Sport und oxidativer Stress

Bei körperlicher Belastung entstehen freie Radikale. Aber müssen wir diese immer gleich mit Antioxidantien bekämpfen?

Frau joggt durch den Wald
Dass freie Radikale durch Sport per se schlecht sind, gilt inzwischen als veraltet. Denn der Körper trainiert dadurch sein eigenes Schutzsystem vor freien Radikalen. Bild: sergio_kumer/iStock/Getty Images Plus

Was ist oxidativer Stress und wie entsteht er?

Oxidativer Stress entsteht, wenn ein Ungleichgewicht zwischen freien Radikalen und antioxidativen Schutzstoffen herrscht. Freie Radikale fallen immer bei Stoffwechselprozessen an – vor allem bei der Energiegewinnung in den Kraftwerken der Zellen (Mitochondrien).

Beim letzten Schritt der Energiegewinnung (Atmungskette) entsteht aus Sauerstoff, abgebauten Zuckern und Fetten (Glykolyse, Citratzyklus) eine universelle „Energiewährung“ – nämlich ATP (Stoffwechselenergie). Ungefähr 0,5 bis 5,0 Prozent des Sauerstoffs werden aber nicht zu Wasser als „Abfallstoff“ umgewandelt, sondern zu Superoxidanion-Radikalen (O2·, freie Radikale).

Expertenwissen

Es gibt aber auch andere Ursachen, die bei Sportlern zu oxidativem Stress führen. Beispielsweise können Häm-haltige Proteine prooxidativ wirken. Vor allem bei Ausdauersportlern könnte die erhöhte Menge an Hämoglobin eine Rolle spielen. Auch die prooxidative Wirkung der Xanthinoxidase des Purinstoffwechsels sowie die Oxidation organischer Substrate mit Wasserstoffperoxid und Metallen (Feton-Reaktion) tragen grundsätzlich zu oxidativem Stress bei.

Bei sportlicher Belastung brauchen wir mehr Energie. Folglich gewinnen unsere Zellen auch mehr Energie, damit die Muskeln arbeiten können. Allerdings entstehen dabei zusätzliche freie Radikale, die durch Antioxidantien abgefangen werden müssen. Bei einer intensiven Belastung steigt die Gefahr für oxidativen Stress.

Es liegt daher nahe, dass Sportler mehr Antioxidantien brauchen. Doch trifft das wirklich immer zu? Und gibt es für Leistungs- und Breitensportler unterschiedliche Empfehlungen?

Folgen von oxidativem Stress für Sportler

Werden freie Radikale nicht abgefangen, können sie verschiedene Körperstrukturen angreifen. Dazu gehören die Erbsubstanz (DNA), Eiweiße oder ungesättigte Fettsäuren in den Membranen (Umhüllungen) der Zellen. Oxidativer Stress wird deshalb in Verbindung gebracht mit Muskelschäden, einer erhöhten Anfälligkeit für Infektionen, einem gesteigerten Risiko für Sportverletzungen und einer verlängerten Regenerationszeit. Vor allem zu Beginn der körperlichen Belastung sind die Herz- und Skelettmuskulatur vielen freien Radikalen ausgesetzt. Diese Muskeln brauchen besonders viel Energie und Sauerstoff.

Welche Schutzmechanismen gibt es?

Bekannte Antioxidantien sind die Vitamine C und E sowie verschiedene Pflanzenstoffe. Man bekommt sie über die Ernährung. Der Körper hat aber auch eigene Schutzsysteme. Dazu gehören Antioxidantien, die er selbst bildet (wie Glutathion) sowie spezielle antioxidative Enzyme (Superoxid-Dismutase, Glutathion-Peroxidase oder Katalase). Allerdings sind dazu die entsprechenden Baustoffe (Aminosäuren) nötig. Auch brauchen die Enzyme als Cofaktoren Mineralstoffe wie Kupfer, Mangan, Selen und Zink. Der Körper ist also auf antioxidative Schutzstoffe von außen und von innen angewiesen.

Verursachen freie Radikale immer Schaden?

Lange Zeit ging man davon aus, dass oxidativer Stress bei sportlichen Belastungen mit hoch dosierten Präparaten unbedingt vermieden werden muss. Das gilt inzwischen als veraltet, denn freie Radikale haben auch bestimmte Aufgaben im Körper.

Im Rahmen der Immunabwehr helfen sie, Viren und Bakterien zu bekämpfen. Zudem haben freie Radikale einen regulierenden Effekt auf die Muskelkontraktion (muskuläre Kraftentwicklung) sowie auf die Mitochondrien und Blutgefäße. Nicht zuletzt sind freie Radikale Signalmoleküle bei verschiedenen Stoffwechsel- und Anpassungsprozessen – sie sind also keinesfalls nur schädlich.

Forscher fanden sogar heraus, dass der Körper in der Lage ist, sich trainingsabhängig an die erhöhte Belastung anzupassen: Er steigert die Aktivität antioxidativer Enzyme. Trainierte Athleten hatten in Studien zudem höhere Gehalte an körpereigenen Antioxidantien (Glutathion). Sport trainiert also nicht nur unsere Fitness, regelmäßiges Training stärkt auch unser antioxidatives Schutzsystem.

Brauchen Sportler Antioxidantien?

Nur weil Sport das körpereigene Schutzsystem trainiert, kann der Körper noch lange nicht auf Antioxidantien verzichten – vor allem Antioxidantien aus der Ernährung müssen täglich zugeführt werden. Sportler brauchen demnach in jedem Fall Antioxidantien.

Allerdings wird inzwischen davon abgeraten, hoch dosierte Präparate zu ergänzen, um den „Trainingseffekt“ für das antioxidative Schutzsystem nicht zunichtezumachen. Die unkontrollierte Einnahme hoher Dosierungen kann sogar das Gegenteil bewirken: Nahmen Athleten hoch dosierte Präparate ein (zum Beispiel 1.000 Milligramm Vitamin C über zwei Monate), verhinderte dies trainingsbedingte Anpassungsprozesse der Muskulatur.

Höhere Dosierungen eignen sich nur in bestimmten Situationen – und zwar dann, wenn wiederholt hochintensive Belastungen trainiert werden oder extreme Sporteinheiten stattfinden. Dazu zählen Marathon, Ultramarathon (über 42,195 Kilometer) oder Triathlon. Bei solchen Athleten ist erhöhter oxidativer Stress nachweisbar, der noch über mehrere Tage anhält und zum Beispiel das Immunsystem beeinträchtigt. Wurden dann vorübergehend 600 Milligramm Vitamin C pro Tag ergänzt, kam es bei Läufern eines Ultramarathons zu deutlich weniger Infekten der oberen Atemwege als mit einem Scheinmedikament.

Empfehlungen für Sportler

Grundsätzlich wird für Sportler eine antioxidantienreiche Ernährung mit reichlich Obst und Gemüse empfohlen. Dies gilt für Leistungs- und Breitensportler. Mit steigender Belastung erhöht sich jedoch der Bedarf. Deshalb wird es schwieriger, allein über die Ernährung ausreichend Vitamine und Mineralstoffe zuzuführen: Verschiedene Diätpläne von Leistungssportlern zeigen, dass diese meist nicht mehr als 500 Gramm Obst und Gemüse pro Tag essen. Das ist für eine antioxidantienreiche Ernährung relativ wenig: Eine Banane wiegt allein schon rund 120 Gramm und eine Strauchtomate 110 Gramm.

Leistungssportlern wird deshalb eine breite und gering dosierte Supplementierung während intensiver Trainingseinheiten oder in Wettkampfphasen empfohlen – zum Beispiel mit 100 Milligramm Vitamin C, 60 Milligramm Vitamin E, 100 Mikrogramm Selen und 100 Milligramm Coenzym Q10 (idealerweise als Ubiquinol).

Info

Besonderheit Coenzym Q10: Training steigert die Anzahl an Mitochondrien in den Zellen des Herzens und der Muskulatur. Diese sind wiederum auf Coenzym Q10 angewiesen. Deshalb sollte bei Leistungssportlern kein Mangel vorliegen.

Die Dosierung sollte in jedem Fall mit dem Training und der Ernährung koordiniert und durch entsprechende Laboruntersuchungen gestützt werden – zum Beispiel durch Marker für oxidativen Stress wie F2-Isoprostan oder Malondialdehyd. Für Breitensportler ist ein Antioxidantien-Präparat nicht zwangsläufig erforderlich – vorausgesetzt, man ernährt sich abwechslungsreich mit viel Obst und Gemüse. Ist das nicht der Fall, kann ebenfalls ein niedrig dosiertes Kombinationspräparat speziell für Sportler ergänzt werden.

Verzeichnis der Studien und Quellen

Gröber, U. (2018): Oxidativer Stress im Sport. Ein Fall für Antioxidanzien? Zs.f.Orthomol.Med. 2018; 16(04): 20-25. Georg Thieme Verlag KG Stuttgart, New York.

Gröber, U. (2011): Mikronährstoffe. Metabolic Tuning – Prävention – Therapie. 3. Aufl. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH Stuttgart.

Palazzetti, S. et al. (2004): Antioxidant supplementation preserves antioxidant response in physical training and low antioxidant intake. Br J Nutr. 2004 Jan;91(1):91-100. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14748941, abgerufen am: 31.10.2019.

Teixeira, V.H. et al. (2009): Antioxidants do not prevent postexercise peroxidation and may delay muscle recovery. Med Sci Sports Exerc. 2009 Sep;41(9):1752-60. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19657294, abgerufen am: 31.10.2019.

Über den Autor

Uwe Gröber

Uwe Gröber ist Leiter der Akademie für Mikronährstoffmedizin in Essen und Autor zahlreicher Publikationen, Fachbücher und Buchbeiträge. Er studierte Pharmazie an der Johann-Wolfgang Goethe Universität in Frankfurt und zählt zu den führenden Mikronährstoffexperten Deutschlands mit seinen Spezialgebieten Pharmakologie, Mikronährstoffmedizin, Wechselwirkungen zwischen Arzneimitteln und Mikronährstoffen, Metabolic Tuning, Ernährungs-, Sport- und Präventivmedizin sowie komplementäre Verfahren in der Diabetologie und Onkologie (z.B. Tumoranämie). Neben seiner medizinisch-wissenschaftlichen Beratungstätigkeit ist er europaweit seit Jahren aktiv in der Aus- und Fortbildung von Ärzten, Apothekern und Ernährungswissenschaftlern tätig, unter anderem als Dozent an der Dresdner International University (DIU). Zudem ist er aktives Mitglied der Arbeitsgemeinschaft Prävention und integrative Onkologie (PRIO) der Deutschen Krebsgesellschaft (DKG).

Porträt Uwe Gröber