Gibt es Sportler die ihrer Genetik nach von Koffein „mehr“ profitieren?

In diesem Beitrag werfen wir einen Blick auf die aktuelle Studie von Minaei et al. mit dem Titel „CYP1A2 Genotype Polymorphism Influences the Effect of Caffeine on Anaerobic Performance in Trained Males“, was man ins Deutsche in etwa so übersetzen könnte:

„CYP1A2-Genotyp-Polymorphismus beeinflusst die Wirkung von Koffein auf die anaerobe Leistung gut trainierter Sportler“

Tatsächlich gehört Koffein zu den effektivsten Nahrungsergänzungsmitteln für Kraft- und Ausdauersportler. Dessen positive Wirkungen gehen allerdings über eine Verbesserung der körperlichen Leistungsfähigkeit hinaus.

Trotzdem ist es noch nicht erwiesen, dass man mit Koffein seine „longitudinalen Trainingsanpassungen“ wirklich verbessern kann. Dies steht möglicherweise in einem engen Zusammenhang mit der Frage, ob der Genotyp überhaupt einen signifikanten Einfluss auf die leistungssteigernde Wirkung einer Koffeinergänzung hat.

Das CYP1A2-Gen bestimmt die Codierung eines Schlüsselenzyms, das für die Geschwindigkeit des Koffeinstoffwechsels zuständig ist. Das ADORA2A-Gen beeinflusst dagegen einen Schlüsselrezeptor, der wiederum maßgeblich die ergogene Wirkung des Koffeins steuert.

Die hier betrachtete Studie befasst sich vornehmlich mit dem erstgenannten CYP1A2-Gen, indem untersucht wurde, wie sich Koffein auf die Leistung von Personen mit zwei Kopien des A-Allels, also mit AA-Genotyp (schnelle Metabolisierer) im Vergleich zu den langsamen Metabolisierern mit mindestens einer Kopie des C-Allels (AC- oder CC-Genotyp) auswirkt.

Teilgenommen haben an dieser Studie 16 Männer mit Erfahrung im Krafttraining und einem normalen täglichen Koffeinkonsum von weniger als 100 mg:

  • Altersrange: 14,5 – 28,7 Jahre
  • Körpergrößen: 174,1 – 185,3 cm
  • Gewicht: 65,35 – 78,95 kg

Zu „schnellen Metabolisierern“ des Genotyps AA gehörten sechs Teilnehmer, die anderen zehn Probanden waren vom Genotyp AC oder CC. Im Rahmen der placebo-kontrollierten Cross-over-Studie erfolgten zwei Testphasen, die durch eine einwöchige Auswaschphase unterbrochen waren. Beim ersten Experiment konsumierten die Teilnehmer eine Stunde vor dem Belastungstest 6 mg/kg Koffein. Das darauf folgende Experiment sah eine entsprechende Menge Placebos vor.

Bewertet wurden die Leistungen mit einem Wingate-Test, bei dem ein 30 Sekunden langer Sprint auf dem Fahrradergometer zu absolvieren war. Als zusätzlicher Widerstand wurden 7,5 Prozent der Körpermasse eingestellt. Registriert wurden dabei die folgenden Parameter:

  • Spitzenleistung
  • Mittlere Leistung
  • Mindestleistung
  • Ermüdungsindex

Letzterer ergibt sich aus der relativen Differenz zwischen Spitzen- und Mindestleistung in Prozent.

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Ergebnisse

Bei den schnellen Metabolisierern erhöhte Koffein die Spitzenleistung signifikant (p=0,039). Bei den langsamen Metabolisierern wurde sogar eine Verringerung verzeichnet (p=0,135), die allerdings nicht signifikant war. Gleiches galt für die durchschnittliche Leistung (p=0,473), die zeigte, dass Koffein beide Genotypen nicht sonderlich unterstützt hat. Interaktionseffekte zwischen den Behandlungen und den Gruppen waren weder für die Mindestleistung (p=0,839) noch für den Ermüdungsindex (p=0,239) erkennbar. Schlussendlich konstatierten die Forscher, dass ihre ursprüngliche Hypothese nur „teilweise“ bestätigt werden konnte.

Zwar suggerieren diese Ergebnisse, dass Koffein lediglich für schnelle Metabolisierer ergogen sei, aber mit nur sechs Teilnehmern ist die Stichprobengröße einfach nicht repräsentativ. Betrachtet man die Literatur dazu in der Breite, sind eindeutige Aussagen kaum zu finden.

Zum Beispiel fand die erste Studie, die sich mit der Beziehung zwischen CYP1A2-Genotyp und Leistungssteigerung durch Koffein beschäftigte, heraus, dass sich schnelle Metabolisierer beim Zeitfahren unter Koffeinergänzung um knapp fünf Prozent verbessern konnten, während langsame Metabolisierer hierbei nur 1,8 Prozent Steigerung erreichten.

Kürzlich berichteten Wong et al. über Probanden mit AA- und AC-Genotyp, die keinen signifikanten Leistungsvorteil aufwiesen, während 4 mg/kg Koffein die Handgriffstärke der CC-Genotyp-Probanden um fast 13 Prozent reduzierten.

Es gibt eine relativ aktuelle systematische Übersichtsarbeit, die zeigte, dass nur zwei von elf Studien zu dem Schluss kamen, dass beim CYP1A2-Genotyp die anaeroben Leistungen durch die Wirkung von Koffein gesteigert werden konnten. Diese beiden Studien berichteten überdies über Beeinträchtigungen bei den ergogenen Leistungen von langsamen Metabolisierern (AC- oder CC-Genotypen), wobei dies an Radzeitfahren über Distanzen von 10 bis 40 km gemessen wurde.

Acht Studien gründeten dagegen auf Kraft-, Leistungs- und Sprinttests. Zwei dieser Studien kamen zu dem Ergebnis, dass der CYP1A2-Genotyp die ergogene Wirkung von Koffein sehr wohl beeinflusst, zumindest bei den schnellen Metabolisierern.

Man hat hier bei diesen widersprüchlichen, eher substanzlosen Aussagen wirklich den Eindruck, dass offenbar die Fragestellung selbst das Problem ist. Viel praktischer wäre doch die Frage, ob langsame Metabolisierer durch Koffein-Supplementierung überhaupt eine ergogene Wirkung in wünschenswertem Ausmaß erzielen können. Die systematische Übersichtsarbeit von Grgic et al. lässt jedenfalls Zweifel darüber aufkommen, dass allein die Vererbung des AC- oder CC-Genotyps den Sportler automatisch zu einem Nonresponder auf Koffein macht.

Zusammenfassung

Möglicherweise ist es tatsächlich so, dass schnelle Metabolisierer (Genotyp AA) ergogen etwas stärker auf Koffein-Supplementierung reagieren als langsame Metabolisierer (AC- oder CC). Die Unterschiede im Genotyp zeigen sich eher bei lang andauernder aerober Aktivität sowie bei hoher Koffeindosis (> 6 mg/kg). Langsame Metabolisierer können dennoch von Koffeindosen zwischen 2 und 6 mg/kg ergogen profitieren.

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Dieser Artikel wurde am 23.04.2022 erstellt.

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Was Sie außerhalb des Fitnessstudios machen, hat großen Einfluss auf die Effizienz Ihres Trainings

Genau diesem Thema haben sich Swift et al., 2021, in einer Studie mit dem Titel „The Effect of Aerobic Training and Increasing Nonexercise Physical Activity on Cardiometabolic Risk Factors“ (Die Wirkung von aerobem Training und zunehmender nicht-sportlicher Aktivitäten auf kardiometabolische Risikofaktoren) angenommen.

Wie kann oder sollte man sich außerhalb des Fitnessstudios verhalten, um die Effizienz des Trainings zu optimieren? Dazu fallen mir zuerst diese drei Positionen ein:

  • Auf die Ernährung achten
  • Ausreichend und tief schlafen
  • Stress vermeiden oder zumindest gut bewältigen

Das ist natürlich alles richtig. Aber was in der Liste noch fehlt, ist mal wieder das Laufen. In einer vor Kurzem durchgeführten Studie wurden die Teilnehmer per Zufallsprinzip in drei Gruppen aufgeteilt. Die Probanden befanden sich alle in dem Alterskorridor von 45 bis 60,2 Jahren und wiesen eine mehr oder weniger ausgeprägte Adipositas auf (BMI = 36,0 +/- 4,8).

Gruppe 1 ist die Kontrollgruppe ohne Training.

Gruppe 2 absolvierte drei bis vier aerobe Trainingseinheiten pro Woche. Dabei ging es jeweils um 40 bis 50 Minuten Laufbandtraining mit einer Herzfrequenz zwischen 125 bis 130 Schlägen pro Minute.

Gruppe 3 absolvierte das gleiche Training, bemühte sich aber zusätzliche um eine deutliche Erhöhung der täglichen Schrittzahl.

Natürlich haben alle Teilnehmer unabhängig von ihrem Training ohnehin jeden Tag zwischen 4000 und 5000 Schritte gemacht, aber jene von Gruppe 3 sollten dies bewusst auf ungefähr 8000 Schritte pro Tag steigern.

Die Intervention ging über 24 Wochen. Davor und danach wurden bei allen die folgenden Werte registriert:

  • Körpergewicht
  • Taillenumfang
  • Aerobe Fitness (VO2max)
  • Blutfettwerte
  • Insulinresistenz
  • Weitere Blut-Biomarker

Leider waren nicht alle Teilnehmer „gefügig“ in dem Sinne, dass sie das Studienprotokoll wirklich immer exakt einhielten, was bei den Auswertungen aber berücksichtigt werden konnte.

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Ergebnisse

Bei der Trainingsgruppe 2 entwickelten sich die Messwerte etwas besser als in der Kontrollgruppe, wenngleich sogar die meisten davon noch keine statistische Signifikanz erreicht haben. Deutlicher verbessert hat sich die Sportgruppe 3 mit den erhöhten Schrittzahlen. Der durchschnittliche Gewichtsverlust zum Beispiel war hier in etwa doppelt so hoch wie in Gruppe 2. Die Steigerung der aeroben Fitness war gegenüber Gruppe 2 sogar dreifach. Bei den Messungen der Blut-Biomarker war insgesamt ein starkes Rauschen, also eine hohe Varianz zu verzeichnen, dennoch zeigen auch hier die Mittelwerte von Gruppe 3 bessere Ergebnisse als jene von Gruppe 2.

Ob wir zu ähnlichen Erkenntnissen gelangen würden, wenn wir anstelle der aeroben Übungen zu Krafttraining übergehen, wissen wir natürlich nicht. Oder wie sähe es aus, wenn wir statt 8000 Schritte gleich auf 11000 erhöhen würden? Außerdem wurde auch nicht untersucht, welchen Einfluss möglicherweise das Alter oder der Bildungsstand der Probanden auf die Ergebnisse hat.

Ich selbst habe aber bei mir festgestellt, dass ich viel mehr von meinem Training habe, wenn ich auch in meinem normalen Alltag aktiver bin. Damit meine ich zum Beispiel effektiveren Kraftzuwachs bei weniger Muskelkater. Falls Sie also zu denjenigen gehören, die regelmäßig etwas Cardio-Training absolvieren, aber irgendwie nicht so recht weiterkommen, sollten Sie zusätzlich mehr andere Aktivitäten über den Tag hinweg in Erwägung ziehen. Das könnte Sie möglicherweise messbar voranbringen.

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Dieser Beitrag wurde am 23.04.2022 erstellt.

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Sitzen mit geradem Rücken? Gesund oder eher doch nicht?

„Kind, sitz gerade!“, hieß es früher öfter. Sitzen mit geradem Rücken soll gesund sein. Aber stimmt das so?

Dieser Frage hat sich die Forschung endlich angenommen und fand heraus, dass das so oft gescholtene Herumlümmeln auf der Sitzgelegenheit gar nicht so schlimm ist. Kieran O’Sullivan ist Physiotherapeut an der University of Limerick in Irland und sagt, dass das, was wir heute als gute Position akzeptieren, vornehmlich mit Ästhetik zu tun hat, uns also in erster Linie elegant oder attraktiv erscheint. Besonders Frauen seien durch ihre Erziehung so getrimmt.

Ist ja auch kein Wunder, wissen wir doch, dass alte, kranke Menschen oft von einer gebückten Haltung geplagt sind.

Aus Sicht des Physiotherapeuten ist die Köperhaltung dann optimal, wenn sie bequem, stabil und symmetrisch ist und zudem keine einzelnen Muskeln oder Gelenke überlastet. Von der Seite her betrachtet weist die Wirbelsäule normalerweise eine S-Form auf, wobei sich der untere Rücken im Lendenbereich durch eine leichte Krümmung nach innen auszeichnet. Der obere Rumpf in Höhe der Brust zeigt dagegen eher eine Außenkrümmung, die im Bereich des Nackens wiederum von einer weiteren Einwärtskrümmung gefolgt wird. Die Ausprägung dieser Krümmungen ist aber individuell verschieden. Und außerdem ist da noch der Faktor Zeit.

O’Sullivan publizierte eine Studie, in der Physiotherapeuten zur besten Sitzposition aus neun sehr unterschiedlichen Optionen befragt wurden. Ungefähr die Hälfte der Befragten favorisierte einen aufrechten unteren Rücken und entspannten oberen Rumpf. Ein Drittel fand eine aus der Hüfte vorwärts geneigte, gerade Wirbelsäule sehr gut.

Unabhängig davon haben die meisten Menschen zwar eine ungefähre Vorstellung über eine gute Körperhaltung, aber diese wird nur selten konsequent eingehalten. Das jedenfalls hat das Forscherteam um Vasileios Korakakis vom Aspetar Orthopaedic and Sports Medicine Hospital in Doha mit einer Studie, an der 100 gesunde Probanden teilnahmen, aufgezeigt. Die meisten von ihnen hatten sich angewöhnt, leicht gebeugt zu sitzen.

In der Tat führt längeres Sitzen mit schiefem Nacken oder schiefer Wirbelsäule zu vorübergehenden Schmerzen, weil bestimmte überstrapazierte Muskeln dabei ein Sauerstoffdefizit erfahren, dennoch ist eine krumme Körperhaltung nicht unbedingt ein Garant für Schmerzen.

Wissenschaftler von der Monash University in Melbourne fanden 2021 bei einer Metaanalyse von 653 relevanten Studien keinen Beweis dafür, dass falsche Sitzhaltungen beim Autofahren für Schmerzen im unteren Rücken verantwortlich zu machen sind. In einer anderen Studie, die schon 2017 an der University of Southern California durchgeführt wurde, wurden 67 Personen mit Schulterschmerzen hinsichtlich ihrer Haltung mit 68 schmerzfreien Probanden ohne jeglichen Hinweis auf eine Korrelation mit der Schulterhaltung verglichen.

Karen Richards und ihre Kollegen von der australischen Curtin University nahmen sich zu dieser Fragestellung 686 Teenager in einer Langzeitstudie vor. Mit Körpersensoren wurden die Nackenhaltungen der Jugendlichen in diese Kategorien eingeteilt:

  • a) aufrechter Nacken und Körper
  • b) zusammengesackter Brustkorb, Kopf nach vorne ausgerichtet
  • c) aufrechter Brustkorb, Kopf nach vorne ausgerichtet
  • d) Mischhaltung aus b) und c) bei leicht gekrümmter Wirbelsäule

Nach fünf Jahren wurden die Probanden nach Nackenschmerzen befragt, die innerhalb des letzten Jahres aufgetreten seien und mindestens drei Monate lang andauerten. Bei den Jungen gab es keinerlei Korrelation zwischen ihrer Haltung und späteren Nackenschmerzen. Bei den Mädchen der Kategorie a) traten spätere Nackenschmerzen erstaunlicherweise relativ häufig auf, während eine eher gebeugte Haltung offenbar davor schützte.

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Warum Bewegung so immens wichtig ist

Unser Körper reagiert ständig auf das, was wir tun. So orientiert sich die Struktur unserer Knochen an den Bewegungen und Belastungen, die wir ihnen zumuten. Mit anderen Worten: Wir können unserem Körper jeden Tag proaktiv „Impulse“ geben, in welche Richtung er sich anpassen soll. Dies gilt insbesondere für Kinder und Jugendliche.

Im Übrigen können wir mit der Körperhaltung sogar unsere mentale Stimmung aufhellen. Dass zwischen dem Körper und unseren Emotionen ein festes Band besteht, wusste man schon im 19. Jahrhundert. So stellte der Philosoph William James die These auf, dass „wir nicht lachen, weil wir glücklich sind, sondern dass wir glücklich sind, weil wir lachen“. In diesem Zusammenhang spricht man heute neudeutsch von embodiment beziehungsweise embodied cognition. Unser Körper beeinflusst also unsere Gedanken.

Elizabeth Broadbent ist Psychologin an der University of Auckland (Neuseeland). Sie wies nach, dass Menschen mit Depressionen von der Tendenz her stets etwas gebeugter gehen, stehen und sitzen. Ihr Team teilte die Probanden nach dem Zufallsprinzip in zwei Gruppen. Mittels Kinesiotape wurden ihre Rücken entweder in eine aufrechte oder gebeugte Sitzposition gebracht. In dieser jeweiligen Situation sollten sie einen Vortrag halten. Die Messungen des Blutdrucks verrieten, dass die aufrechte Gruppe dabei weniger gestresst war.

Pilates, Yoga, Kraft- und Flexibilitätsübungen wirken einem (altersbedingten) Verbiegen der Brustwirbelsäule entgegen. Circa 40 Prozent der Erwachsenen über 65 Jahre sind davon betroffen, was ihre Lebensqualität arg beeinträchtigt. Zum Beispiel wird dadurch das Gehen deutlich verlangsamt. Deshalb möchte ich dem interessierten Leser gleich an dieser Stelle drei Übungsbeispiele an die Hand geben:

  • Flexible Wirbelsäule

Knien Sie sich auf alle Viere und atmen Sie tief ein, wobei Sie Ihren Rücken nach oben wölben. Dabei sind Brust und Becken etwas nach vorne gekippt. Sie wenden jetzt den Blick gen Decke und atmen aus, wobei das Becken nach unten gekippt wird. Gehen Sie nun ins Hohlkreuz und ziehen Sie Ihre Bauchmuskeln in Richtung Wirbelsäule, während das Kinn zur Brust gezogen wird. Diese Pose wird im Yoga gern als „Katze-Kuh“ bezeichnet.

  • Brustöffner

Auf den Rücken legen, die Beine anwinkeln und die Arme zu beiden Seiten ausstrecken. Dabei liegt eine Schaumstoffrolle längs (parallel) unter der Wirbelsäule. Dadurch werden der Brustkorb und die vordere Partie der Wirbelsäule samt der beteiligten Muskeln, Bänder und Gelenke gedehnt.

  • Stärkung des Rückens

Auf dem Bauch liegend formen Arme und Kopf einschließlich der Schultern ein W. Nun wird der Oberkörper wenige Zentimeter angehoben, kurz so gehalten und wieder zur Entspannung abgelegt. Das machen Sie in zwei Sätzen à acht Wiederholungen.

Wer diese drei Übungen dreimal wöchentlich über ein halbes Jahr durchzieht, reduziert damit die Krümmung seiner oberen Wirbelsäule.

Fazit

Hören Sie auf, ständig über die richtige Sitzhaltung nachzudenken und andere diesbezüglich anzuweisen. Lassen Sie es ruhig zu, dass sich Ihr Kind bequem herumlümmelt. Allein, stundenlanges Starren auf ein Display ist zu unterbinden, indem Sie Ihr Kind nach draußen schicken, um Fußball zu spielen oder auf dem Klettergerüst ganz nach oben zu steigen.

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Dieser Beitrag wurde am 08.04.2022 erstellt.

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Krafttraining oder Vitamin D? Was ist besser?

Wer meine Veröffentlichung bezüglich des Vitamin verfolgt hat, wie u.a. in meinem Grundsatzartikel: https://www.vitalstoffmedizin.com/vitamin-d/ oder auch mein Buch dazu: https://www.rene-graeber-buecher.de/die-vitamin-d-therapie.html, könnte meinen, dies sei die Ultima Ratio der Vitalstoffe.

Dieses Mal nehmen wir uns die geprüfte Studie von Kalvandi et al. (2021) mit dem langen Titel (frei übersetzt)

„Elastisches Widerstandstraining ist bei der Reduzierung von oxidativem Stress und der Stärkung antioxidativer Enzyme bei gesunden Männern effektiver als eine Vitamin-D3-Ergänzung“

vor.

Vitamin D ist an vielen körperlichen Funktionen beteiligt. Eine seiner Hauptaufgaben besteht in der Regulierung des endogenen Antioxidans-Systems. Beim Thema Antioxidantien denken wir in erster Linie an die Vitamine C und E, die dafür bekannt sind, dass sie freie Radikale abfangen und unschädlich machen. Wer noch etwas mehr darüber weiß, erinnert sich sofort daran, dass auch sekundäre Pflanzenstoffe antioxidative Eigenschaften haben.

Dabei ist unser Körper selbst in der Lage, Proteine und andere chemische Verbindungen zu synthetisieren, die freie Radikale abfangen. Die Rede ist hier von unserem endogenen antioxidativen System. Dabei spielt Bewegung eine entscheidende Rolle. Durch körperliche Betätigung können Entzündungsreaktionen ausgelöst werden, denen der Körper mit einer Anpassungsreaktion begegnet. Er erhöht intern die Produktion von Antioxidantien, damit die noch zu erwartenden Bewegungen keinen weiteren oxidativen Stress verursachen.

Vor diesem Hintergrund wurden Auswirkungen auf oxidativen Stress durch eine Supplementierung mit Vitamin D vergleichen mit jenen, die durch Krafttraining erreicht werden können, insbesondere mit Blick auf den Parameter der antioxidativen Kapazität. Zu diesem Zweck rekrutierten die Forscher 40 junge Männer, deren 25(OH)D-Spiegel mit durchschnittlich circa 21 ng/ml zu Beginn der Studie relativ niedrig lagen.

Die Probanden wurden per Zufallsprinzip in vier Gruppen aufgeteilt, die sich in dieser Weise unterschieden:

  • Gruppe I:

Krafttraining mit Vitamin-D3-Supplementierung (einmalig 50.000 IE alle 14 Tage)

  • Gruppe II:

Krafttraining mit entsprechenden Placebos

  • Gruppe III:

Vitamin-D3-Supplementierung ohne Krafttraining

  • Gruppe IV:

Placebos ohne Krafttraining (Kontrollgruppe)

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Beim Krafttraining ging es um achtwöchige Übungen mit Bandwiderstand (wie man diese bei uns als Thera-Band kennt) für die großen Muskelgruppen, die dreimal pro Woche mit drei beziehungsweise vier Sätzen zu 10 bis 15 Wiederholungen durchgeführt wurden. Sowohl vor als auch nach der achtwöchigen Intervention erfolgten Blutabnahmen mit einem Fokus auf folgende Werte:

  • Malondialdehyd (MDA) gilt als Marker für oxidativen Stress
  • Superoxiddismutase (SOD) ist ein endogenes Antioxidans
  • Totale antioxidative Kapazität (TAC)
  • Glutathionperoxidase (GPX) ist ein anderes endogenes Antioxidans
  • Kreatinkinase (CK) ist ein Marker für Muskelschäden
  • Serum-Vitamin-D-Spiegel

Ergebnisse

Die Kreatinkinase hat sich in keiner der Gruppen signifikant verändert. Wie zu erwarten stieg der Vitamin-D-Spiegel in den beiden Gruppen, die die Supplementierung bekamen, recht stark an. Die festzustellenden vorteilhaften Veränderungen waren in den beiden Sportgruppen (I und II) stärker ausgeprägt.

Einige positive Veränderungen waren in Gruppe I deutlicher als in Gruppe II. Allerdings wurden dazu keine statistischen Signifikanztests durchgeführt.

In Gruppe II fielen die Zunahmen von TAC, GPX und SOD sowie die Abnahme von MDA üppiger aus als in Gruppe III.

Die Studie weist im Ergebnis nach, dass schon relativ einfaches Krafttraining die Funktion des endogenen Antioxidans-Systems in höherem Maße verbessert, als eine reine Vitamin-D-Supplementierung, und zwar auch dann, wenn Ihr persönlicher Vitamin-D-Spiegel zu wünschen übrig lässt.

Fazit

Für mich stellt sich nicht die Frage ob lieber Krafttraining oder Vitamin D. Die Antwort lautet ganz klar: Beides!

Ich rate dazu die Vitamin-D-Konzentration im Blut stets in einem Bereich von oberhalb 55 ng/ml liegt, weil Vitamin D eben für sehr viel mehr Körperfunktionen als nur für das Antioxidans-System zuständig ist.

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Dieser Beitrag wurde am 07.04.2022 erstellt.

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