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Fachbereichsarbeit
Biowissenschaften

Gymnasium Ulricianum Aurich

deBuhr, 2013

Julius F. ©

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ID# 35896









Gymnasium Ulricianum Aurich







Leistungsverbesserung durch Nahrungsergänzungsmittel ?

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Diskussion unter physiologischen und ökonomischen Gesichtspunkten

an ausgewählten Beispielen



Facharbeit im Seminarfach

sf 308


Betreuende Lehrkraft: de

Bearbeitungszeitraum: 17.06.2013 – 06.09.2013









Gymnasium Ulricianum Aurich




Facharbeit

Im Seminarfach sf308




Schuljahr 2012/2013

Jahrgang 12, 2. Halbjahr




Thema: Leistungsverbesserung durch Nahrungsergänzungsmittel ?


Diskussion unter physiologischen und ökonomischen Beispielen

an ausgewählten Beispielen






Verfasser:

Betreuender Fachlehrer: de

Ausgabetermin des Themas: Aurich, den 19. Juni 2013

Abgabetermin der Arbeit: Aurich, den 10. September 2013




___________________________ Unterschrift des Verfassers




Bewertung der Facharbeit: _______________ Punkte




___________________________ Unterschrift des Fachlehrers







Inhaltsverzeichnis

Seitenzahl

1. Einleitung 1

2. Nahrungsergänzungsmittel 2

2.1 Definition 2

2.2 Rechtlicher Rahmen 3

2.3 Konsumverhalten 3

2.4 Vorteile 4

3. L-Carnitin 5

3.1 Allgemeines 5

3.2 Funktion 6

3.2.1 Supplementierung 6

3.4 Nebenwirkungen 7

3.5 Diskussion 7

4. Koffein 8

4.1 Allgemeines 8

4.2 Wirkung 9

4.2.1 Supplementierung 9

4.3 Nebenwirkungen 10

4.4 Diskussion 10

5. L-Glutamin 11

5.1 Allgemeines 11

5.2 Funktion 11

5.2.1 Supplementierung 12

5.4 Nebenwirkungen 13

5.5 Diskussion 13

6. Reflexion 14

7. Literaturverzeichnis 15

8. Schlusserklärung 17





1. Einleitung



Nahrungsergänzungsmittel, sogenannte „`Supplemente‘ […] werden von mindestens 18 Millionen Menschen in Deutschland geschluckt. [...] 907 Millionen Euro gaben die Deutschen nach Angaben der Marktforschungsfirma IMS Health im Jahr 2010 für solche Produkte aus.“1

Fit und leistungsstark - wer möchte das nicht sein? Da wundert es kaum, dass verlockende und Werbung für Nahrungsergänzungsmittel (NEM) auf offene Ohren trifft.

Aber was steckt tatsächlich in diesen Produkten? Ist ein leistungssteigernder Effekt zu erwarten oder gibt es wirklich „keinen schnelleren Weg, teuren Urin herzustellen.“?2

In der folgenden Arbeit wird der Einsatz von Nahrungsergänzungsmitteln im Sport zum Zweck der Leistungssteigerung mittels ausgewählter Beispiele dargestellt und unter physiologischen, sowie ökonomischen Aspekten diskutiert.

Ich habe mich für dieses Thema im Fach Biologie entschieden, da aufgrund seines Konfliktpotenzials kaum eine andere Produktgruppe gibt, die in letzter Zeit so stark kritisiert und kontrovers diskutiert wird wie das der NEM. Es umfasst Präparate, deren Wirkung produktspezifisch die Leistung und Gesundheit des Konsumenten mehr oder weniger fördern.

So finden sie eben auch große Aufmerksamkeit und Absatz im Sport. Nun ist es allerdings so, dass die Vermarktung dieser Präparate im Konflikt mit nachweisbaren wissenschaftlichen Erkenntnissen steht. Dazu werde ich im ersten Teil anhand von Definition, rechtlichen Rahmen, Konsumverhalten und Vorteilen der Nahrungsergänzungsmittel einen Überblick in die Thematik geben. Im zweiten Teil werde ich auf drei ausgewählte Beispiele, insbesondere auf deren Funktion, Wirkung, Nebenwirkungen eingehen. Dabei habe ich mich für die Produkte L-Carnitin, Koffein und L-Glutamin entschieden, da sie unterschiedliche Eigenschaften wie Leistungsbeeinflussung, Nebenwirkung und Anwendungsbereiche aufweisen. Aufgrund ihres Wirkungsbereichs besitzen sie dennoch eine gewisse Vergleichbarkeit. Im Anschluss an die Ausführungen der jeweiligen Beispiele folgt eine auf Fakten basierende, ausführliche Diskussion. Die zentrale Fragestellung, ob durch diese Produkte ein ergogener - oder ein reiner Placebo - Effekt zu erwarten ist, führt zu weiteren kontroversen Diskussionen. Welchem Produkt kann man Vertrauen, wenn der Markt von der Profitgier der Hersteller geprägt ist?

Wie groß ist der leistungssteigernde Effekt in Abhängigkeit von Risiken, Nebenwirkungen und Kosten? Wo macht der Einsatz also Sinn?

Natürlich sind noch viele andere Fragen möglich, aber ich beschränke mich, wie vorbemerkt, auf die physiologischen und ökonomischen Gesichtspunkte, da weitergehende Aspekte den Rahmen dieser Arbeit sprengen würden.



2. Nahrungsergänzungsmittel:

2.1 Definition:



Bei Nahrungsergänzungsmitteln handelt es sich um Lebensmittel, die für den menschlichen Organismus bedeutsame Nährstoffe in konzentrierter arzneilicher Darreichungsform liefern. Sie dienen der Ergänzung der herkömmlichen Ernährung zur erhöhten Versorgung bei Mehrbedarf durch Nährstofflücken im Grenzbereich zwischen Lebens- und Arzneimitteln. Diese Produkte sind meist auf chemischer Basis hergestellte Lebensmittel, werden aber in untypischen Formen wie Pulvern, Kapseln, Pastillen, Trinkampullen und Granulaten in den Verkehr gebracht. Bestimmte, isolierte und aufbereitete Mikro- und Makronährstoffe, darunter Vitamine, Mineralstoffe, Fette, Kohlenhydrate, sowie sekundäre Pflanzenstoffe bilden einzeln oder in Kombination die chemische Basis dieser Produkte.

Weiterhin sind Nahrungsergänzungsmittel für jeden ohne weiteres zugänglich. Sie werden sowohl in Supermärkten, Drogerieketten, im Internet und in Versandhäusern, als auch in Apotheken und Reformhäusern vertrieben.3

(Andreas Hahn S.17) – (Heiko Diedrich S.15) – (Georg Neumann S.188)



2.2 Rechtlicher Rahmen:



Das Inverkehrbringen und der Verkauf von Nahrungsergänzungsmitteln in Deutschland unterliegen dem Lebensmittel-, Bedarfsgegenstände- und Futtermittelgesetzbuch (LFGB), sowie der Nahrungsergänzungsmittelverordnung (NEMV), da sie nach deutschem Recht den

Lebensmitteln zuzuordnen sind. Nach Artikel 2 der Verordnung (EG) Nr. 178/2002 sind „Lebensmittel [...] Stoffe, die dazu bestimmt sind, in unverändertem, zubereitetem oder verarbeitetem Zustand von Menschen verzehrt zu werden, ausgenommen sind Stoffe, die überwiegend dazu bestimmt sind zu anderen Zwecken als zur Ernährung oder zum Genuss verzehrt zu werden.“Nach diesem Paragraphen sind alle Stoffe als Lebensmittel anzusehen, die eine Funktion der Ernährung oder des Genusses erfüllen, sodass sich ein breites Spektrum an verwendbaren Stoffen zur Herstellung von NEM ergibt.

Weiterhin weist der Paragraph eine klare Abgrenzung zu Arzneimitteln, Tabakerzeugnissen und Futtermitteln auf. Die erlaubten Vitamine, Mineralstoffe und Begleitstoffe sind auch in der NEMV aufgeführt. Weiterhin regelt die NEMV, dass Produkte dieser Art nur in Fertigpackungen mit entsprechender Kennzeichnung in Verkehr gebracht werden dürfen. Zu diesen verpflichtenden Kennzeichnungen gehören unter anderem das Mindesthaltbarkeitsdatum, ein Verzeichnis der Zutaten, die empfohlene Tagesdosis sowie Warnhinweise.Zusätzlich sind Registrierungs-, Meldepflicht und Werbebeschränkungen einzuhalten.Auch wenn es nach einem hohen Maß an rechtlichen Bestimmungen aussieht, wird den Herstellern rechtlich eine relativ große Handlungsfreiheit eingeräumt.

Die Hersteller sind verantwortlich für die gesundheitliche Unbedenklichkeit und müssen keinen Wirksamkeitsnachweis liefern. Sie können Empfehlungen zu Dosierungen ihres Produkts selbst bestimmen. Für das Inverkehrbringen des Produkts und der dazugehörigen Werbung ist lediglich eine Gewerbeerlaubnis notwendig. Es besteht also keine Zulassungspflicht. Allerdings gibt es in Bezug auf die Werbung Gesetze zum „Schutz vor Täuschung“ durch das LFGB. Diese Gesetze stellen sicher, dass Lebensmitteln keine Eigenschaften zugeordnet werden, die sie nicht besitzen oder die wissenschaftlich nicht hinreichend gesichert sind. Dahinter steht der Verbraucherschutzgedanke. Versprechungen zur Vorbeugung, Behandlung und Heilung von Krankheiten sind verboten und ausschließlich den Arzneimitteln vorbehalten. Auch die Darstellung des Produkts durch Aufmachung, Bezeichnung, Werbung, Aussagen zur Herkunft, Art der Herstellung dürfen nicht den Anschein eines Arzneimittels erwecken. So ergibt sich der rechtliche Rahmen in dem sich die Unternehmen bewegen und der durch die Landesbehörde kontrolliert wird.4



2.3 Konsumverhalten:



In fast allen Bereichen des Sports sind die unterschiedlichsten Produkte der NEM vorzufinden. Sie finden dort ihre individuelle Anwendung.

Denn vor allem im Sport genießen sie Aufmerksamkeit und Absatz, die in den unterschiedlichen Sportarten mehr oder weniger stark variieren. Zum Konsumverhalten liegen in Deutschland allerdings kaum Studien im Bereich der Nährstoffsupplemente vor, sodass nur Tendenzen anhand weniger Untersuchungen aufgezeigt werden können.5

Nach den Ergebnissen der „Nationale Verzehrs Studie II“ nähmen 28 % der gesamten deutschen Bevölkerung NEM zu sich. Die Gründe für den Konsum lägen der Studie zufolge vorwiegend im gesundheitlichen - und leistungsbeeinflussenden Bereich.6

Außerdem würde angenommen, dass Sportler wesentlich häufiger als Normalbürger und Leistungssportler wiederum häufiger als Freizeitsportler, auf NEM zurückgreifen.7 Diesbezüglich liegt eine aktuelle Untersuchung von Leistungssportlern vor, bei der 117 deutsche Athleten im Alter zwischen 13 und 19 auf ihren Konsum von NEM befragt wurden. Die Auswertung der Befragung hat ergeben, dass 96 % der Befragten schon einmal ein Supplement konsumiert haben. 88 % der Befragten konsumierten ein Supplement innerhalb der letzten vier Wochen. Auffällig ist dabei auch, dass bei einer relativ kleinen Produktvielfalt von zwei bis zehn Supplementen immerhin 53 % der befragten Athleten einer täglichen Einnahme nachkommen. Es liegen also mehr und weniger beliebte Produkte vor, was auf eine spezielle Ernährung in den jeweiligen Sportarten hindeutet (Vgl. 2.4 Vorteile).8 In Bezug auf den Konsum können Freizeitsportler gegenüber Athleten also kaum mithalten, sind aber trotzdem für rund zwölf Prozent des durch den Verkauf von NEM erzielten Umsatzes verantwortlich.9



2.4 Vorteile:



Je nach Sportart und Trainingsziel muss zur Leistungssteigerung die Ernährung spezifisch angepasst sein. So ist vor allem der Bedarf an Proteinen, Kohlenhydraten und Fetten sportartspezifisch. Der Ausdauersport verlangt zum Beispiel eine Ernährung, die auf eine erhöhte Kohlenhydrataufnahme ausgelegt ist, während Proteine und Fette eine untergeordnete Rolle spielen. In anderen Sportarten werden dementsprechend andere ernährungsspezifische Schwerpunkte gesetzt.

Bei Bedarfsspitzen körperlicher Belastung kann leicht ein Nährstoffengpass entstehen, der „nicht immer über die übliche Ernährung gedeckt werden kann“10

NEM können hier wichtige Nährstoffe zur Verfügung stellen, um diese Defizite auszugleichen. Weiterhin ist die Nährstoffdichte im Vergleich zum Volumen relativ hoch, sodass nur kleine bedarfsgerecht Mengen zu sich genommen werden müssen. Dazu kommt, dass Zubereitung und Einnahme dieser Mittel meist sehr unkompliziert - und an keinen bestimmten Ort gebunden sind. Ungewollte Begleitstoffe wie Purine, Cholesterin oder Fette, die den Organismus unnötig belasten, sind nicht vorhanden.

NEM sind also allgemein in der Lage spezifische Nährstofflücken rasch zu decken, um ein längeres, intensiveres Training ohne Mangelphase zu ermöglichen.11



3. L-Carnitin

3.1 Allgemeines:

L-Carnitin wird in Leber, Niere und Gehirn aus den beiden Aminosäuren Methionin und Lysin synthetisiert und ist in Herz-, Leber- und Skelettmuskulatur lokalisiert. Der Bedarf von ungefähr 16mg täglich wird durch eine Eigensynthese ausreichend gedeckt, sodass L-Carnitin keinen essentiellen Nährstoff für den menschlichen Körper darstellt. Neben der Synthese kann allerdings auch ein großer Teil L-Carnitin über die Nahrung aufgenommen werden, wobei vor allem Lebensmittel tierischer Herkunft einen hohen Anteil besitzen. In dieser Hinsicht sind Mangelphasen sehr selten. Dennoch ist eine Vielzahl Carnitin-haltiger NEM auf dem Markt erhältlich, welche überwiegend im Fitness- und im Sportbereich Anwendung finden.

Sie werden hier mit der Unterstützung des Körpers für Ausdauer und Leistungsfähigkeit beworben. Genauer werden sie mit Werbesprüchen wie:“bewirkt […] regelrechten Kick für geistige und körperliche Vitalität“, oder allgemein als „fat burner“ vertrieben. L-Carnitin ist entweder als Einzelwirkstoff oder in Kombination mit anderen Nährstoffen, wie Aminosäuren, Vitaminen oder Mineralstoffen in den unterschiedlichsten Darreichungsformen, wie Kapseln, Trinkampullen, Sportgetränken oder Pulvern erhältlich. Im Allgemeinen besitzt L-Carnitin aufgrund seines niedrigen Preises kaum nennenswerte Konkurrenz.

Der tatsächliche Preis hängt, wie bei anderen Produkten auch, von Qualität und Darreichungsform ab.12



3.2 Funktionen:

Die physiologische Funktion der Aminosäure L-Carnitin beschränkt sich auf den Fettstoffwechsel. In diesem werden die aus der Nahrung aufgenommenen, energiereichen Fettsäuren zur Energiegewinnung verstoffwechselt. L-Carnitin ist die Voraussetzung dafür, dass langkettige Fettsäuren die innere Mitochondrienmembran passieren können.

Stark vereinfacht werden in das Zytosol aufgenommene Fettsäuren zunächst aktiviert und dabei in Acyl-CoA-Verbindungen umgewandelt. Diese aktivierten Verbindungen können

zwar die äußere Mitochondrienmembran passieren, nicht aber in die Matrix gelangen, wo der Fettsäureabbau erfolgt. Daher wird der Acylrest auf L-Carnitin übertragen. Dieser kann dann als Acylcarnitin durch in die Mitochondrienmatrix transportiert werden. Dort erfolgt der oxidative Abbau der Fettsäuren, die sogenannte ß-Oxidation.13



3.2.1 Supplementierung:



Das Supplementieren von L-Carnitin „beruht im Wesentlichen auf der Vorstellung, den Fettsäurentransport in die Mitochondrien und damit die Fettsäureoxidation durch zusätzliche Gaben von Carnitin zu steigern“14. In diesem Zusammenhang werden L-Carnitin, neben der Erhöhung der Fettverbrennung, weitere Wirkungen nachgesagt. L-Carnitin könne freie Fettsäuren vermehrt als Substrat für die Energiegewinnung heranziehen und dabei den Vorrat an Muskelglykogen schonen. Dadurch würden Ermüdungserscheinungen hinausgezögert und die Leistungsfähigkeit erhöht. So sei weiterhin eine größere Muskeldurchblutung und Sauerstoffaufnahme gegeben, die eine Steigerung des aeroben Energieumsatzes, eine Verkürzung der Regenerationszeit und eine Reduzierung der Symptome beim Muskelkater zur Folge haben. Außerdem würde L-Carnitin einen Immun stabilisierenden Effekt, als auch eine antioxidative Wirkung besitzen, sodass ein Schutz vor freien Radikalen besteht. Letzteres würde zu einer Förderung der Zellmembranstabilität führen. Diese Wirkungen würden schon bei einer Dosierung von ungefähr 1-3g täglich über mehrere Wochen eintreten.15

All diese Aussagen sind der Grund für die Beliebtheit und den Absatz dieses Supplements. Trotz einer Menge Studien und Untersuchungen, die aber meist in Konflikt mit anderen

Erkenntnissen stehen oder wissenschaftlich nicht anerkannt werden, bleibt ein Großteil der Aussagen rein hypothetisch und stellt Material für Werbung dar.



3.3 Nebenwirkungen:



Nachgewiesen ist, dass überschüssiges Carnitin normalerweise vollständig durch den Harn über die Niere ausgeschieden wird.

Allerdings besteht die Gefahr, dass bei dauerhafter Substitution die Eigensynthese durch den Organismus eingeschränkt oder sogar eingestellt wird. Im Falle einer längeren oder dauerhaften Mangelerscheinung durch eine stark eingeschränkte Eigensynthese kann es sogar zu weitreichenden Nebenwirkungen kommen. Zu den möglichen Nebenwirkungen gehören Erkrankungen des Herzmuskels oder Leberzellnekrose, heißt Absterben einzelner oder mehrerer Leberzellen. Ferner sind Durchfall und Schlafstörungen möglich. Eine Toxizität liegt aber nicht vor.



3.4 Diskussion:



In der folgenden Diskussion werden die vorher genannten Funktionen anhand von wissenschaftlichen Fakten entweder widerlegt oder nachgewiesen und ein abschließendes Urteil über die Sinnhaftigkeit der Einnahme getroffen. Kaum ein anderes Supplement ist so umstritten und kontrovers diskutiert wie das L-Carnitin. Fakt ist, dass es ein Dauerbrenner auf dem Markt ist und es noch einige Zeit diesen Status halten wird. Die Hypothese der erhöhten Verbrennung von Fett durch Supplementierung (Siehe 6.1 Supplementierung) ist der Ausgangspunkt vieler Diskussionen zwischen Wissenschaftlern, Ernährungsberatern und der Lebensmittelindustrie. Diese Hypothese wird demnach als erstes diskutiert und widerlegt.

Denn zum einen ist wissenschaftlich nachgewiesen, dass L-Carnitin beim Transport von Fettsäuren nicht verbraucht, lediglich regeneriert wird und man so auch auf keine zusätzliche Zuführung angewiesen ist. Zum anderen liegt kein Anstieg der Konzentration von L-Carnitin im Muskel nach dessen Einnahme vor. Dem ist so, weil überschüssiges L-Carnitin vollständig über die Niere ausgeschieden wird (Siehe 3.3 Nebenwirkungen), weil ab einer bestimmten Konzentration eine Sättigung eintritt. Diese Sättigung beschränkt gleichzeitig die maximale Geschwindigkeit des Transports von Fettsäuren. Weiterhin ist L-Carnitin nicht der Faktor, der die Geschwindigkeit der ß-Oxidation maßgeblich beeinflusst.

Diese ist viel mehr abhängig von anderen Faktoren, wie der Anzahl freier Enzyme, die in der Lage sind, Fettsäuren abzubauen. Wenn es dennoch zu einem beschleunigten Transport und zur Anreicherung von Fettsäuren im Mitochondrium kommt, so würde ein Mechanismus in Gang gesetzt werden, der diesem Vorgang entgegenwirkt und ihn somit hemmt.

Somit kann diese Hypothese aufgrund wissenschaftlicher Fakten als zweifelhaft angesehen werden.

Dagegen kann die Hypothese, dass eine Leistungssteigerung im Sinne einer erhöhten Sauerstoffaufnahme und Durchblutung der Muskulatur vorliegt, als nicht hinreichend wissenschaftlich gesichert angesehen werden. Aussagen und Anzahl der verwendbaren Studien sind ungenügend und widersprechen sich in vielerlei Hinsicht.

Der letzten These, das L-Carnitin eine antioxidative Wirkung und einen Immun stabilisierenden Effekt besitzt, ist definitiv zuzustimmen. Denn durch die Wirkung auf die Acetylgruppen (Siehe 6. Physiologische Funktion) wird es zugleich zum Fänger freier Radikale und schützt so Membranen und Zellen vor der Zerstörung durch diese.

Die Nebenwirkungen betrachtend (Siehe 7.Nebenwirkungen) kann eine eingeschränkte Eigensynthese in extremen Fällen zu weitreichenden Nebenwirkungen führen, wie Mangelerscheinungen, die zu Erkrankungen des Herzmuskels oder einer Leberzellnekrose führen können. Unter der Betrachtung dieser Aspekte lässt sich sagen, dass keine Leistungssteigerung durch die Substitution von L-Carnitin zu erwarten ist. So ist es offensichtlich, dass sich die Werbung mit Hilfe vielversprechender Aussagen über L-Carnitin gegen wissenschaftliche Erkenntnisse hinweg durchsetzt. Auch weiterhin werden L-Carnitin-haltige Produkte, aufgrund niedriger Preise in Kombination mit vielversprechenden Aussagen, Absatz auf dem Markt finden.16



4. Koffein

4.1 Allgemeines:

Der erste Gedanke, der jedem bei diesem Begriff in den Sinn kommt, ist: „Natürlich, das ist der Stoff im Kaffee, der einen wach macht“. Koffein, wissenschaftlich auch Trimethylxanthin genannt, wird mittels Extraktion und Entkoffeinierung aus Teeblättern, Kaffeebohnen und weiteren koffeinhaltigen Pflanzen gewonnen. Er ist weltweit bekannt und wird meist in Form von Kaffee, Tee, Cola oder Energie-Drinks konsumiert. Für den Einsatz im Sport ist er allerdings meist nur in einer reinen Pulver-Form verbreitet und wird hauptsächlich rezeptfrei über Apotheken bezogen. Preislich gesehen befindet sich Koffein im Rahmen des möglichen, ist aber bei einer dauerhaften Substitution nicht besonders preiswert.

Als NEM ist es eher weniger bekannt und genießt auch nur eine eingeschränkte Zulassung. Ab einer bestimmten, nachweislichen Konzentration von 12mg/l im Harn wird es als Dopingmittel eingestuft.17







4.2 Wirkung:

Stark vereinfacht besitzt Koffein einerseits eine antagonistische Wirkung zu Adenosin, die bereits bei relativ niedrigen Konzentrationen von Koffein auftritt.

Koffein blockt die Adenosinrezeptoren, wobei die weitere Betrachtung der Unterarten, vor allem von A1, von Wert ist. Durch die Hemmung der A1-Rezeptoren wird die Offenwahrscheinlichkeit von K+-Kanälen herabgesetzt. Dies bewirkt die Steigerung der Aktivität einiger Neurone im Gehirn, da die Änderung des Membranpotenzials im Axon des Neurons durch die erhöhte Offenwahrscheinlichkeit deutlich schneller und leichter erreicht werden kann. Die ausschlaggebende Wirkung für die meisten Effekte von Koffein ist die Blockung der A1-Rezeptoren. Vereinfacht kann man A1-Rezeptoren als anregend bezeichnen. Die Erhöhung des Sympathikotonus ist die Ursache der allgemeinen Erregung sowie der auftretenden Angstgefühle, da hohe Koffein-Konzentration die Herzfrequenz erhöht und das Nebennierenmark vermehrt Adrenalin ausschüttet. So hat die Einnahme hoher Koffein Dosen die gleichen Folgen wie eine Stresssituation. Die zweite Wirkungsweise besteht in der Freisetzung von Ca2+-Ionen aus intrazellulären Speichern ins Cytoplasma. Für diese zweite Wirkung ist jedoch eine 250-fach höhere Konzentration von Nöten als zur Hemmung der A1-Rezeptoren. Durch die höhere Verfügbarkeit von Ca2+ wird der Übergang des Aktionspotentials an der Synapse und an der motorischen Endplatte erleichtert. Dadurch werden das Muskelzittern und die Krämpfe bei extrem hohen Koffein-Konzentrationen erklärt. Eine sekundäre Wirkung ist die Erhöhung des Harndrangs. Diese ist durch zwei Ansatzpunkte des Koffeins zu erklären. Erstens wirkt Koffein erweiternd auf einen Arterienabschnitt in der Niere und erhöht damit den Blutdurchfluss, sodass die sogenannte Glomeruläre Filtrationsrate erhöht wird. So wird deutlich mehr Flüssigkeit über die Niere aus dem Körper ausgeschieden. Zweitens bewirkt Koffein, dass die glatte Muskulatur an den Bronchien zur Erschlaffung gebracht wird.18



4.2.1 Supplementierung:



Bei einer Einnahme von ungefähr 50-60mg Koffein pro kg Körpergewicht eine Stunde vor der Belastung wird allgemein angenommen, dass Koffein anregend auf den Körper wirkt, insbesondere auf das Zentralnervensystem. Dies zeigt sich in einer allgemeinen Wachheit, welche eine Steigerung der kognitiven Fähigkeiten im Sinne einer gesteigerten Aufmerksamkeit, Reaktionszeit und Psychomotorik beinhaltet. Aber auch Organe, die nur indirekt mit dem Zentralnervensystem in Verbindung stehen, werden durch die Einnahme von Koffein beeinflusst. Das Herz wird frequenzsteigernd beeinflusst, was zur erhöhten Durchblutung des Organismus führt. Die erhöhte Calciumfreisetzung in der Muskelzelle erleichtert die Muskelkontraktion und macht sie effizienter.

Zusätzlich sorgt das durch die Einnahme von Koffein ausgeschüttete Adrenalin für eine Steigerung der Atmung, der Herzfrequenz, der Konzentration und des Fettabbaus. Besonders im Bereich des Ausdauersports werden diese Vorteile genutzt. Insofern ist eine Leistungssteigerung nachgewiesen. Der Grund für die Einnahme von Kaffee wird aus diesen Aspekten ebenfalls deutlich.19



4.3 Nebenwirkungen:



Bei Überdosierung können diese durchaus positiven Effekte ins Negative umschlagen. Zunächst sind Nebenwirkungen wie Nervosität, eine erhöhte Herzfrequenz und ein Blutdruckanstieg bei durchaus niedrigen Dosierungen möglich. Auch stark erhöhter Harn- und Bewegungsdrang sind nicht selten. Es könnten weitere Folgen, wie Angstzustände, Unruhe, Muskelzittern und Übelkeit mit Erbrechen auftreten. Bei einer noch höheren Dosierung könnte, aufgrund einer erhöhten Nerventätigkeit, Muskelzittern in Krämpfe umschlagen und Herzrhythmusstörungen auftreten. Ab einer Dosierung von ungefähr 5-10g Koffein pro kg Körpergewicht wirkt Koffein vergiftend und kann eine tödliche Wirkung auf den Organismus haben.20



4.4 Diskussion:



In der folgenden Diskussion wird der Sinn einer Supplementierung von Koffein unter physiologischen und ökonomischen Aspekten diskutiert. Eine Widerlegung oder Bestätigung von Hypothesen ist hier nicht nötig, da ausreichend wissenschaftlich gesicherte Erkenntnisse zu Koffein vorliegen. Die Anzahl leistungssteigernder Effekte machen einen Einsatz von Koffein vor allem für Ausdauersportler interessant. Sinn für den Einsatz macht überwiegend der stimulierende Effekt auf Lipolyse, Herz- und Kreislaufsystem, sowie kognitiver Fähigkeiten (Siehe 10.1 Supplementierung). Dennoch müssen hier die positiven Leistungsbeeinflussungen im Verhältnis zum Preis, den Nebenwirkungen und der Dopinggrenze gesehen werden. Einerseits sind nicht unerhebliche Nebenwirkungen (siehe 10.2 Nebenwirkungen) zu erwarten, die immer ein gewisses Risiko darstellen. Preislich gesehen kann eine dauerhafte Einnahme von Koffein auf den Geldbeutel gehen, da zum einen die Angebotsvielfalt sehr beschränkt ist und Koffein in reiner Form fast nur in Apotheken vorzufinden ist.

Zum anderen muss verhältnismäßig viel Kaffee zu sich genommen werden, um eine Leistungsbeeinflussung zu erwirken. Bei Dosierungen von ungefähr 300-400 mg/kg Körpergewicht besteht die Gefahr des Dopingvergehens. Insgesamt lässt sich eine eingeschränkte Empfehlung für den Einsatz von Koffein formulieren. Der Einsatz sollte nicht auf einer Supplementierung über einen längeren Zeitraum oder auf hohen Dosierungen basieren. Individuelle Reaktionen und Nebenwirkungen können eine Einnahme riskant machen. Bei niedriger Dosierung kann die Einnahme von Koffein bei einer Langzeitbelastung allerdings als durchaus sinnvoll angesehen werden.



5. L-Glutamin

5.1 Allgemeines:

Bei L-Glutamin handelt es sich um eine nicht essentielle Aminosäure, wie sie der Körper selbst herstellen kann. Trotzdem ist sie eine der wichtigsten Aminosäuren im menschlichen Körper. Es wird aus der L-Glutaminsäure, das vor allem in Lebensmitteln tierischer Herkunft vorhanden ist, durch die Glutamin-Synthetase in der Leber, den Nieren, dem Gehirn und der Lunge gebildet. Glutamin selbst kommt in Käse, Milch und Joghurt vor. In anderen Lebensmitteln ist es aufgrund seiner Instabilität kaum vorhanden, da es bei der Herstellung verloren geht.

Bei intensiven Belastungen kann der Körper nicht genügend L-Glutamin zur Verfügung stellen, weshalb es häufig auch als bedingt essentielle Aminosäure bezeichnet wird. Mit einer Konzentration von über 60 % im Aminosäurepool ist Glutamin sogar die Aminosäure mit der höchsten Konzentration im Körper. Es macht außerdem rund sieben Prozent der in den Muskeln eingebauten Proteine aus.21



5.2 Funktionen:



L-Glutamin erfüllt im menschlichen Organismus die Rolle eines universeller Energiedonators und besitzt eine Vielzahl weiterer Funktionen. So wird er vor allem von Geweben mit einer hohen Zellteilung benötigt. Dazu zählen die Darmzellen, durch die ein Großteil der im Blutplasma enthaltenen L-Glutamin Moleküle aufgebraucht werden. Auch im Gehirn dient Glutamin der Energieversorgung, indem es Glutamin in Glutaminsäure umwandelt.

Glutaminsäure kann zudem das Zellgift Ammoniak aufnehmen, sodass eine verminderte Behinderung der Gehirnfunktion vorliegt und die Konzentration steigt. Zusätzlich Konzentrationsfördernd wirkt hier die Bildung des Neurotransmitters GABA, der in Stresssituationen beruhigend wirkt.

L-Glutamin ist weiterhin direkt am Muskelaufbau beteiligt, weil es an der Proteinsynthese beteiligt und selbst Bestandteil des Muskelgewebes ist. Außerdem ist er Transporteur für Stickstoff, der ebenfalls eine Schlüsselstellung im Muskelaufbau einnimmt.

Nebenbei erhöht L-Glutamin den Spiegel an Wachstumshormonen im Blut. Über die erhöhte Anzahl an Wachstumshormonen steigert es somit indirekt auch die Erhaltung von fettarmem Muskelgewebe, sowie die Verbrennung von Fett. Die aktive Beteiligung an Immunsystem und weiteren wichtigen Stoffwechselvorgängen, wie der Biosynthese von DNA und RNA sowie Gluathion, einem wichtigen Antioxidant, ist im Hinblick auf eine Leistungssteigerung als nicht wesentlich zu betrachten. Sie sind also durchaus als positiv anzusehen, dienen aber eher einem präventiven Zweck.22



5.2.1 Supplementierung:



L-Glutamin wird meist mit ungefähr 20 g pro Tag in Pulver-Form, welches dann in ein Getränk eingerührt wird, eingenommen. Diese Dosierung ist nötig, da ein Großteil aufgrund der Instabilität des L-Glutamins verloren geht. Injektionen sind dagegen wesentlich effektiver. Preislich gesehen sind beide Darreichungsformen nicht besonders günstig. Dennoch finden sie besonders im Kraftsport, darunter vor allem in der Bodybuilding Szene Anwendung. Bei intensiven Belastungen entsteht im Körper leicht an Mangel an L-Glutamin. In Folge werden in den Muskeln eingelagerte Proteine zu Aminosäuren umgewandelt, um aus diesem Prozess Energie in Form von ATP zu schöpfen und das Defizit auszugleichen. Dieser Vorgang wird als kataboler Effekt bezeichnet und ist Muskelabbauend. Er stellt das Gegenteil vom anabolen Effekt dar, der zum Wachstum der Muskeln führt. Aus diesem Grund greifen vor allem Kraftsportler zu L-Glutamin. Wenn L-Glutamin zusätzlich aufgenommen wird entsteht sowohl während der Belastung keine allzu große Nährstofflücke, als auch in der Regenerationsphase. Schon durch die Deckung dieses Defizits besitzt L-Glutamin einen anabolen und katabolen-Effekt. Aber auch die physiologischen Funktionen von L-Glutamin (Vgl. 5.2 Funktionen) unterstützen dieses Effekt und machen eine positive Leistungsbeeinflussung noch viel effektiver. Aufgrund dieser Wirkungen findet L-Glutaminauch breite Anwendung auf medizinischer Ebene.

Beispielsweise bei der Behandlung von Verletzungen, Infektionen und Blutvergiftungen und zu präventiven Zwecken.23



5.3 Nebenwirkungen:



Wie viele andere Aminosäuren auch kann L-Glutamin zu Kopf- und Magenschmerzen führen, sowie zu Übelkeit und Erbrechen. Weiterhin kann eine Einnahme von L-Glutamin zum sogenannten „Chinarestaurant-Syndrom“ führen. Bei diesem Syndrom kommt es nach der Aufnahme zu Mundtrockenheit, Kribbeln oder Taubheitsgefühl in der Mundhöhle und kann ein Hitze- und/oder Engegefühl hervorrufen. Weitreichende Nebenwirkungen sind aber nicht zu erwarten. Dagegen hat L-Glutamin eher noch einen positiven Einfluss auf das Immunsystem und schützt vor freien Radikalen durch antioxidative Wirkung.24



5.4 Diskussion:



In der folgenden Diskussion wird eine Beurteilung über sinnvollen Einsatz von L-Glutamin zum Zweck der Leistungssteigerung getroffen. Festzuhalten ist, dass L-Glutamin aufgrund seiner anabolen und anti-katabolen Wirkung wahnsinniges Potential für eine Leistungssteigerung mit sich bringt.

Das verdankt es seinen zahlreichen direkten und indirekten Einflüssen auf Proteinsynthese, Stickstofftransport, Wachstumshormone und Immunsystem. Dieses Produkt bietet vor allem Kraftsportlern eine zusätzliche Möglichkeit fettarmes Muskelgewebe aufrechtzuerhalten und Fett abzubauen. Außerdem deckt es aktiv ein Defizit in der Nährstoffversorgung und macht somit ein längeres und intensiveres Training möglich.Aufgrund seiner Vielzahl an positiven Eigenschaften wird L-Glutamin auch gegen Krankheiten und zu präventiven Zwecken genutzt.Der zunehmende Einsatz dieses Nährstoffs, vor allem durch Einsatz in Form von Injektionen, unterstreicht die therapeutische Einsatzgebiete von Glutamin. In diesem Sinne wird mittlerweile sein Status als frei verkäufliches NEM in Frage gestellt und diskutiert. Nicht unerheblich ist auch der Preis dieser Supplemente, sodass sich der Einsatz auf lange Sicht für Profi-Sportler mehr lohnt, als für Hobbysportler. Dennoch ist der Einsatz dieses Supplements in Abhängigkeit zu seinen Nebenwirkungen und Preis als sehr sinnvoll anzusehen, um eine effektivere Leistungssteigerung zu erzielen. Trotz alledem sollte Glutamin nicht als Wundermittel angesehen werden. Es dient nach wie vor lediglich der Ergänzung und sollte nicht als Ersatz für eine Ernährung, oder einer zu niedrigen Versorgung mit Proteinen dienen.25



6. Reflexion:

Am Anfang meiner Facharbeit hab ich mir die Frage gestellt, ob bestimmte Produkte der Nahrungsergänzungsmittel wirklich meine kognitive und körperliche Leistungsfähigkeit verbessern können oder ob sie nur auf einer reinen Marketingstrategie beruhen. Diese Frage kann ich nach Beendigung meiner ausführlichen Untersuchungen als durchaus bestätigt angesehen werden, da die drei Beispiele ganz klare Tendenzen darstellen. So lässt sich anhand von L-Carnitin eindeutig beweisen, dass Versprechen über physiologische Vorteile mit Hilfe von Werbeaussagen sich auch gegen Wissenschaftliche Erkenntnisse beim Verbraucher durchsetzen können. Dagegen haben Koffein und L-Glutamin bewiesen, dass Nahrungsergänzungsmittel durch unterschiedliche Wirkungen einen leistungssteigernden Effekt haben können, dieser aber meist mit als negativ anzusehenden Faktoren gekoppelt sind. Dazu zählen Aspekte wie Nebenwirkungen und Risiken, sowie Kosten. Trotzdem können für Sportler diese Mittel eine Art Dopingersatz darstellen, da sie als legitim angesehen werden. Paradoxerweise ist die Anwendung von Koffein und L-Glutamin im Sport nicht annähernd so bekannt wie das Supplement L-Carnitin. Das zeigt in welchem Widerspruch Hersteller und Wissenschaftler zur Zeit stehen. Wenn man dann die Fülle an Produkten unterschiedlichster Art auf dem Nahrungsergänzungsmittelmarkt betrachtet wird einem annähernd bewusst, wie unübersichtlich die Lage ist. Grund dafür ist der dauernde Wunsch von Konsumenten nach einer Art Lösung für ihre Probleme, was Hersteller für sich zu Nutzen verstehen. Das geht im Endeffekt auf die Kosten der Verbraucher. Wie soll da der Verbraucher einschätzen können, welches Produkt sinnvoll und nutzlos ist bei fehlender Sachkenntnis. Den Rahmen für diese Unübersichtlichkeit bietet hier das Gesetz, da kaum Kontrollen und Rahmen bestehen, die den Hersteller einschränken. So könnten Hersteller beispielsweise die Dosierungsempfehlung eines Supplements erhöhen, um Profit aus erhöhtem Verbrauch zu schlagen, während Einzelheiten über mögliche Nebenwirkungen nicht bekannt sind. Hersteller können in diesem Sinne Produkte auf dem Markt anbieten auch wenn ihr ernährungsphysiologischer Wert fraglich ist. Solche Gesichtspunkte rufen Protest bei Verbraucherschützern vor, sowie bei Kritikern und stellen somit die Produkte im allgemeinen in Frage. Meiner Meinung nach sollten Nahrungsergänzungsmittel nicht den Lebensmitteln zugeordnet werden.Sie bräuchten einen eigenen Gesetzesentwurf mit Regelungen zur Aufmachung des Produkts und strikter Kontrolle, um sich von anderen Lebensmitteln und vor allem von Arzneimitteln zu unterscheiden. Studien und Untersuchungen sind hier ebenfalls Mangelware in einer unendlichen Auswahl an Produkten. Dementsprechend werden weiterhin Fragen zur physiologischen Wirkung offen bleiben und für Gesprächsstoff sorgen.



































7. Literaturverzeichnis

Fachliteratur

Georg Neumann: Ernährung im Sport, Aachen 2003

Peter Konopka: Sporternährung. Leistungsförderung durch vollwertige und bedarfsangepasste Ernährung, München 1998 (7. Auflage).

Andreas Hahn: Nahrungsergänzungsmittel. Stuttgart 2001

Heiko Diedrich: Nahrungsergänzungsmittel. Sinn und Unsinn beim Einsatz im Sport. Köln 2002 (1. Auflage).

Bernd Gottwald (Hrsg.): Handbuch Sportler Ernährung. Hamburg 1992

Birgit Kaltenthaler: Biodoping. Für Spitzenpower. München 2001

Scholz, Hamm: Musclefood. Optimale Performance und effektiver Muskelaufbau durch den richtigen Einsatz von Sportlernahrung. München 2002

Internetadressen

Internetquelle 1:

(Letzter Zugriff: 27.8.2013)

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(Letzter Zugrif: 28.8.2013)

Internetquelle 3:

(Letzter Zugriff: 5.9.2013)



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(Letzter Zugriff: 5.9.2013)



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Internetquelle 6:

(Letzter zugriff: 5.9.2013)

Internetquelle 7:

(Letzter Zugriff: 8.9.2013)

Internetquelle 8:

(Letzter Zugriff 9.9.2013)































8. Schlusserklärungen


I.


„Hiermit versichere ich, dass ich die Arbeit selbstständig angefertigt, keine anderen als die angegebenen Hilfsmittel benutzt und die Stellen der Facharbeit, die im Wortlaut oder im wesentlichen Inhalt aus anderen Werken entnommen wurden, mit genauer Quellenangabe kenntlich gemacht habe.“






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II.



„Hiermit erkläre ich, dass ich damit einverstanden bin, wenn die von mir verfasste Facharbeit der schulinternen Öffentlichkeit zugänglich gemacht wird.“





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1 Internetquelle 1 (27.8.2013)

2 Internetquelle 2 (28.8.2013

3 Vgl. zur Definition allg. Hahn, S .17; Diedrich, S. 15; Neumann S. 187 - 188

4 Vgl. zum Rechtlichen Rahmen allg. Internetquelle 5; Hahn, S.12 - 19; Diedrich, S.16

5 Vgl. Hahn, S.25 - 26

6 Internetquelle 4 (5.9.2013)

7 Internetquelle 3 (5.9.2013)

8 Internetquelle 6 (5.9.2013)

9 Vgl. Hahn, S.30

10 Siehe ebd. 83

11 Vgl. Diedrich, S.20

12 Vgl. Gottwald, S.162

13 Vgl. Diedrich, S130 - 137

14 Vgl. Scholz, S. 59

15 Vgl. Neumann, S.200 - 202

16 Vgl. Hahn S.130 - 133

17 Vgl. Diedrich, S.212

18 Vgl. Diedrich 214 – 216; Neumann, S. 206 - 210

19 Vgl. allg. Diedrich, S. 214 – 216; Neumann 206 - 210

20 Siehe ebd. S. 216

21 Vgl. Kaltenthaler, S.12-14; Hahn, S.220 - 222

22 Internetquelle 7 (8.9.2013)

23 Vgl. Internetquelle 7; Internetquelle 8; Scholz, S. 80 - 82

24 Ebd.

25 Vgl. Internetquelle 7, Scholz S.82 - 84


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