Fatmax und Fettstoffwechsel

Fettstoffwechsel im Ausdauersport

Der Fettstoffwechsel spielt im Ausdauersport eine entscheidende Rolle und als Radsportler oder Triathletin strebt man einen bestmöglich optimierten Fettstoffwechsel an. Einfach ausgedrückt bedeutet das, in Training und Wettkampf werden vermehrt Fettsäuren zur Energiegewinnung genutzt und die Kohlenhydrate als Brennstoff so lange wie möglich geschont.

Da Fette über das aerobe System (mit Sauerstoff) verstoffwechselt werden, zeichnet sich ein ausdaueroptimierter Metabolismus durch einen ausgeprägten aeroben Stoffwechsel und einen geringen Anteil anaerober Energiegewinnung (Glykolyse) aus. Der Grund ist einfach: Fette stehen dem Körper im sportlichen Kontext unbegrenzt zur Verfügung, wohingegen die Kohlenhydratspeicher begrenzt sind. Bei vollen Glykogenspeichern können circa 400 bis 700 Gramm Kohlenhydrate in der Muskulatur und weitere 100 bis 150 Gramm in der Leber gespeichert werden. Die genaue Speichermenge hängt dabei von der Größe der Muskulatur und dem Trainingszustand ab.

In allen Ausdauerdisziplinen werden die Kohlenhydrate für rennentscheidende Leistungen gebraucht und es gilt, die Kohlenhydratspeicher in der Arbeitsmuskulatur (beim Radfahren überwiegend die Beinmuskulatur) so lange wie möglich zu schonen.

Durch einen gut ausgeprägten Fettstoffwechsel werden die Kohlenhydratspeicher lange geschont und der Anteil verbrauchter Kohlenhydrate bleibt gering.

Fett als Energieträger

Es gibt verschiedene Arten von Fettsäuren: gesättigte Fettsäuren, ungesättigte Fettsäuren und Transfette. Die langkettigen Fettsäuremoleküle können, im Gegensatz zu den kurzkettigen Kohlenhydraten, ausschließlich aerob, mithilfe von Sauerstoff aufgespalten und verstoffwechselt werden.

Die Energiedichte von Fettsäuren beträgt circa 9 kcal pro Gramm Fett. Ein Kilogramm Fett hat also eine Energiedichte von 9000 kcal. Ein 70 Kilogramm schwerer Sportler hat bei einem Körperfettanteil von 10 Prozent immer noch 7 Kilogramm Fettmasse und einen theoretisch verfügbaren Energiegehalt von circa 63.000 Kilokalorien. Um möglichst viel dieser Energie zu nutzen und die Kohlenhydratspeicher zu schonen, ist es sinnvoll, den Fettstoffwechsel gezielt zu trainieren. Beim Fettstoffwechseltraining geht es um eine Verbesserung der physiologischen Leistungsfähigkeit und nicht um das Abnehmen von Körperfett.

Energiespeicher des menschlichen Körpers

Beispiel eines 70 Kilogramm schweren Sportlers mit 10 Prozent Körperfett

Was ist Fatmax-Training?

Fat = Fette und max = maximal: Fatmax ist definiert als der Intensitätsbereich, in dem die Fettstoffwechselrate absolut gesehen am höchsten ist. Also die Leistung, bei der die meiste Energie aus Fetten gewonnen wird. Fatmax ist sehr individuell und abhängig vom aeroben und anaeroben Stoffwechsel. Ein gut ausgebildeter Fettstoffwechsel bedeutet, dass die begrenzten Kohlenhydratspeicher geschont werden und die Ermüdung im Ausdauersport später einsetzt.

Per Definition ist der Fatmax-Bereich in der Sportwissenschaft seit Jahrzehnten bekannt und wird mit dem maximalen Pyruvat-Defizit beschrieben. Am Punkt des höchsten Defizits an Pyruvat, welches in der Muskulatur im Zuge der Glykolyse gebildet wird, ist die freie Aufnahmekapazität der Mitochondrien bei der oxidativen Phosphorylierung am höchsten und wird durch den Energieträger Fett genutzt – wir erleben den größtmöglichen Fettstoffwechsel.

Die Fettoxidation unter Belastung ist immer abhängig von der Intensität und individuell sehr unterschiedlich. Wie in der Grafik zu sehen ist, wird bei niedrigen Intensitäten auch nicht viel Fett verbrannt, da der Energieverbrauch insgesamt gering ist. Bei steigender Intensität steigt die Fettoxidation, bis sie ihr Maximum bei Fatmax erreicht. Im Intensitätsbereich zwischen Fatmax und der anaeroben Schwelle nimmt die Fettoxidation ab und der Kohlenhydratverbrauch steigt exponentiell. Bei hohen Intensitäten oberhalb der anaeroben Schwellen werden dann keine Fette mehr verstoffwechselt.

Der Fatmax-Wert sagt aber nichts über den anteiligen Kohlenhydratverbrauch bei selber Leistung aus. Da immer auch ein Teil der Energie aus Kohlenhydraten und der Glykolyse stammt, werden niemals nur Fette zur Energiegewinnung herangezogen. Wie in der Grafik zu sehen ist, werden auch im Fatmax Bereich relativ viele Kohlenhydrate zur Energiegewinnung verstoffwechselt. In dem Beispiel sind es 56 Gramm pro Stunde bei einer Fatmax von 205 Watt.

Energieverbrauch-Diagramm einer beispielhaften AI DIAGNOSTICS Auswertung

Fatmax wird hauptsächlich durch die beiden „Begrenzer“ VLamax und VO2max beeinflusst. Wird viel Energie über das glykolytische System, also den anaeroben Stoffwechsel bereitgestellt (hohe VLamax), bedeutet dies eine geringere relative Fettstoffwechselrate. Bei niedriger VLamax und gut ausgeprägtem aerobem Stoffwechsel werden dagegen weniger Kohlenhydrate verbraucht und der Fettstoffwechsel ist erhöht.

Die Fatmax lässt sich nicht pauschal von der anaeroben Schwelle ableiten. Mit AI DIAGNOSTICS bestimmst du deine individuelle Fatmax-Intensität.

Der Fatmax-Trainingsbereich

Der Fatmax-Trainingsbereich beschreibt die Trainingsintensität, bei der absolut am meisten Fette zur Energiegewinnung verstoffwechselt werden. AI DIAGNOSTICS ermittelt den Fett- und Kohlenhydratverbrauch für alle Intensitäten unterhalb der anaeroben Schwelle. Oberhalb der anaeroben Schwelle werden dann keine Fette mehr verstoffwechselt.

AI DIAGNOSTICS bestimmt den individuellen Fatmax-Trainingsbereich, um den Fettstoffwechsel effektiv zu trainieren. Es ist wichtig zu verstehen, dass auch beim Fatmax-Training nicht nur Fette verbrannt werden, sondern auch relativ viele Kohlenhydrate. Deswegen sollten auch bei längeren Fatmax-Trainingseinheiten Kohlenhydrate im Bereich von 30 bis 60 Gramm pro Stunde zugeführt werden.

Wo liegt der Fatmax-Bereich?

Wie in der AI DIAGNOSTICS Auswertung zu sehen ist, nimmt die Fettstoffwechselrate zwischen Fatmax und anaerober Schwelle wieder ab. Um die erhöhte Energiebereitstellung zu gewährleisten, steigt bei zunehmender Leistung der Kohlenhydratverbrauch exponentiell an und die Fettsäuren werden als Energiequelle mehr und mehr von den Kohlenhydraten ersetzt.

Der Fettstoffwechsel ist sehr individuell und kann je nach Trainingszustand irgendwo im Bereich von 50 bis 80 Prozent der individuellen VO2max liegen. Eine pauschale Ableitung von der VO2max oder anaeroben Schwelle ist ungenau und sollte vermieden werden.

Fatmax Kennzahlen einer beispielhaften AI DIAGNOSTICS Auswertung

Wie kann man seinen Fatmax-Wert ermitteln?

Der individuelle Feststoffwechsel kann mithilfe einer indirekten Kalorimetrie unter Laborbedingungen bestimmt werden. Zudem existieren verschiedene Stoffwechselmodelle, mit denen sich der Fettstoffwechsel ableiten lässt. Eine Labordiagnostik mit spiroergometrischer Messung ist die Voraussetzung.

Mit AI DIAGNOSTICS lässt sich der Fatmax-Wert einfach und unkompliziert von zu Hause aus bestimmen. Die einzigartige Methodik von AI DIAGNOSTICS ermöglicht es, physiologische Parameter anhand eines einfach zu fahrenden Tests zu bestimmen.

Fettstoffwechsel trainieren

Es gibt verschiedene Wege, den Fettstoffwechsel zu optimieren:

• den Fettstoffwechsel über spezielle Trainingseinheiten unmittelbar trainieren
• die Ernährung auch im Alltag daraufhin anpassen
• die physiologischen „Begrenzer“ wie die maximale Sauerstoffaufnahme (VO2max) und maximale Laktatbildungsrate (VLamax) via Training verschieben

Bei all den Trainingseinheiten und Trainingstipps zur Verbesserung des Fettstoffwechsels stehen physiologisch zwei Ziele im Vordergrund: die Reduzierung der maximalen Laktatbildungsrate (VLamax) und die Erhöhung der maximalen Sauerstoffaufnahme (VO2max).

Ersteres Ziel geht mit einer Reduzierung der Glykolyse und damit einer Verringerung des Kohlenhydratstoffwechsels einher. Da es sich dabei um die abhängige Variable bei der Substratbereitstellung handelt, wäre die Konsequenz, dass der Körper statt auf Kohlenhydrate vermehrt auf Fette setzt.

Das zweite Ziel ist eine Verbesserung des aeroben Stoffwechsels. Je besser dessen Ausprägung, desto mehr oxidative Phosphorylierung kann betrieben werden. Zunächst sogar unabhängig vom vorherrschenden Kohlenhydratstoffwechsel würde dies bedeuten, dass mehr freie Kapazität für die Verbrennung von Fetten geschaffen wird.

Energieverbrauch-Vergleichs-Diagramm von zwei beispielhaften AI DIAGNOSTICS Auswertungen

Tipps zum Training des Fettstoffwechsels im Radsport und Triathlon:

• hohe Kontinuität und Trainingsdichte
• Vermeide hohe Intensitäten, da der Körper im Nachgang vermehrt Laktat als Energiequelle heranzieht und weniger Fette über den aeroben Stoffwechsel verbrannt werden.
• längeres Grundlagentraining
• Low-Carb-Training und Kohlenhydratperiodisierung
• Fatmax-Intervalle
• Training der VO2max, um den aeroben Stoffwechsel zu verbessern. Da die Fettoxidation nur aerob, mithilfe von Sauerstoff, ablaufen kann, führt eine Verbesserung des aeroben Stoffwechsels zu einer Verbesserung des Fettstoffwechsels.
• intensive Intervalle (HIT-Training) in den richtigen Trainingsbereichen zur Verbesserung der VO2max

Low-Carb-Training

Die Low-Carb-Trainingsmethode ist in den letzten Jahren sehr beliebt geworden. Da ein Low-Carb-Training bei falscher Durchführung auch Risiken hat, gibt es ein paar Punkte, auf die man achten sollte. Zu stark entleerte Glykogenspeicher reduzieren die allgemeine Trainingsqualität und -anpassung und sollten unbedingt vermieden werden. Eine Reduzierung der Leistungsfähigkeit bis hin zu einem geschwächten Immunsystem können die Folgen sein.

Über eine gezielte Anpassung der Kohlenhydrataufnahme vor und während der Trainingseinheiten lässt sich der Fettstoffwechsel erhöhen, da eine reduzierte Kohlenhydratverfügbarkeit den Anteil der Kohlenhydrate an der Energiebereitstellung verringert. Der Grund ist einfach: Sind Kohlenhydrate in größeren Mengen vorhanden, so verbraucht der Körper diese auch. Sind dauerhaft viele Kohlenhydrate vorhanden, führt das zu einem dauerhaft erhöhten Kohlenhydratverbrauch und einem reduzierten Fettstoffwechsel. Wird die Kohlenhydratverfügbarkeit reduziert, muss der Körper sich umstellen und es werden vermehrt Fette verwertet. Der erhöhte Einsatz fettstoffwechselrelevanter Enzyme führt dabei zu verstärkten Anpassungen der mitochondrialen Biogenese und einer Verbesserung des Fettstoffwechsels.

Low-Carb-Training optimieren:

• sollte nicht öfter als 1- bis 2-mal pro Woche eingesetzt werden
• Reduzierung der Kohlenhydrataufnahme bereits einige Stunden vor der Trainingseinheit
• Low-Carb heißt nicht nüchtern! Vor dem Training sollten gezielt Kalorien in Form von Fetten und Proteinen zugeführt werden. Wenn das Training morgens stattfindet, sollten auch 40 bis 60 Gramm Kohlenhydrate zugeführt werden.
• Kontrollierte Zufuhr von Kohlenhydraten während der Low-Carb-Trainingseinheit, um negative Auswirkungen auf Trainingsqualität, Hormonhaushalt und das Immunsystem zu vermeiden.
• Zu Beginn sollte Low-Carb-Training nicht länger als 90 Minuten sein.
• Die Intensität sollte gering, im G1-Bereich, sein. Bei entsprechender Planung können gezielte G2- und Fatmax-Intervalle eingebaut werden.
• erhöhte Kohlenhydrat- und Proteinzufuhr direkt nach dem Training

Fettstoffwechselstörungen im Sport

Fettstoffwechselstörungen können auch im Zusammenhang mit sportlichen Aktivitäten auftreten und verschiedene Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit und die Gesundheit von Sportlerinnen und Sportlern haben.

1. Leistungsfähigkeit: Eine gut funktionierende Fettverbrennung ist für Sportlerinnen und Sportler, insbesondere bei Ausdauersportarten wie Laufen, Radfahren und Triathlon, von entscheidender Bedeutung. Sportlerinnen und Sportler, die eine effiziente Fettverbrennung haben, können auf gespeicherte Fettreserven als Energiequelle zurückgreifen, was bei Ausdauersportarten von Vorteil ist. Wenn jedoch der Fettstoffwechsel gestört ist, kann dies die Fähigkeit des Körpers beeinträchtigen, Fett effizient zu nutzen, und die Leistungsfähigkeit wird beeinträchtigt.
2. Kohlenhydratstoffwechsel: Fettstoffwechselstörungen können auch den Kohlenhydratstoffwechsel beeinflussen. Sportlerinnen und Sportler, die Schwierigkeiten haben, Fett als Energiequelle in den Körperzellen zu nutzen, können dazu neigen, vermehrt auf Kohlenhydrate als Hauptenergiequelle während des Trainings oder Wettkampfs angewiesen zu sein. Dies könnte zu einem schnelleren Verbrauch der begrenzten Kohlenhydratspeicher (Glykogenspeicher) führen, was die Leistungsfähigkeit beeinträchtigt.
3. Gesundheitsrisiken: Fettstoffwechselstörungen im Sport können auch die Gesundheit beeinflussen. Zum Beispiel können erhöhte Werte von Cholesterin im Blut das Risiko von Arteriosklerose und Herz-Kreislauf-Erkrankungen erhöhen.

Ursachen für Fettstoffwechselstörungen im Sport können vielfältig sein. Dazu gehören genetische Faktoren, bestimmte Medikamente, ungesunde Ernährung ohne Gemüse, unzureichende Flüssigkeitsaufnahme, übermäßiger Alkoholkonsum und chronischer Stress. Es ist wichtig, in diesem Artikel zu betonen, dass nicht alle Sportlerinnen und Sportler mit Fettstoffwechselstörungen automatisch schlechte Leistungen erbringen oder gesundheitliche Probleme haben. Einige können trotz solcher Störungen gut trainieren und sind leistungsfähig.