Nährstoff-Timing beinhaltet den gezielten Verzehr von Nährstoffen und verwandten ergogenen Hilfsmitteln zu bestimmten Zeitpunkten, um potenziell die Leistung zu maximieren, Trainingsanpassungen zu verstärken und die Erholung zu fördern. Bislang wurde in der Forschung zum Nährstoff-Timing vor allem die Wirksamkeit von zwei Makronährstoffen untersucht: Kohlenhydrate und Proteine. Es gibt jedoch auch eine kleine, aber wachsende Zahl von Studien, die darauf hinweisen, dass die strategische Einnahme von Koffein, Kreatin, Nahrungsnitraten, Natriumbikarbonat, Beta-Alanin, Eisen und Kalzium die Muskel- und Trainingsleistung beeinflussen kann. Ziel dieser Übersichtsarbeit ist es daher, die Literatur, die akute und chronische Strategien zur Einnahme von Mikronährstoffen und Nicht-Nährstoffen untersucht, kurz und umfassend zusammenzufassen und mögliche Richtungen für die zukünftige Forschung in diesem Bereich aufzuzeigen.
Timing-Strategien zur Leistungssteigerung
Koffein
Koffein ist ein Trimethylxanthin, das durch das P450-Cytochrom-System in der Leber zu drei Dimethylxanthinen abgebaut wird: Theophyllin, Theobromin und Paraxanthin (für eine Übersicht siehe Graham et al.). Koffein kann die Muskel- und Trainingsleistung beeinflussen, indem es als Adenosinrezeptor-Antagonist wirkt oder die Phosphodiesterase und die Erregungs-Kontraktions-Kopplung beeinflusst. Die akute Einnahme von 3-6 mg pro Kilogramm (mg/kg) Koffein vor einem Ausdauertraining wirkt sich nachweislich positiv auf die Fettverwertung aus, verringert das Gefühl der Ermüdung, erhöht den Antrieb zum Training und verbessert die Leistung. In ähnlicher Weise haben Studien, die sich mit Widerstandstraining befassen, über gemischte Ergebnisse nach der Einnahme von Koffein vor dem Training berichtet, wobei einige Studien über signifikante Steigerungen der Kraftproduktion und der muskulären Ausdauer berichteten, während andere solche Veränderungen nicht feststellen konnten. In einer kürzlich durchgeführten Meta-Analyse untersuchten Grgic et al. die Auswirkungen einer Koffein-Supplementierung bei 149 Teilnehmern aus 10 Studien und kamen zu dem Schluss, dass eine Koffein-Supplementierung die Muskelkraft signifikant verbessert (standardisierte mittlere Differenz: 0,20, 95 % Konfidenzintervall, p = 0,023). Polito et al. führten eine Meta-Analyse von 17 Studien mit 227 Männern und 21 Frauen durch, um die Auswirkungen von Koffein auf die Muskelleistung zu ermitteln. Die Ergebnisse zeigten, dass eine Koffeinergänzung die Muskelausdauer und -leistung verbesserte (Effektgrößen: 0,29-0,48, p < 0,01). Da die Plasmakonzentrationen von Koffein in der Regel innerhalb von 60 Minuten nach der Einnahme ihren Höchststand erreichen, ist es logisch, dass dem Zeitpunkt des Koffeinkonsums im Verhältnis zum Training besondere Aufmerksamkeit geschenkt wird. Es ist jedoch zu beachten, dass die Unterschiede in der Art der Koffeinverabreichung (z. B. Koffeinkaugummi, Kapsel oder wässrige Lösung), das Fehlen verschiedener Trainingsinterventionen und die zugrundeliegenden genetischen Faktoren, die den Koffeinstoffwechsel beeinflussen, die Schlussfolgerungen aus den verfügbaren Studien zum Koffeinzeitpunkt etwas einschränken. Nichtsdestotrotz haben mehrere neuere Untersuchungen, die die Auswirkungen der Koffeineinnahme vor und während der Belastung auf die sportliche Leistung verglichen haben, wertvolle Informationen für Personen geliefert, die die ergogenen Wirkungen von Koffein maximieren wollen.
Bislang haben alle Studien zum Koffein-Timing ausschließlich Modelle für die zyklische Belastung verwendet. Bell und McLellan zeigten, dass gut trainierte Personen, die 1, 3 oder 6 Stunden vor der Durchführung einer Radfahrübung bis zur Ermüdung Koffein (5 mg/kg) zu sich nahmen, eine signifikante (p < 0,05) Erhöhung der Zeit bis zur Erschöpfung nur nach 1 und 3 Stunden Einnahme der Substanz vor der Übung erfuhren. Cox und Kollegen verglichen ebenfalls die Auswirkungen verschiedener Protokolle der Koffeineinnahme auf die Zeitfahrleistung bei hochtrainierten Radfahrern nach einem zweistündigen Radfahren im Dauerzustand bei 70 % Sauerstoffverbrauch (VO2peak). Die Teilnehmer konsumierten 6 mg/kg Koffein in Kapselform 1 Stunde vor dem Steady-State-Wettkampf oder konsumierten sechs Dosen von 1 mg/kg Koffein alle 20 Minuten während des Steady-State-Wettkampfs, bevor sie einen Zeitfahrversuch bis zur Erschöpfung bei 70 % VO2peak absolvierten. Die Einnahme von Koffein verbesserte die Leistung im Zeitfahren im Vergleich zu Placebo in beiden Bedingungen, wobei es keine Leistungsunterschiede zwischen den Gruppen gab, obwohl die Leistung im Zeitfahren nur nach der Einnahme der Substanz vor dem Training signifikant höher war (p = 0,04) als unter Placebo. In ähnlicher Weise stellten Conway und Kollegen fest, dass eine geteilte Koffeindosis im Vergleich zu einer einmaligen Koffeindosis (6 mg/kg), die 1 Stunde vor dem Radfahren über Kapseln verabreicht wurde, keine zusätzliche ergogene Wirkung hatte. Schließlich scheint die Verabreichung von Koffein während der Anstrengung als Teil einer Rehydrationsstrategie eine wirksame Methode zur Verbesserung der späteren Leistung zu sein. Talanian und Spriet verabreichten Radfahrern 100 mg oder 200 mg Koffein als Teil einer Kohlenhydrat-Elektrolyt-Lösung nach 80 Minuten eines 120-minütigen Steady-State-Radrennens, auf das unmittelbar ein weiteres 120-minütiges Zeitfahren folgte. Es überrascht nicht, dass beide Koffein-Bedingungen die Leistung im Zeitfahren im Vergleich zu Placebo signifikant (p < 0,05) verbesserten, obwohl die 200-mg-Dosis Koffein die Leistung im Zeitfahren in größerem Maße verbesserte als die 100-mg-Dosis. Insgesamt deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass die Einnahme von Koffein während eines längeren Radtrainings im Vergleich zur Einnahme vor dem Training gleich wirksam sein kann.
Zwei Studien haben die zeitlichen Auswirkungen von koffeinhaltigem Kaugummi untersucht, der schneller aufgenommen wird als Kapseln. Ryan und Kollegen untersuchten die Auswirkungen von koffeinhaltigem Kaugummi (200 mg), der 35 und 5 Minuten vor einem Radfahrzeit-Erschöpfungstest bei 85 % VO2max (maximaler Sauerstoffverbrauch) und erneut 15 Minuten nach dem Training verabreicht wurde. Koffein hatte keinen Einfluss auf die sportliche Leistung, was möglicherweise auf die niedrige Koffein-Dosierung zurückzuführen ist, die verwendet wurde. In einer weiteren Studie verabreichten die Forscher männlichen Radfahrern 2 Stunden, 1 Stunde und 5 Minuten vor einem Radzeitfahren koffeinhaltige Kaugummis (300 mg). Die Autoren berichteten über eine signifikante Verbesserung (p = 0,023) der Leistung beim Zeitfahren nur dann, wenn das Koffein unmittelbar vor dem Training verabreicht wurde (38,7 ± 1,2 Minuten), im Vergleich zu 60 Minuten vor dem Training (41,8 ± 2,6 Minuten) und 2 Stunden vor dem Training (42,6 ± 2,2 Minuten). Die Ergebnisse der verschiedenen Studien deuten darauf hin, dass das Kaugummikauen von Koffein (300 mg) unmittelbar vor einer aeroben Belastung bis zur Erschöpfung einen geringen ergogenen Effekt haben kann. Bevor die Ergebnisse weiter verallgemeinert werden können, sind jedoch weitere Studien mit einer größeren Bandbreite von Trainingsmodalitäten erforderlich. Darüber hinaus müssen die unterschiedlichen Auswirkungen der verschiedenen Arten der Koffeinverabreichung quantifiziert werden, da Unterschiede in der Geschwindigkeit der Absorption und der Bioverfügbarkeit die Wirksamkeit eines bestimmten Zeitprotokolls drastisch verändern können.
Nahrungsnitrate
In den letzten Jahren haben Nitrate in der Nahrung drastisch an Popularität gewonnen, da eine große Anzahl von von Peer-Review-Studien ihre Wirksamkeit zur Verbesserung der Leistung bei Ausdauer- und Intervalltraining dokumentiert hat. Nitrate sind in Blattgemüse wie Spinat, Kopfsalat und Sellerie sowie in Wurzelgemüse wie Rote Bete enthalten. Mit der Nahrung aufgenommenes Nitrat (NO3-) wird von Bakterien in der Mundhöhle zu Nitrit (NO2-) und dann im Magen zu Stickstoffmonoxid (NO) abgebaut, obwohl ein Teil des Nitrits nachweislich in den Blutkreislauf gelangt. NO kann die sportliche Leistung verbessern, indem es die Durchblutung und die Muskelkontraktilität steigert und die mit der aeroben Belastung verbundenen Sauerstoffkosten reduziert. Bislang haben viele der Untersuchungen, die sich mit der Einnahme von Nitrat über die Nahrung befasst haben, eine prophylaktische Supplementierung über einen Zeitraum von 3 bis 6 Tagen verwendet, obwohl Forscher, die die Auswirkungen einer akuten Einnahme von Nitrat über die Nahrung untersuchten, das Supplement häufig etwa 2 bis 3 Stunden vor dem Training verabreicht haben. Es gibt jedoch nur wenige Informationen über den Zeitpunkt der akuten Nitrataufnahme. Hoon et al. verglichen kürzlich die Auswirkungen von drei Nitrat-Timing-Strategien bei Radrennfahrern auf nationaler Ebene, die zwei getrennte 4-Minuten-Zeitfahren mit jeweils 75 Minuten Pause absolvierten. In einer ausgeglichenen, doppelblinden Crossover-Studie nahmen die Teilnehmer 150 Minuten und 75 Minuten vor dem ersten Zeitfahren drei Kombinationen von Rote-Bete-Saft oder Placebo zu sich. Zu den Kombinationen gehörten folgende: Rote-Bete-Saft, der 150 Minuten vor dem ersten Zeitversuch verabreicht wurde (Placebo wurde 75 Minuten später eingenommen), Rote-Bete-Saft, der 75 Minuten vor dem ersten Zeitversuch verabreicht wurde (Placebo wurde 150 Minuten später eingenommen), und Rote-Bete-Saft, der zu beiden Zeitpunkten verabreicht wurde. Die Nahrungsergänzung mit Nitraten (unabhängig vom Zeitpunkt) führte jedoch nicht zu einer statistischen Verbesserung der Leistung während des ersten Zeitversuchs, und die ergänzenden Bedingungen könnten die Leistung während des zweiten Zeitversuchs im Vergleich zu Placebo leicht beeinträchtigt haben. Die Autoren wiesen darauf hin, dass die Zufuhr von Nitraten aus anderen Nahrungsquellen während der Studie nicht eingeschränkt wurde, was die Auswirkungen der Nitratsupplementierung im Vergleich zu anderen Studien, in denen der Nitratkonsum aller Teilnehmer während des Studienzeitraums vollständig eingeschränkt wurde, verringert haben könnte. Es liegt auf der Hand, dass weitere Forschungen auf diesem noch jungen Gebiet erforderlich sind, bevor eindeutige Schlussfolgerungen gezogen werden können (Tabelle 1).
Kreatinmonohydrat
Kreatin ist eines der populärsten und zugleich wissenschaftlich am besten untersuchten Nahrungsergänzungsmittel überhaupt. In diesem Zusammenhang wurde wiederholt nachgewiesen, dass eine Kreatin-Supplementierung die Belastbarkeit bei hoher Intensität verbessert und die Muskelmasse und die Muskelleistung in Verbindung mit Widerstandstraining erhöht, indem sie den Stoffwechsel von energiereichem Phosphat, den Hydratationsstatus der Zellen, die Muskelproteinkinetik, die Satellitenzellen, die anabolen Wachstumsfaktoren und die Entzündung beeinflusst.
Der Zeitpunkt der Kreatineinnahme kann eine wichtige Strategie sein, um die physiologische Anpassung durch Widerstandstraining zu verbessern. Cribb und Hayes zum Beispiel versorgten eine Gruppe von männlichen Widerstandstrainern während eines strukturierten 10-wöchigen Widerstandstrainings mit einem Supplement, das eine identische Dosis an Protein, Kohlenhydrat und Kreatinmonohydrat enthielt. Wenn die Nährstoffkombination in unmittelbarer zeitlicher Nähe zu jedem Training verabreicht wurde (im Vergleich zu morgens und abends), wurden signifikante Zunahmen von Kraft (p < 0,05) und Muskelmasse (p < 0,05) festgestellt. Interessanterweise wurden in der Gruppe, die Kreatin kurz vor dem Training erhielt, signifikant höhere intramuskuläre Phosphokreatin- und Kreatinwerte festgestellt, was darauf hindeutet, dass das Timing nicht nur positive Trainingsanpassungen fördert, sondern auch die Kreatinaufnahme günstig beeinflussen kann. Später veröffentlichten Antonio und Ciccone eine Studie, in der die Auswirkungen einer zeitlich abgestimmten Verabreichung von Kreatinmonohydrat direkt untersucht wurden. Neunzehn männliche Freizeit-Bodybuilder erhielten nach dem Zufallsprinzip 5 g Kreatinmonohydrat entweder unmittelbar vor oder unmittelbar nach dem Training während eines strukturierten, vierwöchigen Krafttrainingsprogramms. Es wurden zwar keine statistischen Signifikanzschwellen (p > 0,05) überschritten, aber ein auf dem Ausmaß basierender Inferenzansatz deutete darauf hin, dass die Verabreichung nach dem Training im Vergleich zur Einnahme vor dem Training vorteilhaftere Veränderungen bei der fettfreien Masse, der Fettmasse und der Kraft des Oberkörpers bewirken könnte. Candow teilte 22 untrainierte ältere Erwachsene in einem randomisierten Doppelblindversuch in zwei Gruppen ein: eine Gruppe erhielt Kreatin unmittelbar vor und eine andere unmittelbar nach dem Training. Beide Gruppen erhielten die gleiche Kreatindosis (0,1 g∙kg∙Tag- 1) und trainierten 12 Wochen lang dreimal pro Woche. Es wurden jedoch keine Unterschiede in Bezug auf Magermasse, Muskeldicke und Muskelkraft zwischen den Gruppen festgestellt. Leider gab es in den genannten Studien keine Placebogruppe (Kontrollgruppe). Um diese Einschränkung zu überwinden und die Auswirkungen einer Kreatin-Supplementierung vor und nach dem Training direkt zu vergleichen, untersuchte Candow die Auswirkungen von Kreatin (0,1 g∙kg- 1) unmittelbar vor oder unmittelbar nach dem Krafttraining (3 Trainingseinheiten pro Woche) im Vergleich zu Placebo über einen Zeitraum von 32 Wochen bei alternden Erwachsenen. Die Ergebnisse zeigten, dass eine Kreatinsupplementierung vor und nach dem Training die Muskelkraft im Vergleich zu Placebo steigerte (p < 0,025), aber es gab keine Unterschiede im Kraftzuwachs in Abhängigkeit vom Zeitpunkt der Kreatinverabreichung. Interessanterweise führte nur Kreatin nach dem Training zu einer größeren Zunahme der fettfreien Gewebemasse im Vergleich zu Placebo. Die uneinheitlichen Schlussfolgerungen der Kreatinstudien sind wahrscheinlich auf Faktoren wie eine geringe Anzahl von Studienteilnehmern, eine gemischte Geschlechterkohorte oder die Einbeziehung von „Respondern“ und „Nicht-Respondern“ in das Studienprotokoll zurückzuführen. Obwohl es schwierig ist, die Ergebnisse von Studien zu vergleichen, die unterschiedliche Methoden verwenden, scheint es, dass eine Kreatin-Supplementierung vor und nach dem Training wirksame Strategien sind, um die Muskelmasse und -kraft zu erhöhen, wobei der Nutzen für den Muskelaufbau nach dem Training möglicherweise größer ist.
Eisen
Eisen ist ein essentieller Mineralstoff, der für die DNA-Synthese, den Elektronentransport in der Zelle und den Sauerstofftransport zu den Geweben über das Hämoglobin von entscheidender Bedeutung ist, da etwa 70 % des körpereigenen Eisens an das Hämoglobin in den roten Blutkörperchen gebunden sind. Mehrere Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass regelmäßiges aerobes Training die Eisenspeicher im Körper verringern kann. Die Einnahme von Eisenpräparaten soll dazu beitragen, die aerobe Leistungsfähigkeit durch die Wiederherstellung der Hämoglobinkonzentration zu steigern und damit die Sauerstoffaufnahmefähigkeit des Körpers zu verbessern. Eine Eisensupplementierung scheint jedoch keinen ergogenen Effekt auf die aerobe Leistungsfähigkeit zu haben, es sei denn, die betreffende Person hat einen Eisenmangel oder leidet an Anämie, insbesondere bei weiblichen Personen. Dennoch kann die Entwicklung von Strategien zur Verbesserung des Eisenstatus für Forscher und Personen, die mit Risikogruppen arbeiten, von Interesse sein.
Es wurden einige Untersuchungen durchgeführt, um festzustellen, ob der Zeitpunkt der Nahrungsaufnahme in Bezug auf die sportliche Betätigung den Eisenstatus günstig beeinflussen kann. Das anfängliche Interesse an dieser Forschungsfrage wurde durch die Ergebnisse von Matsuo und Kollegen aus dem Jahr 2002 geweckt, die zeigten, dass die Häm-Biosynthese nach einem Widerstandstraining bei Ratten mit Eisenmangel ansteigt. Die Forscher stellten die Hypothese auf, dass die Fütterung nach dem Training die Häm-Produktion noch weiter steigern könnte, und gaben zwei Gruppen von vier Wochen alten männlichen Ratten ähnliches, eisenarmes Futter entweder unmittelbar nach oder 4 Stunden nach dem dreimal wöchentlich durchgeführten Klettertraining über einen Zeitraum von drei Wochen. Das Plasmaeisen war signifikant erhöht (p < 0.05) nach dem Klettern nur in der Gruppe, die unmittelbar nach dem Training eine Mahlzeit erhielt, während die Hämatokrit- und Hämoglobinwerte zwischen den Gruppen vor und nach dem Training ähnlich waren. Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass die zeitliche Abstimmung der Eisenmahlzeiten nach dem Sport den Plasmaleisenspiegel erhöhen kann, aber keine Auswirkungen auf die Hämatokrit- oder Hämoglobinkonzentration im Blut hat. Eine wichtige Überlegung in Bezug auf die potenziellen Auswirkungen der zeitlichen Verabreichung verschiedener Mikronährstoffe ist jedoch, wie der betreffende Nährstoff im Körper verstoffwechselt und gespeichert wird. So reichern sich beispielsweise viele Vitamine und Mineralstoffe nach chronischer Einnahme im Laufe der Zeit im Gewebe an. Folglich kann die tägliche, zeitlich abgestimmte Verabreichung einen geringen Einfluss auf bestimmte, aber nicht unbedingt alle interessierenden Ergebnisse haben, wie z. B. Blutzellenzahl, Elektrolythaushalt, Enzymaktivität, Stoffwechselaktivität und Leistung. Daher sind weitere Forschungsarbeiten erforderlich, um besser zu verstehen, ob die zeitliche Verabreichung von Eisen oder anderen Mikronährstoffen einen messbaren Einfluss auf ausgewählte Ergebnisse haben kann.
Calcium
Calcium (Ca2+) ist ein Mineralstoff, der häufig aus verschiedenen Nahrungsquellen wie Milchprodukten, grünem Blattgemüse und Bohnen aufgenommen wird. Etwa 99 % des Kalziums wird im Skelettsystem gespeichert, der Rest befindet sich unter anderem in den Muskelzellen. Während einige Forscher der Meinung sind, dass eine Kalzium-Supplementierung kein ergogenes Potenzial besitzt, da der Körper in der Lage ist, das riesige Kalziumdepot im Skelettsystem zu nutzen, haben Williams und Kreider behauptet, dass eine Kalzium-Supplementierung für Sportler mit einer unzureichenden Nahrungsaufnahme von Vorteil sein kann. Eine der wichtigsten Wirkungen von Kalzium ist die Erleichterung der Kontraktion der Skelettmuskeln. Kalzium trägt außerdem nachweislich zur Erhaltung der Knochenmasse bei Sportlern bei, die anfällig für vorzeitige Osteoporose sind, und verbessert die körperliche Leistungsfähigkeit bei Sportlern mit Kalziummangel. Die zusätzliche Gabe von Kalzium trägt auch dazu bei, die Auswirkungen eines erhöhten Parathormonspiegels abzuschwächen, der bekanntermaßen die Knochenresorption stark stimuliert. Aufgrund der wichtigen Wirkungen von Kalzium ist es offensichtlich, dass mehr Informationen benötigt werden, um besser zu verstehen, ob der Zeitpunkt der Kalziumzufuhr die Leistung oder gesundheitsbezogene Ergebnisse positiv beeinflussen kann.
Die Auswirkungen von lang andauernden, nicht gewichtsbelastenden Aktivitäten wie Radfahren auf die Knochenmineraldichte sind dokumentiert. Barry et al. verglichen die Auswirkungen von zwei verschiedenen Zeitstrategien der Kalziumergänzung auf die Kalziumhomöostase nach dem Radfahren. In einem doppelblinden Crossover-Design absolvierten 20 trainierte männliche Radfahrer ein intensives 35-km-Radzeitfahren. Die Teilnehmer nahmen entweder 20 Minuten vor dem Training oder alle 15 Minuten während des einstündigen Radrennens ein Getränk mit insgesamt einem Gramm Kalzium zu sich. Ein Placebo-Getränk wurde während des abwechselnden Verzehrs für jede Zeitbedingung bereitgestellt, und die Ergebnisse wurden mit einer reinen Placebo-Bedingung verglichen. Die Autoren fanden heraus, dass die Gabe von Kalzium vor dem Training den erwarteten Anstieg des Parathormons, der durch das Training ausgelöst wurde, signifikant verringerte (p = 0,04), obwohl ein ähnliches Ergebnis auftrat, wenn Kalzium während des Trainings zugeführt wurde. Aufgrund des gut charakterisierten Anstiegs der Nebenschilddrüsenhormone, der selbst bei geringfügigen Absenkungen des Serumkalziumspiegels auftritt, deutet die Abschwächung der Nebenschilddrüsenhormone auf eine verbesserte Aufrechterhaltung des Serumkalziums hin, ein Effekt, der zumindest teilweise durch den Zeitpunkt der Kalziumzufuhr moduliert wurde. In einer Folgestudie wurden 52 männliche Radrennfahrer nach dem Zufallsprinzip Gruppen zugeteilt, die entweder 30 Minuten vor oder 1 Stunde nach einem anstrengenden 35-km-Radzeitfahren 1 g Kalzium und 1000 Internationale Einheiten (IE) Vitamin D zu sich nahmen. Wenn die Nahrungsergänzungsmittel vor dem Training verabreicht wurden, wurde der typischerweise beobachtete Rückgang des ionisierten Serumkalziums nach dem Training deutlich verringert. Darüber hinaus wurde bei der Kalziumzufuhr vor dem Training eine Tendenz zu niedrigeren Parathormonspiegeln nach dem Training beobachtet. Dieselbe Forschungsgruppe führte eine weitere Studie durch, in der die Auswirkungen des Kalzium-Timings auf die Kalzium-Homöostase untersucht wurden. Im Rahmen von zwei getrennten Experimenten rekrutierten die Forscher 50 bis 75 Jahre alte Frauen, die 60 Minuten lang auf dem Laufband bei 75-80 % Spitzen-Sauerstoffverbrauch liefen. Während der ersten Studie nahmen zehn Probanden alle 15 Minuten ein mit Kalzium angereichertes Getränk oder ein Placebo in gleicher Menge zu sich, beginnend 1 Stunde vor dem Training und während des einstündigen Trainings, um eine Gesamtdosis von 1 g Kalzium zu erhalten. Im zweiten Experiment musste eine Gruppe von 23 Probanden (gesunde Frauen nach der Menopause; 50-75 Jahre) 15 Minuten vor dem Training und während der gesamten Trainingseinheit in ähnlicher Weise wie in der ersten Studie die gleiche Menge Kalzium oder Placebo zu sich nehmen. Wenn die Kalziumzufuhr 60 Minuten vor dem Training begann, waren die Serumspiegel der Nebenschilddrüse nach dem Training signifikant erhöht (p = 0,05, p < 0,001). In einer Studie aus dem Jahr 2015 schließlich absolvierten 32 Radrennfahrerinnen getrennte 90-minütige Radrennen. In einer Bedingung wurde vor dem Training eine kalziumreiche Mahlzeit verabreicht, in der anderen Bedingung eine Kontrollmahlzeit. Mit der kalziumreichen Mahlzeit wurden die Serumspiegel der Knochenresorptionsmarker signifikant gesenkt (p < 0,01), was darauf hindeutet, dass der Knochenstoffwechsel als Reaktion auf das verlängerte Radtraining günstig beeinflusst wurde. Insgesamt scheinen die Ergebnisse darauf hinzuweisen, dass eine rechtzeitige Kalziumergänzung vor dem Training von Vorteil ist, um die durch das Training verursachte Störung der Kalziumhomöostase abzumildern.
Timing-Strategien für die Leistung und zur Abschwächung unerwünschter Ereignisse
Natriumbicarbonat
Natriumbicarbonat (NaHCO3) ist ein Alkalisierungsmittel, das Berichten zufolge die Leistung verbessert, indem es die Entwicklung einer metabolischen Azidose, die maßgeblich zur Ermüdung bei hochintensiven Trainingseinheiten beiträgt, minimiert, indem es die Pufferkapazität des Körpers erhöht. Mehrere Studien haben zwar widersprüchliche Ergebnisse erbracht, aber es gibt immer noch zahlreiche Studien, die den Einsatz als ergogenes Hilfsmittel unterstützen. In einer Meta-Analyse aus dem Jahr 2012 wurden beispielsweise mehrere Studien hervorgehoben, die nach wiederholten Fahrradsprints und submaximalen Radrennen in Verbindung mit der Verabreichung von Natriumbicarbonat ergogene Ergebnisse zeigten. Interessanterweise könnte die zeitlich abgestimmte Verabreichung von Natriumbikarbonat ebenso viel mit der Minimierung von Magen-Darm-Beschwerden zu tun haben wie mit der Förderung eines ergogenen Ergebnisses. Darüber hinaus können Ängste oder frühere persönliche Erfahrungen mit Magen-Darm-Beschwerden durch die Einnahme von Natriumbicarbonat dazu führen, dass der Einzelne diese vermeidet. Ungeachtet dessen haben zwei Studien darauf hingewiesen, dass die Minimierung von Magen-Darm-Beschwerden auftreten kann, wenn Natriumbicarbonat über mehrere Tage im Vorfeld eines Ereignisses konsumiert wird, im Gegensatz zu einer akuten Einzeldosis. Darüber hinaus wurde empfohlen, dass die Einnahme kleinerer Natriumbicarbonatdosen über den Tag verteilt und mit dem Essen das Risiko von Magen-Darm-Beschwerden ebenfalls minimieren kann. Siegler und Kollegen untersuchten Strategien zur zeitlichen Abstimmung der Natriumbicarbonat-Supplementierung und fanden heraus, dass sich die zeitliche Abstimmung vor dem Training positiv auf die anschließenden Berichte über Magen-Darm-Beschwerden auswirken kann. In einem randomisierten, ausgewogenen, einarmigen Design (ohne Placebo) verabreichten die Forscher acht männlichen Sprintern 0,3 g/kg Natriumbicarbonat 60, 120 oder 180 Minuten vor wiederholten Sprintläufen. Während zwischen den Behandlungen keine Unterschiede in der Sprintleistung festgestellt werden konnten, waren die Berichte über Magen-Darm-Beschwerden signifikant geringer (p < 0,05), wenn die Dosis 180 Minuten vor dem Training verabreicht wurde. Auch wenn aufgrund des Fehlens eines Placebos keine Aussagen zu den ergogenen Wirkungen gemacht werden können, sind diese Ergebnisse wichtig, da viele Sportler aufgrund der allgemein bekannten gastrointestinalen Nebenwirkungen von der Verwendung von Natriumbicarbonat abgeschreckt werden. Obwohl weitere Untersuchungen erforderlich sind, um die Schlussfolgerungen dieser Studie zu untermauern, scheint es, dass ein optimales Timing von Natriumbicarbonat negative Nebenwirkungen reduzieren kann, was seine Attraktivität als ergogenes Hilfsmittel erhöhen könnte.
Beta-Alanin
Beta-Alanin ist eine nicht-proteogene Aminosäure, die endogen in der Leber produziert wird und auch durch den Verzehr von Fleisch und Geflügel erworben wird. Beta-Alanin verbessert nachweislich die Leistungsfähigkeit bei hochintensivem Training (insbesondere bei hochintensiven Trainingseinheiten, die weniger als 60 Sekunden dauern), verringert die neuromuskuläre Ermüdung sowohl bei Männern als auch bei Frauen und erhöht das Volumen des Widerstandstrainings, indem es die Pufferkapazität der Skelettmuskulatur erhöht. Beta-Alanin selbst wirkt nicht als Puffer, aber es dient als ratenbegrenzendes Substrat bei der Synthese von intramuskulärem Carnosin, das mindestens 7 % der gesamten Pufferkapazität der Skelettmuskulatur ausmacht. Ähnlich wie bei Natriumbicarbonat kann der Zeitpunkt der Einnahme von Beta-Alanin die bekannten Nebenwirkungen minimieren, die mit der Einnahme von Beta-Alanin verbunden sind. Parästhesie oder Flush ist die am häufigsten berichtete Nebenwirkung bei der Verwendung von Beta-Alanin, die normalerweise auftritt, wenn eine Bolusdosis von 800 mg oder mehr eingenommen wird. In dieser Hinsicht beinhalten typische Beta-Alanin-Ergänzungsschemata die Aufteilung der täglichen Gesamtdosis (meist 6-7 g) in kleinere Dosen (üblicherweise 1,4-1,6 g pro Dosis), um die mit der Beta-Alanin-Verwendung verbundenen Parästhesien zu mildern. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt liegen zwar keine Forschungsergebnisse vor, die die potenziellen Auswirkungen einer zeitlich abgestimmten Verabreichung von Beta-Alanin zur Verbesserung der Leistung beschreiben, doch sollten künftige Forschungsarbeiten, die Strategien zur zeitlichen Abstimmung beinhalten, diese Bereiche untersuchen (Tabelle 2).