Der Säure-Basen-Haushalt des Körpers ist ein sensibles, fein geregeltes System. Bis zu einem gewissen Grad können Verschiebungen des pH-Wertes abgefangen (gepuffert) werden, darüber hinaus gehende Schwankungen können jedoch ernsthafte Folgen nach sich ziehen. Sport kann zu einer solchen Verschiebung, in dem Fall in Richtung „saurer“, führen. Die zugrunde liegenden Mechanismen und mögliche Auswirkungen werden in dem nachfolgenden Artikel erörtert.

Medizinische Fakten

Die Energiebereitstellung im menschlichen Körper basiert auf der Verarbeitung verschiedener Substrate. Substrate sind Stoffe, welche in einer chemischen Reaktion als Ausgangsstoffe reagieren. Diese sind beispielsweise Fette, welche in verhältnismäßig großen Mengen im Körper gespeichert sind, Kohlehydrate und Eiweiße (Proteine), welche in kleineren Mengen und vor allem in Leber und Muskeln vorhanden sind, sowie sogenannte phosphatreiche Verbindungen, welche direkt in den Muskelzellen vorliegen (ATP, Kreatinphosphat) und Sauerstoff aus der Atemluft. Die „gewählte“ Form der Energieversorgung ist von Dauer und Intensität der Belastung sowie vom Trainingszustand des Individuums abhängig.

Die dem Muskel am schnellsten zur Verfügung stehenden Substanzen sind ATP und Kreatinphosphat, da sich diese direkt „vor Ort“ befinden. Diese Speicher werden jedoch, vorallem bei intensiver Belastung, sehr schnell aufgebraucht, weshalb danach auf die anderen Substrate zurückgegriffen werden muss. Deren Bereitstellung ist durch Training optimierbar, sodass sie zur Energiebereitstellung ausreichend ist und so die ATP und Kreatinphosphatspeicher erhalten bleiben können. Unter Ruhebedingungen und bei leichter Belastung ist hier die Verwendung von Fetten in Form von im Blutkreislauf vorhandenen freien Fettsäuren und im Muskel vorhandenen Fetttröpfchen vorherrschend. Auch Aminosäuren, die Bausteine der Proteine, werden bereits unter Ruhebedingungen verbrannt. Erst bei steigender Intensität werden vermehrt auch Kohlehydrate verstoffwechselt. Dies findet zuerst „aerob“, also unter Verwendung von Sauerstoff, statt. Wenn allerdings die Belastung zu groß wird, sind die molekularen Systeme zunehmend überlastet und es fallen Nebenprodukte an, die nicht weiter mehr sinnvoll weiter verwendet werden können und es entsteht eine Übersäuerung. Für diese Übersäuerung entscheidend ist hier das Pyruvat, welches nicht weiter verwendet werden kann. So entsteht Milchsäure, welche schließlich als Laktat ins Blut gelangt. Der saure Charakter dieses Stoffes führt zu einer Verschiebung des normalen pH-Wertes: es kommt zur Übersäuerung des Organismus.

Hier schaltet sich das körpereigene Puffersystem ein, welches die anfallenden sauren Stoffe kompensieren kann. Es wird vermehrt H20 (Wasser) und CO2 (Kohlenstoffdioxid) gebildet, wobei letzteres über spezifische Sensoren zu einer Erhöhung der Atemfrequenz führt. So wird dieses abgeatmet und der Säure-Basen Haushalt im Gleichgewicht gehalten. Sind jedoch auch diese Systeme übersättigt, kann das anfallende Laktat nicht mehr „gepuffert“ werden; der Körper hat der Übersäuerung nichts mehr entgegenzusetzen.

Behandlung

Normalerweise können Verschiebungen des pH-Wertes zu gefährlichen oder sogar lebensbedrohlichen Zuständen führen und müssen unbedingt ärztlich versorgt werden. Die Übersäuerung durch Sport stellt jedoch in den meisten Fällen keine Gefahr dar, da das Ende der Belastung auch eine Erholung der Puffersysteme und somit eine Normalisierung des Säure-Basen-Haushaltes nach sich zieht. So kann Laktat zum Beispiel durch Leber- und auch Muskelzellen abgebaut werden. In dieser Ruhephase werden auch die geleerten Substratspeicher wieder aufgefüllt. Diese Vorgänge können einige Zeit in Anspruch nehmen, weshalb eine Pause zwischen den Trainingseinheiten nötig ist.

Erfolgt während des Trainings ein zu hoher Zugriff auf die Kohlenhydratspeicher, muss schließlich auch die im Blut vorhandene Glukose verwendet werden. Dadurch kommt es zu einem Abfall des Blutzuckers, wodurch Symptome ausgelöst werden, welche auch “Hungerast“ genannt werden. Diese äußern sich unter anderem durch Hungergefühl, Schwindel und Kraftlosigkeit . Um dem vorzubeugen empfiehlt es sich, vor bzw. während der Belastung Kohlehydrate zuzuführen. Diese können dann während der Belastung direkt verbrannt werden und schonen die körpereigenen Speicher.

Das ist zu beachten

Regelmäßiges Training führt zu einer Erhöhung der Kraft bzw. Ausdauer. Dies passiert über eine Optimierung der involvierten Systeme zur Substratbereitstellung und –verwendung, einer Anpassung der Muskelzellen an fortdauernde Belastung (vermehrte Anzahl von Mitochondrien und Fetttröpfchen intramuskulär) und eine erhöhte Sauerstoffbindung des Blutes sowie eine gesteigerte Pumpleistung des Herzens. Dadurch kann nach und nach immer größeren Belastungen standgehalten und die Phase bis zur Übersäuerung verlängert werden. Obwohl es möglich ist, die Leistungsfähigkeit akut durch Zufuhr von Kohlehydraten zu steigern, sollte jedoch bei Erreichen des oben erwähnten „Hungerastes“ die so verpackte Warnung des Körpers ernst genommen und das Training gestoppt werden.

Neben der Steigerung der Leistungsfähigkeit durch Füllung der Kohlehydratspeicher vor und während dem Training unterstützt die Zufuhr von Eiweißen nach Ende der Belastung bei der Regeneration und dem eigentlichen Muskelaufbau. Dieser findet nämlich nicht während der eigentlichen Belastung statt, sondern danach. Außerdem sollte auf eine ausreichende Flüssigkeitszufuhr vor, während und nach dem Training geachtet werden, da vermehrt Wasser verwertet bzw. als Schweiß ausgeschieden wird.

Quellen

  • Gekle M, Wischmeyer  G,Gründer S, Petersen M, Schwab A, Markward  F, Klöcker  N, Baumann  R, Marti H: Taschenlehrbuch Physiologie
  • Stummvoll G, Pretterklieber M L, Kainberger F: Bewegung, Leistung und Schmerz. 10.Auflage 2013