Fasten – eine Ernährungsstrategie für Sportler?

Fasten ist, unabhängig von der religiösen Praktik, in den letzten Jahren zunehmend zum Trend geworden und das obwohl Nahrungsverzicht bereits seit vielen Jahrhunderten beschrieben wird. Heutzutage hat sich nicht nur der Verzicht auf Nahrung, sondern auch der Verzicht auf spezifische Lebens- und Genussmittel, Konsumgüter, Medien oder Mobilitätsformen etabliert. Hier soll allerdings der gänzliche bzw. temporäre Verzicht der Nahrungsaufnahme und dessen psychischen und physischen Effekte, insbesondere für Sportler, thematisiert werden.

In aller Kürze

  • insbesondere intermittierendes Fasten wird zunehmend wissenschaftlich untersucht
  • zahlreiche metabolische Effekte, die günstig bei der Prävention und Therapie von Zivilisationskrankheiten sein können
  • viele Studien an Sportlern untersuchten Individuen, die im Rahmen des Ramadans gefastet haben, was die Übertragbarkeit der Ergebnisse erschwert
  • individuelle Unterschiede, insbesondere der Trainingszustand der Muskulatur und der Körperfettanteil scheinen die molekularbiologischen Auswirkungen bzw. die Veränderung der Körperzusammensetzung in Folge des Fastens
  • um die Muskelfunktion zu erhalten scheint Ausdauertraining während des Fastens sinnvoll
  • allerdings kann dies zu zusätzlichem Muskelverlust führen, insbesondere wenn überhaupt keine Nahrung aufgenommen wird
  • um Muskelprotein zu ,,sparen‘‘ empfiehlt es sich Wasserfasten zu vermeiden, bzw. kleine Mengen Kohlenhydrate und/oder Protein aufzunehmen
  • auch Krafttraining könnte den Muskelerhalt begünstigen
  • der Proteinverlust wird im Laufe des Fastens reduziert
  • intensives und langes Training kann erschwert sein und wird nicht empfohlen
  • auf molekularbiologischer Ebene scheint es wahrscheinlich, dass Ausdauertraining während Fastens zusätzliche Anpassungen des Muskelstoffwechsels begünstigt

Motive

Welche Motive sprechen für das Fasten? Grundlegend lässt sich dies in mentale/spirituelle und gesundheitliche einteilen. Zu ersteren können Erleuchtung und Seelenreinigung und die Besinnung auf das Wesentliche bzw. die bewusste Auseinandersetzung mit dem eigenen selbst gezählt werden. Gesundheitliche Motive lassen sich aus drei wesentliche untergeordneten Motiven eingrenzen: Wohlbefinden, als begleitende Therapie bei diversen Krankheiten und zum Gewichtsverlust.


Darstellung 1.: Motive zum Fasten


Arten des Fastens

Fasten sollte grundlegend von Hungern abgegrenzt werden, das unfreiwilliger Natur ist und nicht das Ziel verfolgt eines der genannten Motive zu erreichen. Dies gilt auch für die Magersucht. Neben dem kontinuierlichen Fasten das zwischen 24 Stunden und 30 Tagen bewegt werden auch Fasten imitierende bzw. temporäre Fastenperioden zunehmend entdeckt. Beim klassischen Fasten ist zum Beispiel das Buchinger Fasten eine bewährte Strategie, der der 7 bis 28 Tage gefastet wird und nur kleine Mengen Obstsaft verzehrt werden [1]. Neuere Ansätze beinhalten das

  • ,,5:2‘‘ Fasten, bei dem an zwei aufeinander folgenden Wochentagen gefastet wird [2],
  • ein 4-5 tägiges Fasten [4]
  • eine sehr stark kalorienreduzierte Diät für mehrere Tage (<500kcal täglich) oder
  • verschiedene Formen des populären intermittierende Fastens wie 16:8 bei dem nur in einem täglichen Zeitfenster von acht Stunden gegessen wird [4, 5, 6].

Die unterschiedlichen Fastenmethoden ermöglichen es individuellen Routinen gerecht zu werden.

Medizin

Trotz der langen medizinischen Tradition, wurde das Fasten erst in den letzten beiden Jahrzehnten wissenschaftlich ausführlicher studiert und nun mehreren sich die Belege für dessen beeindruckende Wirkung. Diese umfassen neurologische, hormonelle und metabolische Anpassungen, die sich auf folgende Krankheitsbilder auswirken kann [7]:

  • Type 2 Diabetes
  • Übergewicht
  • Herzerkrankungen
  • Krebs
  • Neurodegeneration (Alzheimer & Parkinson)
  • Bluthochdruck
  • Allergien
  • Asthma
  • Rhema/Arthritis

Die Forschung ist hierbei jedoch noch in einem frühen Stadium und untersucht die in Tierstudien beobachten Ergebnisse zunehmend am Menschen bzw. orientiert sich auch an dem anekdotischen Wissen aus der Heilpraktik. 

Physiologie des Fastens

Um das Fasten optimal durchzuführen, können grundlegende Kenntnisse über den Energiestoffwechsel hilfreich sein.

Fette und Glukose bilden zu jedem Zeitpunkt die Grundlage für die Aufrechterhaltung des zellulären ATP-Versorgung – als zellulärer Energiestatus, unabhängig davon ob dem Organismus Nahrung zugeführt wird oder nicht. Diese Makronährstoffe liegen während konstanter Nahrungszufuhr im gespeicherten Zustand vor. Fette sind vorwiegend Fett- und Muskelgewebe, während Glukose in Form von Glykogen, vorwiegend in der Leber und der Muskulatur gespeichert wird. Im Gegensatz zu Glukose, können Fette in deutlich größeren Mengen gespeichert werden, sodass diese die Energiebereitstellung im normalgewichtigen Organismus zunächst nicht limitieren. Die Glukosereserven sind hingegen bereits nach rund 24-36 Stunden nahezu vollständig aufgebraucht. Die allermeisten Organsysteme sind in der Lage nahezu vollständig mit der Energiebereitstellung aus Fetten zu arbeiten. Nicht so das Gehirn und die Nerven. Deshalb muss auch darüber hinaus eine kontinuierliche Versorgung von rund 180 g Glukose täglich gewährleistet werden [8]. Aus Fetten und Proteinen wird anteilig Glukose durch Umwandlung gewonnen. Parallel wird die Energie zunehmend über Fette, freigegeben aus den Depotspeichern, bereitgestellt. Die erhöhte mitochondriale Energiegewinnung aus Fetten ist allerdings limitiert, sodass zunehmend, auch für das Gehirn- bzw. Nervengewebe verfügbare Ketonkörper gebildet werden. Diese können auch im Muskelstoffwechsel als Energiesubstrat in Form von Acetat und Butyrat herangezogen werden. Dennoch ist es für den menschlichen Organismus scheinbar nicht möglich die Energiegewinnung zu mehr als 95% aus Fetten zu gewährleisten [9]. Das bedeutet, dass der Körper immer auch endogene Proteine (wozu alte Zellen, abgestorbene Darmbakterien, Bindegewebsproteine und die Muskelmasse zählen) zur Gewinnung von Glukose nutzen muss. Während körperlicher Aktivität kann deshalb auch eine erhöhte Freisetzung von Fettsäuren ins Blut beobachtet werden, sodass Muskel- und Leberglykogen gespart wird. Dies könnte auch ein Grund sein, weshalb intensivere Trainingsbelastungen während längerer Fastenperioden nur schwer möglich sind, da das wesentliche Energiesubstrat, Glukose, nur eingeschränkt verfügbar ist.

Die Energiebereitstellung aus endogenen Reserven verschiebt sich im Verlauf der Fastendauer immer weiter hin bis nach einigen Tagen eine maximale Energiebereitstellung aus Fetten stattfindet und der Verlust des körpereigener Proteine zur Energiebereitstellung reduziert wird [8; Darstellung 2]. Das Maß an Fett und Muskelmasse bestimmt die Effizienz der jeweiligen energetischen Nutzung, sodass insbesondere übergewichtige Menschen vermutlich effektiv ihre überschüssigen Reserven verstoffwechseln. Interessant hierbei wäre wie sich die Veränderung der Körperzusammensetzung bei Sportlern mit geringer Fettmasse und höherer Muskelmasse verhält, da sich die aktuellen Untersuchungen vorwiegend auf Übergewichtige Menschen konzentriert haben [10]. In Folge der Fastenperiode kann es zu seiner Reduzierung des Ruheenergieumsatzes kommen, was die Gefahr einer umgehenden Wiederzunahme begünstigen könnte [11]. Darüber hinaus scheint es geschlechtsspezifische Unterschiede zu geben hinsichtlich der Verteilung der Energiesubstrate im Organismus. Während Männer mittelkettige Fettsäuren vorwiegend in der Leber akkumulieren, scheinen Frauen diese Fette eher im Muskelgewebe zu speichern [12]. Inwieweit dies in der Sportpraxis relevant sein könnte, bleibt interessanter Gegenstand zukünftiger Untersuchungen. Eine weitere, während intermittierenden Fasten beschriebene Nebenwirkung kann das Risiko für Heißhungerattacken sein, möglicherweise durch Veränderung in der Regulation des Hungerhomons Leptin [13, 14].

 

 Trainingswissenschaft

Seit ein paar Jahren widmet sich auch die Trainingswissenschaft dem Thema Fasten als begleitende Ernährungsform. Auf den ersten Blick mag diese Strategie für Sportler eher kontraproduktiv erscheinen. Wichtig hierbei ist zwischen den einzelnen Sportarten, die sehr unterschiedliche motorische und energetische Charakteristika aufweisen, zu differenzieren und individuell abzustimmen. Das Forschungsinteresse galt, wie auch in früheren Zeiten, vermehrt dem Ausdauersport, doch häufen sich nun auch Artikel, die das Fasten im Zusammenhang mit Kraft- und Hypertrophie Training untersuchen.

Akut scheint (kurzfristiges) Fasten, verglichen zum Training nach dem Essen

  • durch niedrigere Blutinsulinspiegel,
  • erhöhten Glukosespiegeln konstante Glukosewerte bei Belastung bis 90 min,
  • erhöhter Fettoxidation im Muskel und auch in der Ganzkörper-Lipolyse und
  • erhöhter Konzentration von Aminosäuren

im But gekennzeichnet zu sein. Diese kurzfristigen Reaktionen dienen als Glykogen-sparende Reaktion an die mangelnde Energiezufuhr aus der Nahrung [15; 16].

Mittel- und langfristig scheint sich dies auch in der Expression Fettstoffwechsel-assoziierter Enzyme bemerkbar zu machen, sodass der Organismus effizienter Energie aus den Fettdepots beziehen kann. Damit einhergehend kommt es zur Verbesserung Insulinsensitivität. Darüber hinaus scheint die Autophagie, also der kontrollierte Zelltod (mit nachfolgender Zellerneuerung) gesteigert zu werden, was sich günstig auf die langfristige Zellfunktion und Gesundheit auswirken kann [17]. Weitere Effekte können Veränderungen des Hormonhaushaltes sein. Hierzu zählt ein Abfall der anabolen Hormone Testosteron und IGF-1, ein Anstieg des Wachstumshormons und der Anstieg von Katecholamine. Letztere wirken stimulierend für die Fettverbrennung [18].

Damit verstanden wird, wieso Fasten besonders im Ausdauersport interessant sein kann, ist eine molekularbiologische Betrachtung der durch Fasten induzierten Adaptionen notwendig.

Fasten und Ausdauersport weisen die Gemeinsamkeit auf, dass sie temporär zu zellulärem, oxidativem und energetischem Stress führen, was die mitochondriale Biogenese (Vermehrung und Vergrößerung von Mitochondrien) begünstigt über mehrere zelluläre Signalkaskaden (PGC-1α ->) initiieren kann [16; 15; 10]. Diese Signalgebung ist essentiell für die trainingsinduzierten Anpassung auf zellulärer Ebene, die leistungslimitierend sein kann. Bemerkbar macht sich dies insbesondere in einer erhöhten Sauerstoffaufnahme der Muskelzellen, die als wesentliches Kriterium für die Ausdauerleistungsfähigkeit gilt. Berücksichtigt werden muss hierbei außerdem, dass intensivere Trainingseinheiten während Fastens womöglich nicht ausführbar sind. Darüber hinaus kommt es scheinbar akut und auch langfristig zur Vermehrung von Glukose und Fettstoffwechsel-assoziierten Proteinen zu kommen. Ob dies jedoch bei trainierten Ausdauersportlern eine zusätzliche Anpassungsreaktion verglichen mit dem Trainingsreiz an sich hervorruft, bleibt allerdings noch unsicher. Empfohlen wird deshalb mit niedriger- bis mittlerer Intensität und mit Einheiten von nicht länger als 90 min zu trainieren um einen zu starken Abfall des Blutzuckerspiegels zu vermeiden [10, 18]. Körperbewusste und erfahrene Sportler können dies womöglich aber auch selbst beurteilen.

Wie verhält es sich mit der Körperzusammensetzung während des Fastens, wenn zusätzlich Sport betrieben wird? In der Naturheilkunde findet sich die Aussage, dass ein ergänzendes Ausdauertraining vermeiden kann, dass Muskelmasse abgebaut wird. Für letzteres finden sich allerdings keine Belege: im Gegenteil, ein 28-tägiges Fasten mit oder ohne begleitendem Ausdauersport führte zu einem zusätzlichen Muskelverlust von rund 100 g (+10%) verglichen mit der inaktiven Gruppe. Allerdings konnte nur bei den Männern ein signifikanter Anstieg dessen nachgewiesen werden. Trotzdem scheint es sinnvoll nicht auf das Training während des Fastens zu verzichten, um die körperliche Leistungsfähigkeit und auch die Muskelkraft zu erhalten [19]. Die Ergebnisse beziehen sich aber auf Daten von übergewichtigen Probanden, sodass die Übertragbarkeit auf schlanke Menschen nur eingeschränkt gegeben ist.

Ein Verlust fettfreier Körpermasse muss nämlich nicht zwangsläufig bedeuten, dass es sich hierbei um Muskelprotein handelt. Manche Autoren vermuten, dass für die Deckung des Glukosebedarfs (aus Protein-/ab- bzw. umbau) auch andere endogene Proteinquellen genutzt werden könnten (z.B. Glykoproteine aus dem Bindegewebe, Darmbakterien, Darmschleimhautzellen) oder das die intramuskulären Aminosäurespeicher zur Bedarfsdeckung herangezogen werden [20]. Dies hätte den Nutzen, dass nicht nur Muskelproteine verstoffwechselt werden und Muskelgewebe gespart wird. Es konnte gezeigt werden, dass kleine Mengen Glukose, Aminosäuren und auch Fette ausreichend sind um den Stickstoffverlust (als Maß für den Proteinverlust) zu halbieren. Glukose, scheint gegenüber den anderen Makrosubstraten den größten proteinsparenden Effekt auszuüben. Die Kombination aus Kohlenhydraten und Aminosäuren führt zu einem bestmöglichen Erhalt der Stickstoffbilanz [21, 22, 23]. Inwieweit dies relevant ist, ist nach jetzigen Wissenstand jedoch nicht zu beantworten, da die Stickstoffbilanz umgehend positiv wird nachdem das Fasten gebrochen wurde [21]. Ob es allerdings auch bei Sportlern zum zeitnahen und vollständigen Wiederaufbau der verlorenen Muskelmasse kommt, ist fraglich. Für Sportler könnte es deshalb empfehlenswert sein, kein ,,null‘‘ Fasten durchzuführen, wenn der Erhalt der Muskelmasse und Funktion während des Fastens notwendig ist. Relevant ist dies für Sportler oder Sportarten sein, bei denen die Muskelmasse kritisch ist oder direkt ausschlaggebend für die Leistungsfähigkeit ist. Hierzu zählen alle Aktivitäten, die eine hohe Maximalkraft erfordern oder auch der Fitnesssport, bei dem der Aufbau und Erhalt von Muskelmasse hoher Priorität unterliegt. Hierzu kursieren auch kontroverse Aussagen. Zwar scheint es während des Fastens zur Ausschüttung des Wachstumshormons HGH zu kommen [24], das auch am Muskelproteinstoffwechsel beteiligt ist [?). Es gibt jedoch keine weiteren Hinweise dafür, dass dies ausreichend sein könnte um einen muskelaufbauenden Stimulus zu bewirken, zumal Moro et al. [5] gezeigt haben, dass die für den Muskelaufbau und Erhalt wichtigen Hormone Testosteron und IGF-1 in Folge intermittierenden Fastens reduziert waren. Zusätzlich wurde gezeigt, dass die Phosphorylierung des muskelaufbauenden Enzymkomplexes mTOR während Fastens reduziert ist [23, 12]. Die Ketonkörper-Synthese, als alternatives Energiesubstrat, wird in manchen Publikationen als muskelproteinsparenden Mechanismus beschrieben [25]. Trotzdem scheint es sehr unwahrscheinlich, dass Fasten ein geeignetes zelluläres Milieu für den längerfristigen Muskelerhalt oder gar Muskelaufbau bietet. Trotzdem könnte es sinnvoll sein, während des Fastens Krafttraining auszuführen, um einen muskelerhaltenen Reiz zu setzen.

Praxisempfehlungen und Ausblick

Es konnte gezeigt werden, dass selbst sehr kleine Mengen Kohlenhydrate (z.b. Honig oder Obst), aber auch Fette oder Proteine ausreichend sind um den Stickstoffverlust (als Maß für den Abbau von Muskelprotein) deutlich zu minimieren. Inwieweit die gesundheitlichen Effekte hierdurch eingeschränkt werden, bedarf weiterer Untersuchungen. Anzunehmen ist aber, dass dies keinen wesentlichen Nachteil mit sich bringt, sondern womöglich nur den energetischen Umstieg auf den reinen Fett- bzw. Ketonkörper-Stoffwechsel verzögern könnte. Zusammen mit einem mäßig starken Trainingsreiz zur Erhaltung der Leistungsfähigkeit und der Einnahme von vollständigen Proteinen, Aminosäuren und/oder einer Kohlenhydratquelle wie z.B. Obst könnte die Umsetzbarkeit auch im Training gegeben sein.

Interessant wäre es verschiedene Fastenstrategien hinsichtlich des akuten und mittelfristigen Effekts auf die Körperzusammensetzung bei trainierten Sportlern mit niedrigem Körperfettanteil und höherer Muskelmasse zu evaluieren. Auch gibt es derzeit keine eindeutige Antwort darauf wie der jeweilige Trainingszustand die akuten physiologischen Reaktionen und die kurz-, mittel- und langfristigen Veränderungen beeinflusst.

Zusammenfassung

Fasten stellt sich als spannende Ernährungsstrategie heraus, die eine Vielzahl metabolischer Reaktionen hervorrufen kann, die sich nicht nur günstig auf eine Reihe von Krankheiten auswirken kann, sondern auch im Rahme sportlichen Trainings Vorteile mit sich bringen kann. Hierzu zählt insbesondere eine verstärkte Anpassung des aeroben Muskelstoffwechsels, die sich sowohl im medizinischen als auch im Kontext der Leistungsfähigkeit bewähren könnte. Die Forschung befindet sich allerdings noch im Anfangsstadium und die Ableitungen für die Praxis sind je nach Zielsetzung (sportmedizinisch oder trainingswissenschaftlich) verschieben zu bewerten. Die radikale Einschränkung der Energiezufuhr ermöglicht eine signifikante Reduktion Körpergewichts, und je nach individuellen Gegebenheiten und Umsetzung, Körperfettreduktion binnen kürzester Zeit.

 

 

Ein Beitrag von Marc Dittmann, Sportwissenschaftler M.Sc.

 

 

 

 

Literatur

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