Die Auswirkung einer Glutaminsupplementation auf die sportliche Leistungsfähigkeit

Ein Artikel von Bodybuilding.com
von Chris Goulet

Intensive körperliche Anstrengungen oder sportliches Training sind dafür bekannt, dass sie zu einer reduzierten Funktion des Immunsystems führen können und so den Sportler anfälliger für Krankheiten wie Erkältungen oder eine Grippe machen. (Castell, Portmans, und Newsholme 1996).

Es ist weiterhin bekannt, dass durch Übertraining verursachte katabole Zustände sich nachteilig auf die Erreichung der Ziele eines Sportlers bezüglich Muskelaufbau oder Muskelerhaltung auswirken und auch die sportliche Leistungsfähigkeit reduzieren können. (Boelens, Nijveldt, Houdijk, Meijer, und Van Leeuwen 2001, Hickson und Wegrzyn 1996).

Untersuchungen haben gezeigt, dass seine Glutaminsupplementation bei Sportlern nicht nur dabei helfen kann Krankheiten und Katabolismus vorzubeugen, sondern auch den Wachstumshormonspiegel zu erhöhen, die Glykogeneinlagerung verbessern und die Muskelzellen hydrieren kann – drei Komponenten, die für die Proteinsynthese oder den Energiestoffwechsel wichtig sind (Antonio und Street, 1999).

Einleitung

Die freie Aminosäure L-Glutamin erfreut sich unter Sportlern wie Bodybuildern und Gewichthebern einer steigenden Beliebtheit. Diese Aminosäure kann in Form von Pulver oder Kapseln eingenommen werden und findet sich in jedem besseren Geschäft für Sporternährung.

Viele Supplementhersteller reichern inzwischen sogar ihre Proteinprodukte mit zusätzlichem Glutamin an. Die Werbung behauptet, dass Glutamin den Katabolismus des Muskelgewebes verhindert, den Muskelanabolismus fördert, das Immunsystem stärkt und die Glykogenspeicherung verbessert.

Verbesserte Wundheilung, Förderung einer gesunden Verdauung, Hilfe für Krebspatienten, Förderung der Milchproduktion bei stillenden Frauen, Unterstützung der Gesundheit des Gehirns und Eliminierung des Verlangens nach Alkohol sind nur einige der vielen weiteren beworbenen Vorzüge von Glutamin.

Diese Aussagen implizieren, dass Glutamin wichtige Auswirkungen bei Sportlern hat, die ein hartes intensives Trainingsprogramm absolvieren (Antonio und Street, 1999). Wie bei den meisten anderen Sportsupplements weiß man auch bei den Versprechungen bezüglich Glutamin nicht, was hiervon wissenschaftlich belegt und was reiner Marketinghype ist. Der Sinn dieses Artikels liegt darin zu untersuchen, ob es Hinweise in der wissenschaftlichen Fachliteratur oder Studien gibt, welche diese Behauptungen unterstützen.

Glutamin

Protein ist wie auch Kohlenhydrate und Fett ein Makronährstoff, welcher aus Bausteinen besteht, die als Aminosäuren bezeichnet werden. Die Gesamtstruktur eines Proteins wird durch die Reihenfolge der Aminosäuren in der Kette bestimmt. Proteine können im Körper in ihre Aminosäuren zerlegt werden (Katabolismus), aus welchen im Anschluss neue Proteine mit anderen Eigenschaften hergestellt werden können (Anabolismus)

Glutamin ist die im Blut und im Aminosäurepool der Skelettmuskulatur am häufigsten vorkommende Aminosäure. Etwa 50-60 % der freien Aminosäuren in der Muskulatur liegen in Form von Glutamin vor (Roth, 1990). Auch wenn Glutamin hauptsächlich in der Muskulatur gespeichert wird, kann es auch in Leber, Lunge, Gehirn und Blutplasma gefunden werden. Es wird von unterschiedlichen Körpergewebetypen wie Dünndarm, Immunsystem und Haarfollikeln als Energielieferant verwendet.

Auch wenn Glutamin als nichtessentielle Aminosäure klassifiziert wird, da der Körper sie aus anderen Aminosäuren selbst herstellen kann, bezeichnen viele Wissenschaftler Glutamin aufgrund des zeitweilig hohen Bedarfs im Körper als „bedingt essentielle“ Aminosäure. Ein Supplement aus reinem L-Glutamin besteht aus einem löslichen, geschmacksneutralen Pulver.

Übertrainingssyndrom & Unterdrückung des Immunsystems

Während des sportlichen Trainings oder anderer Phasen physikalischen Stresses wie Fasten, schweren Verletzungen, Krankheiten oder Traumata ist der Bedarf an Plasmaglutamin deutlich erhöht. Es konnte gezeigt werden, dass intensives, lange andauerndes Training die Glutaminspiegel um bis zu 34-50 % senken kann und dass gleichzeitig die Rate von Infektionen (insbesondere Infektionen der oberen Atemwege) und Krankheiten steigt (Roth, 1982).

Es wird angenommen, dass diese beiden Resultate intensiver sportlicher Aktivitäten eng miteinander zusammen hängen. (Castell und Newsholme 1997, Roth 1982). Der Grund hierfür ist, dass verschiedene Zellen des Immunsystems wie z.B. die Lymphozyten auf Glutamin als primäre Energiequelle angewiesen sind. Wenn es nun zu einer temporären Unterdrückung des Immunsystems kommt, wie dies beim Training der Fall ist, könnten diese Zellen des Immunsystems auf Muskelgewebe zurück greifen, um ihren Glutaminbedarf zu decken.

Weiterhin können die Anforderungen an das Muskelgewebe und andere Organe während intensivem Training so hoch sein, dass das Immunsystem unter einem Mangel an Glutamin zu leiden hat, da es mehr Glutamin benötigt, als über die normale Nahrung zugeführt wird oder vom Körper synthetisiert werden kann (Miller 1999, Newsholme 1994). Infolgedessen wurde die Hypothese aufgestellt, dass die Aktivität der Skelettmuskulatur das Immunsystem direkt beeinflussen könnte (Keast, Arstein, Harper, Fry, und Morton 1995).

Stressfaktoren wie Verbrennungen, Operationen, lange Trainingseinheiten und Übertraining können einen deutlichen Rückgang der Glutaminkonzentration in der Skelettmuskulatur und dem Plasma verursachen (Newsholme, 1994). Übertraining ist ein Zustand, der als Resultat einer erhöhten Trainingsfrequenz, einer erhöhten Intensität oder eines erhöhten Trainingsvolumens auftreten kann, wenn diese drei Variablen nicht über adäquate Regenerationsphasen wieder ausgeglichen werden. Das Übertrainingssyndrom wird durch erhöhte Kortisolspiegel (kataboles Hormon), eine Verschlechterung der Leistungen, Erschöpfung, Depressionen, Übelkeit und weitere Symptome charakterisiert.

Studien konnten zeigen, dass übertrainierte Sportler eine geringere Plasmaglutaminkonzentration als nicht übertrainierte Sportler aufweisen (Castell und Newsholme 1997, Keast, Arstein, Harper, Fry, und Morton 1995).

Dies zeigt uns, dass aufgrund des hohen Bedarfs der Zellen des Immunsystems an Glutamin während intensivem Training und des Übertrainingssyndroms, die Funktion des Immunsystems eingeschränkt sein könnte, was zum Auftreten von Infektionskrankheiten oder verlangsamter Wundheilung beitragen kann. Virusinfektionen wie die alltägliche Erkältung oder Grippe bis hin zu HIV senken die Glutaminspiegel dramatisch.

Ein Glutamindefizit reduziert die Menge der schützenden T Zellen und reduziert die Fähigkeit der Fresszellen Viren und Bakterien zu vernichten (Hack, Weiss, Friedmann, Suttner, Schykowski, Erge, Benner, Bartsch, und Drodge 1997). Doch nicht alle Studien zeigen eine Wirkung einer Glutaminsupplementation nach intensivem Training.

Castell, Poortmans, Leclercq, Brasseur, Duchateau, und Newsholme (1997) berichteten, dass die Gabe von Glutamin bei Läufern, die gerade einen Marathon Lauf gelaufen waren, keinen Einfluss auf die Verteilung der Lymphozyten hat. Weiterhin lieferte eine Glutaminsupplementation keinen zusätzlichen Vorteil bezüglich der Immunsystemfunktion bei trainierten Ratten. Interessanterweise wirkte sich diese Supplementation jedoch vorteilhaft auf das Immunsystem von körperlich inaktiven Ratten aus (Shewchuk, Baracos, und Field 1997).

Ein Beispiel für die Wichtigkeit von Glutamin bei der Zügelung von Infektionen und Krankheiten wird durch eine an der Oxford University von Castell, Poortmans, und Newsholme (1996) durchgeführte Studie aufgezeigt. Diese Studie verglich den Gesundheitszustand von über 150 Marathonläufern im Zeitraum von bis zu einer Woche nach einem anstrengenden Lauf. Die Hälfte der Probanden bekam nach der sportlichen Anstrengung 5 Gramm Glutamin, währende die andere Hälfte ein Placebo verabreicht bekam. Es zeigte sich, dass die Wahrscheinlichkeit für die 7 Tage nach dem Marathonlauf gesund zu bleiben bei der Glutamingruppe doppelt so hoch war, wie bei der Placebogruppe.

Glutamin erhöht die Produktion von Glutathion, welches das stärkste Antioxidans im Körper darstellt. Glutathion schützt das Körpergewebe vor oxidativen Beschädigungen und entgiftet den Körper von schädlichen Substanzen wie freie Radikale, was zu einer verbesserten Funktion des Immunsystems führt.

Alleine aufgrund der positiven Auswirkungen von Glutamin auf das Immunsystem könnte eine Glutaminsupplementation bei Sportlern, die harten, anstrengenden oder intensiven Trainingsbelastungen ausgesetzt sind, sehr wichtig sein. Durch diese Supplementation könnte ein Sportler gesünder bleiben und demzufolge regelmäßiger ohne krankheitsbedingte Unterbrechungen trainieren (Greig, Rowbottom, and Keast 1995).

Verstärkte Proteinsynthese & Verhinderung von Muskelatrophie

Ein reduziertes Verhältnis von Testosteron zu Kortisol wird als direkt verantwortlich für Verluste an Muskelmasse angesehen, da Kortisol die Synthese der Glutaminsynthease fördert. Durch eine Aufrecherhaltung intrazellularer Glutaminkonzentrationen in der Skelettmuskulatur könnte die Herstellung der Glutaminsynthease mRNA gehemmt werden, wodurch der Verlust an intrazellularem Stickstoff durch Glutamin verhindert werden könnte.

Weiterhin wird durch eine Erhöhung der Plasmakonzentrationen des Glutamins der Bedarf anderer Gewebetypen (z.B. Dünndarm und Immunzellen) nach freiem Glutamin vermindert und somit die Freisetzung von Glutamin aus dem Muskelgewebe reduziert (Antonio und Street, 1999).

In einer von Hankard, Haymond, und Darmaun (1996) durchgeführten Studie erhielten 7 Probanden 800 micromol/kg/Stunde an Glutamin, während 7 weitere Probanden dieselbe Menge an Glycin erhielten. Während der Zufuhr von Glutamin blieb die Leucinrate im Plasma unverändert, was als Zeichen dafür angesehen werden kann, dass die Glutaminsupplementation den Abbau von Muskelprotein verhinderte.
Zusätzlich hierzu sank die Leucinoxidation und die nichtoxidative Leucinausscheidung stieg an, was auf einen Anstieg der Proteinsyntheserate hinweist. Die Glycinzufuhr verhinderte zwar den Proteinabbau, führte jedoch zu keiner Zunahme der Proteinsyntheserate.

Weitere Ergebnisse von Boelens, Nijveldt, Houdijk, Meijer, und Van Leeuwen (2001), und Hickson und Wegrzyn (1996), und Hickson und Czerwinski (1995) zeigen, dass Glutamin eine antikatabole Wirkung besitzt und sowohl eine Muskelatrophie (Muskelabbau) als auch eine Herunterregelung der der Myosinsynthese verhindert.

Von Haussinger, Lang, und Gerok (1994) und Vom Dahl und Haussinger (1996) durchgeführte Studien deuten darauf hin, dass eine Glutaminsupplementation eine anabole Wirkung als osmotisch aktive Substanz hervorrufen könnte. Diese beiden Studien zeigen, dass Veränderungen das zellularen Hydrationsstatus (und somit Veränderungen des Zellvolumens) als stoffwechseltechnische Signale agieren könnten.

Eine Vergrößerung des Zellvolumens wird mit einem zellularen Anabolismus in Verbindung gebracht, während eine Zellschrumpfung mit einem zellularen Katabolismus in Verbindung gebracht wird. Der Effekt der Zellhydration durch eine Glutaminsupplementation konnte noch verstärkt werden, wenn Ratten für 24 Stunden hungerten (Vom Dahl et al, 1996).

Glukosregulation & Glykogenbildung

Glutamin spielt auch bei der Glukoseregulation eine Rolle. Varnier und Leese (1995) untersuchten diese Theorie mit Hilfe einer Studie, welche mit einer Gruppe von 6 Probanden durchgeführt wurde, welche für die Dauer von 90 Minuten bei 70 – 140 % des VO2 max Rad fuhren. Das Trainingsprogramm war so gestaltet, dass die Glykogenspeicher möglichst weit entleert wurden.

Nach dem Training bekamen die Probanden pro Kilogramm Körpergewicht 30mg Glutamin, Alanin und Glycin oder eine Kochsalzlösung verabreicht. Zwei Stunden nach Beendigung des Trainings war die Glykogenkonzentration in der Muskulatur bei der Glutamingruppe deutlich höher, als bei den anderen Gruppen.

Während einer weiteren von Perriello, Nurjhan, Stumvoll, Bucci, Welle, Daily, Bier, Toft, Jenssen, und Gerich (1997) durchgeführte Studie wurde 16 postabsorbtiven Probanden eine so hohe Menge an Glutamin verabreicht, dass der Glutraminplasmaspiegel dem entsprach, der nach einer proteinreichen Mahlzeit auftritt.

Die Menge der aus Glutamin hergestellter Glukose erhöhte sich bei diesen Probanden unabhängig von der Glukagon/Insulin Regulation um das Siebenfache. Rennie, Bowtell, Bruce, und Khogali (2001) beobachteten, dass seine intravenöse oder orale Glutaminsupplementation die Glykogenspeicherung in der Skelettmuskulatur fördert.

Das Kohlenstoffgerüst von Glutamin kann als glykogener Vorgängerstoff dienen und könnte die Glukoneogenese (Glukoseherstellung aus Protein/Fett) unabhängig vom Insulin zu Glukagon Verhältnis reguliere.

Da Glutamin als Vorgängerstoff für Glukose dienen könnte, könnte eine Glutaminsupplementation unabhängig von der Regulation durch Glukagon auch die Glykogenolyse (Umformung von Glykogen zu Glukose in der Leber) erhöhen und so die Muskelglykogenspeicher selbst dann vergrößern, wenn der Insulinspiegel niedrig ist (Varnier und Leese 1995, Perriello, Nurjhan, Stumvoll, Bucci, Welle, Daily, Bier, Toft, Jenssen, und Gerich 1997).

Wachstumshormone

Die bemerkenswerteste Studie, die zeigte, dass Glutamin einen Einfluss auf den Wachstumshormonspiegel hatte, wurde von Welbourne (1995) durchgeführt. Hierbei wurde 9 Probanden zwei Gramm Glutamin in einer Colaflüssigkeit gelöst über einen Zeitraum von 20 Minuten 45 Minuten nach einem leichten Frühstück oral verabreicht.

Venöse Blutproben aus der Unterarm wurden zu Beginn des Experiments und anschließend in 30-minütigen Intervallen über einen Zeitraum von 90 Minuten entnommen. Acht der neun Probanden reagierten auf die Glutaminsupplementation mit einem Anstieg des Plasmaglutaminspiegels nach 30 und 60 Minuten, bevor dieser nach 90 Minuten wieder seinen Ausgangswert erreichte.

90 Minuten nach der Glutaminzufuhr waren sowohl die Plasmabicarbonatkonzentration als auch die Konzentration der zirkulierenden Wachstumshormone erhöht. Die Supplementation mit einer geringen Glutaminmenge könnte also sowohl die alkalischen Reserven als auch den Plasmaspiegel der körpereigenen Wachstumshormone erhöhen.

Diskussion

Ziegler, Benfell, Smith, Young, Brown, Ferrari-Baliviera, Lowe, und Wilmore (1990) zeigen, dass eine kurzzeitige Glutaminsupplementation für den Menschen unbedenklich ist. Es gibt jedoch nur wenige Daten bezüglich einer Langzeitanwendung von Glutamin, die einige Wochen übersteigt (Antonio und Street, 1999).

Außerdem bedarf es weiterer Untersuchungen um festzustellen, ob eine Glutaminsupplementation mit Dosierungen, die eine Stickstoffeinlagerung in der Muskulatur fördert (0,2 – 0,6 Gramm Glutamin pro Kilogramm Körpergewicht), als gesundheitlich unbedenklich anzusehen ist (Ziegler, Benfell, Smith, Young, Brown, Ferrari-Baliviera, Lowe, und Wilmore 1990).

Allgemein gesehen kann von der Theorie her die Einnahme einer jeden einzelnen Aminosäure in hohen Dosierungen die Aufnahme anderer Aminosäuren behindern, da Aminosäuren um den Transport durch das Epithel des Darms konkurrieren. Ungeachtet dessen berichten Regardless, Dechelotte, Darmaun, Rongier, Hecketsweller, Rigal, und Desjeux (1991), dass Glutamin effektiv im Dünndarm aufgenommen wird.

Die Ergebnisse der gesammelten Daten bezüglich der Glutaminsupplementation deuten darauf hin, dass Glutamin die sportliche Leistungsfähigkeit verbessern könnte und aus diesem Grund als leistungssteigernde Substanz eingesetzt werden könnte. Untersuchungen haben gezeigt, dass eine Glutaminsupplementation den Wachstumshormonspiegel anheben, die Glykogenbildung fördern, die Proteinsynthese anregen, das Immunsystem schützen und eine antikatabole Wirkung zeigen kann.

Alles scheint darauf hin zu deuten, dass Glutamin die Regeneration über all diese Wege fördern kann. Leider gibt es bisher nur wenige Studien an Kraftsport betreibenden Athleten, da die meisten Studien mit Ausdauersportlern wie Radsportlern und Marathonläufern durchgeführt wurden. Weitere Untersuchungen mit anaerob trainierenden Sportlern wie Bodybuildern, Gewichthebern und Powerliftern wären wünschenswert.

Weiterhin wären auch Studien mit einer größeren Anzahl von Probanden wünschenswert. Ein weiterer Punkt ist, dass bisher noch keine Langzeitstudien oder Studien mit hohen Glutamindosierungen bezüglich der gesundheitlichen Unbedenklichkeit von Glutamin vorliegen.

Während wir mehr über den menschlichen Körper und seine Reaktionen auf bestimmte Substanzen lernen, werden wir weiterhin neue und aufregende Entdeckungen machen, welche den Weg für Sportler bereiten können, die einen stärkeren Körper entwickeln und die Qualität und Effizienz ihres Trainings verbessern möchten.





Quellen

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