innerhalb von 10 Minuten beobachtet wurden, unter Berücksichtigung des aufgenommenen Magenvolumens:

1. Reine Wasserlösung (65%)
• Bei 400 ml: 260 ml wurden entleert (65% der aufgenommenen Flüssigkeit).
• Bei 800 ml: 520 ml wurden entleert (65% der aufgenommenen Flüssigkeit).
2. Isotonische 7%-Kohlenhydratlösung (50%)
• Bei 400 ml: 200 ml wurden entleert (50% der aufgenommenen Flüssigkeit).
• Bei 800 ml: 400 ml wurden entleert (50% der aufgenommenen Flüssigkeit).
3. Glukose 15%-Lösung (25%)
• Bei 400 ml: 100 ml wurden entleert (25% der aufgenommenen Flüssigkeit).
• Bei 800 ml: 200 ml wurden entleert (25% der aufgenommenen Flüssigkeit).
4. Maltodextrin 18%-Lösung (25%)
• Bei 400 ml: 100 ml wurden entleert (25% der aufgenommenen Flüssigkeit).
• Bei 800 ml: 200 ml wurden entleert (25% der aufgenommenen Flüssigkeit).

Sowohl Sustained Energy (100 %) als auch Hammer Gel (90 %+) bestehen aus Kohlenhydraten aus mehreren Versionen von langkettigen Kohlenhydraten auf Maltodextrin-Basis.

Zur besseren Verständnis, hier ein paar Ergänzungen von Jürgen Danner für euch:

Die Osmolarität von Körperflüssigkeiten in Bezug auf Kalorienwerte von Zucker und langkettigen Kohlenhydraten lässt sich wie folgt zusammenfassen:

1.     Zucker (Einfachzucker):

o   Einfachzucker wie Glukose oder Fruktose hat eine hohe Osmolarität, da sie schnell in den Blutkreislauf aufgenommen werden und relativ wenig Wasser binden.

o   Der Kalorienwert von Zucker liegt bei etwa 4 kcal pro Gramm.

o   Eine zuckerhaltige Lösung hat in der Regel eine höhere Osmolarität, die über dem idealen Wert für die Körperflüssigkeiten liegt, was zu einer langsamen oder problematischen Absorption führen kann, wenn der Körper versucht, Wasser zu binden und zu verarbeiten.

2.     Langkettige Kohlenhydrate:

o   Langkettige Kohlenhydrate wie Maltodextrin oder Stärke haben eine niedrigere Osmolarität, da sie langsamer in kleinere Zuckerarten aufgespalten werden und weniger schnell ins Blut aufgenommen werden.

o   Der Kalorienwert dieser Kohlenhydrate liegt ebenfalls bei etwa 4 kcal pro Gramm, aber aufgrund ihrer langsameren Absorption haben sie eine geringere Osmolarität im Vergleich zu einfachen Zuckern.

o   Lösungen mit langkettigen Kohlenhydraten verursachen weniger Magenprobleme und bieten eine kontinuierliche Energiequelle während körperlicher Anstrengung.

Fazit:

• Zucker hat eine höhere Osmolarität und kann in hohen Konzentrationen Magenprobleme verursachen, während langkettige Kohlenhydrate in der Regel eine niedrigere Osmolarität haben, was zu einer besseren Absorption und stabileren Energieversorgung führt.

Gastrische Transitgeschwindigkeiten bevorzugen Maltodextrin während der körperlichen Betätigung.

Maltodextrin, ein langkettiges Kohlenhydrat, wird während des Trainings oft bevorzugt, weil es im Vergleich zu einfachen Zuckern wie Glukose oder Fruktose eine bessere Magen-Darm-Verträglichkeit aufweist.

Dies liegt an mehreren Faktoren:

1. Niedrigere Osmolarität:
   Maltodextrin hat eine geringere Osmolarität als viele einfache Zuckerarten. Das bedeutet, dass es weniger Wasser in den Magen zieht, was die Wahrscheinlichkeit von Magenbeschwerden wie Übelkeit, Krämpfen und Völlegefühl verringert. Dies fördert eine schnellere und komfortablere Magenentleerung.

2. Langsame, aber stetige Energieabgabe:
   Maltodextrin wird im Körper langsamer abgebaut und führt zu einer gleichmäßigeren Energieversorgung während des Trainings. Es bietet langsame Zuckerfreisetzung ohne die "Zuckerabstürze" oder den schnellen Blutzuckeranstieg, der bei der Verwendung von einfachen Zuckern häufig auftritt.

3. Bessere Absorption während intensiver Aktivität:
   Während intensiver sportlicher Aktivität kann der Körper größere Mengen an Maltodextrin effizienter aufnehmen und verarbeiten, ohne dass der Magen überlastet wird. Dies ist besonders vorteilhaft bei langen Ausdauerbelastungen wie Marathonläufen oder Triathlons.

4. Verbesserte Flüssigkeitsaufnahme:
   Maltodextrin hilft auch dabei, die Aufnahme von Flüssigkeit zu fördern, was für die Hydratation während des Trainings entscheidend ist. Im Gegensatz zu reinen Zuckerlösungen, die die Osmolarität erhöhen und möglicherweise die Flüssigkeitsaufnahme behindern können, hilft Maltodextrin dabei, den Flüssigkeitshaushalt zu stabilisieren.

Fazit:
Für Ausdauersportler ist Maltodextrin eine bevorzugte Wahl, um eine gleichmäßige Energieabgabe zu erzielen und gleichzeitig den Magen zu schonen, was zu einer besseren Gesamtleistung führt. Es hat gegenüber einfachen Zuckern den Vorteil, den Magen schneller zu entleeren und den Körper kontinuierlich mit Energie zu versorgen, ohne Magenbeschwerden zu verursachen.

Sustained Energy (100%), Heed (90%+) und Hammer Gel (90%+) bestehen hauptsächlich aus Kohlenhydraten, die aus verschiedenen Formen von Maltodextrin-Basis und langkettigen Kohlenhydraten stammen.

Daher bieten Sustained Energy, Heed als auch Hammer Gel eine hervorragende Energiequelle für Ausdauersportler, die auf langkettige Kohlenhydrate setzen, um die Leistung während eines Events oder intensiven Trainings zu optimieren.

Hier ein Beispiel:

Quelle: [4] https://www.facebook.com/EMsportscience/posts/comparison-of-sports-drinkswhile-exercising-your-body-loses-more-than-just-water/10158013131841110/

REFERENZEN:

[1] Gastric emptying with repeated drinking during running and bicycling. Rehrer NJ, Brouns F, Beckers EJ, Ten Hoor F, Saris WH Int J Sports Med 1990 Jun 11:3 238-43.

[2] Faster gastric emptying for glucose-polymer and fructose solutions than for glucose in humans. Sole CC, Noakes TD, Eur J Appl Physiol 1989 58:6 605-12.

[3] High rates of exogenous carbohydrate oxidation from starch ingested during prolonged exercise, Hawley JA, Dennis SC, Laidler BJ, Bosch AN, Noakes TD, Brouns F, J Appl Physiol 1991 Nov 71:5 1801-6.

[4] https://www.facebook.com/EMsportscience/posts/comparison-of-sports-drinkswhile-exercising-your-body-loses-more-than-just-water/10158013131841110/

JOURNAL OF ENDURANCE
Editor
http://www.onelist.com/community/endurancelist

AMERICAN SOCIETY OF EXERCISE PHYSIOLOGISTS
Associate Editor, Metabolic Responses to Exercise Journal of Exercise Physiology-online
http://www.css.edu/x6913.xml

AUTHOR:
NUTRITION FOR ENDURANCE: FINDING ANOTHER GEAR
Dolezal & Associates Publishing, Livermore California, 1998.