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Weiblich, aktiv & unterversorgt: Niedrige Energieverfügbarkeit (LEA) verringert die Proteinsynthese & begünstigt Magermasseverluste

Weiblich, aktiv & unterversorgt: Niedrige Energieverfügbarkeit (LEA) verringert die Proteinsynthese & begünstigt Verluste von fettfreier Masse

Viele von uns trainieren mit Gewichten, weil sie ihr optisches Erscheinungsbild, ihre Körperkomposition und körperliche Leistungsfähigkeit signifikant verbessern möchten. Um jedoch schlanker, muskulöser und stärker zu werden, braucht der menschliche Körper die richtige Menge an Nährstoffen und Energie, um Strukturen reparieren und neu aufbauen zu können.

Fette, Kohlenhydrate und Proteine liefern uns die benötigten Baustoffe und versorgen uns gleichzeitig mit dem Treibstoff, den wir für ein intensives Training benötigen. Ein optimaler Aufbau von Kraft und Muskulatur ist jedoch nur dann möglich, wenn der Energiebedarf ausreichend gedeckt wird.

Obwohl dieser Aspekt einleuchtend und vielen Trainierenden durchaus bewusst ist, schaffen es viele von uns nicht, diese Information zielführend in die Praxis umzusetzen – etwa weil man versucht zwei gegensätzliche Ziele gleichzeitig zu erreichen (z.B. Fettreduktion, für die ein Kaloriendefizit benötigt wird, und Muskelaufbau, für das ein leichter Kalorienüberschuss bzw. eine mindestens ausgeglichene Energiebilanz vonnöten ist). Die Konsequenz einer solchen Strategie mündet häufig darin, dass weder das eine, noch das andere Ziel in einem zufriedenstellenden Ausmaß erreicht wird, obwohl man sich im Gym sprichwörtlich „den Arsch aufgerissen hat“.

Ich habe bereits in vergangenen Artikeln die Problematik einer niedrigen Energieverfügbarkeit (LEA) bei sportlich aktiven Frauen thematisiert und bin auch auf den Zusammenhang zwischen einem relativen Energiemangel im Sport (RED-S) und der Symptomatik des Übertrainings eingegangen. Dabei wird die Energieverfügbarkeit als Differenz der Energiezufuhr („Kalorienaufnahme“) und des Energieverbrauchs („Kalorienverbrauch“) in Relation zur fettfreien Masse definiert (33).

Die Folge einer signifikanten Reduktion der Energieverfügbarkeit kann nicht nur zu einer Beeinträchtigung der basalen physiologischen Funktionen führen, sondern trägt auch zu einer homöostatischen Dysbalance bei, die als niedrige Energieverfügbarkeit (LEA) bezeichnet wird.

Eine niedrige Energieverfügbarkeit (LEA) führt zu einer Reihe von hormonellen Reaktionen im Körper, die sich negativ auf die normalen Lebensprozesse auswirken und negative Folgen für die Gesundheit und die Leistungsfähigkeit haben. (Bildquelle: Keay & Francis, 2019 / NickyKeayFitness.com)

Eine niedrige Energieverfügbarkeit (LEA) führt zu einer Reihe von hormonellen Reaktionen im Körper, die sich negativ auf die normalen Lebensprozesse auswirken und negative Folgen für die Gesundheit und die Leistungsfähigkeit haben. (Bildquelle: Keay & Francis, 2019 / NickyKeayFitness.com)

Besonders häufig betroffen sind sportlich aktive Bevölkerungsgruppen (insbesondere Sportlerinnen). Berichten zu Folge sind schätzungsweise 31 – 60% der Individuen im Ausdauersport (34)(35)(36), 53 – 58% der Individuen im intermittierenden Sport (z.B. Fußball) (37)(38) und 23 – 31% in Power- und Kraft-basierten Sportarten (39)(40)(41) betroffen. Als Ursache werden multifaktorielle Gründe verantwortlich gemacht, z.B. eine bewusste bzw. unbewusste Restriktion der Energiezufuhr und/oder ein erhöhter Energieverbrauch als Resultat eines hohen Trainingspensums bzw. -volumens (42).

Gut kontrollierte Studien mit kurzem Zeithorizont (<5 Tage) und einem Labor-Setting haben gezeigt, dass eine niedrige Energieverfügbarkeit (≤ 30 kcal/kg FFM/Tag) zu akuten endokrinen, metabolischen und physiologischen Dysregulationen führen (4). Demgegenüber führte eine stark erniedrigte bzw. längerfristig reduzierte Energieverfügbarkeit bei Frauen zu einer Reihe von gesundheitlichen Komplikationen (z.B. menstruelle Dysfunktion, Magen-Darm-Probleme, eine Verschlechterung der Knochengesundheit, Dyslipidämie und eine erhöhte Verletzungsgefahr) (6). Dies ist auch der Grund, wieso eine niedrige Energieverfügbarkeit insbesondere bei weiblichen Sportlern als signifikanter Gesundheitsfaktor betrachtet wird.

Bis dato gibt es lediglich eine einzige Studie, in der man den Einfluss einer niedrigen Energieverfügbarkeit auf die Turnover-Rate der Muskulatur hin untersucht hat (27). Darin konnte gezeigt werden, dass eine 5-tägige LEA-Phase (30 kcal/kg FFM/Tag) in Männern und Frauen zu einer um 27% reduzierten myofibrillären Muskelproteinsynthese in Ruhe führt (verglichen mit einer Zufuhr von 45 kcal/kg FFM/Tag). Demonstriert werden konnte jedoch auch, dass ein einziges Krafttraining dazu in der Lage war die Syntheserate wiederherzustellen und in Kombination mit einem proteinreichen Supplement über das Niveau einer Energiezufuhr von 45 kcal/kg FFM/Tag zu heben. Entsprechend ging man davon aus, dass die Kombination aus Training und Protein die Auswirkungen einer niedrigen Energieverfügbarkeit abmildern kann.

Zwar leistet die Studie einen wichtigen Beitrag zum Verständnis darüber, wie eine niedrige Energieverfügbarkeit den Protein-Turnover beeinflusst, allerdings birgt sie auch gewisse Limits, die nicht unbedingt eine Aussage darüber treffen, welcher Einfluss sich langfristig für die Muskulatur ergibt – zumal sich Trainierende im echten Leben nicht nur für kurze Zeit in einer LEA-Phase bewegen, sondern oftmals chronisch „unterversorgt“ sind, während sie Krafttraining betreiben (Stichwort: Diät- und Definitionsphase).

Aus diesem Grund hat sich eine kürzlich publizierte Studie mit den Auswirkungen der niedrigen Energieverfügbarkeit auf Körperkomposition und die Proteinsynthese in trainingserfahrenen Frauen befasst, die wir im Rahmen dieses Beitrags reviewen werden.

Hinweis: Dieser Artikel erschien als Editorial-Beitrag in der August 2023 Ausgabe des MHRx Magazins. Registriere dich kostenlos oder logge dich mit deinem bestehenden Account ein, um weitere Editorals zu lesen.

Weiblich, aktiv & unterversorgt: Niedrige Energieverfügbarkeit (LEA) verringert die Proteinsynthese & begünstigt Verluste von fettfreier Masse

Was wurde untersucht?

Mit Hilfe eines 10-tägigen Experiments wollten Oxfeldt et al. (2023) mehr über die unmittelbaren Effekte einer niedrigen Energieverfügbarkeit (LEA) auf den Proteinstoffwechsel in weiblichen Sportlern herausfinden (1). Dabei stellte das Forscherteam im Vorfeld die Hypothese auf, dass eine LEA zu einer Reduktion der sarkoplasmatischen und myofibrillären Proteinsynthese führen würde. Im Blickpunkt standen auch die Auswirkungen auf Körperkomposition, Stickstoffbilanz, Basalstoffwechselrate und Biomarker im Blut.

Rekrutiert wurden 30 gesunde und trainingserfahrene Frauen (4-10 Workouts/Woche, bestehend aus Kraft- und Ausdauertraining) mit einer regelmäßigen Periode, die – basierend auf ihren Trainingshintergrund – gruppiert wurden. Nach einer initialen, 5-tägigen Phase (Run-in), in der alle Teilnehmerinnen eine optimale Kalorienzufuhr (50 kcal/kg FFM/Tag) erhielten, die 1-5 Tage nach dem ersten Tag der menstruellen Blutung begann, wurden die Frauen per Zufallsverfahren in zwei Gruppen eingeteilt, bei der sie über einen Zeitraum von 10 Tagen entweder eine niedrige Energiezufuhr von 25 kcal/kg FFM/Tag (LEA) oder weiterhin eine optimale Energiezufuhr von 50 kcal/kg FFM/Tag (OEA) erhielten.

Charakteristika der Studienteilnehmerinnen nach Gruppe. (Bildquelle: Oxfeldt et al., 2023)

Charakteristika der Studienteilnehmerinnen nach Gruppe. (Bildquelle: Oxfeldt et al., 2023)

Die Intervention sah vor, dass alle Frauen während der Studie eine Proteinzufuhr von 2,2g/kg FFM/Tag einhielten, wobei die Kohlenhydratzufuhr in der OEA-Gruppe mit 4-7g/kg/Tag und in der LEA-Gruppe mit 2,5 – 4g/kg/Tag festgesetzt wurde.

Kalorien- und Makronährstoffzufuhr der Studienteilnehmerinnen nach Gruppe und Phase (5-tägiges Run-in, sowie 10-tägige Intervention). (Bildquelle: Oxfeldt et al., 2023)

Kalorien- und Makronährstoffzufuhr der Studienteilnehmerinnen nach Gruppe und Phase (5-tägiges Run-in, sowie 10-tägige Intervention). (Bildquelle: Oxfeldt et al., 2023)

Alle Teilnehmerinnen absolvierten ein beaufsichtigtes Trainingsprogramm, welches Kraft- und Ausdauertraining an 4 Tagen in der Woche vorsah. Dieses bestand einerseits aus einem schweren, progressiven Unterkörper- und Oberkörpertraining (jeweils 4 OK- und 4 UK-Übungen mit 8-10 Wiederholungen zu je 3 Sätzen bei einer Intensität von 1RM und 2-minütigen Satzpausen), sowie Cardio auf einem Ergometer mit moderater bis hoher Intensität (80% der Ventilationsschwelle bei moderaten und 85-90% bei hoch-intensiven Einheiten für eine Dauer von 45-60 Minuten pro Einheit).

Für die Evaluation der Körperkomposition nutze man den sogenannten DXA-Scan, während die Basalstoffwechselrate via indirekter Kalorimetrie bestimmt wurde. Die Entnahme von Muskelbiopsien erfolgte am Vastus lateralis, während die Blutentnahmen zur Analyse der verschiedenen Biomarker (TSH, T3, Cortisol, Testosteron, SHBG, sowie Insulin- und Glukosespiegel) verwendet wurden. Außerdem wurden Urin-Proben gesammelt, um die Harnkonzentration zu dokumentieren und die Stickstoffbilanz zu ermitteln. All diese Messungen wurden vor der Run-in Phase, zu Beginn der Intervention und nach der Intervention durchgeführt.

Schematischer Überblick über den Studienzeitraum: CE = Herz-Kreislauf-Training (blaues Symbol steht für mäßig intensives Training, das rote Symbol steht für hochintensives Intervalltraining Training); D2O = Deuteriumoxid; DXA = Dual-Energie-Röntgenabsorptiometrie; FFM = fettfreie Masse; RE = Widerstandstraining; RMR = Basalstoffwechselrate. (Bildquelle: Oxfeldt et al., 2023)

Schematischer Überblick über den Studienzeitraum: CE = Herz-Kreislauf-Training (blaues Symbol steht für mäßig intensives Training, das rote Symbol steht für hochintensives Intervalltraining Training); D2O = Deuteriumoxid; DXA = Dual-Energie-Röntgenabsorptiometrie; FFM = fettfreie Masse; RE = Widerstandstraining; RMR = Basalstoffwechselrate. (Bildquelle: Oxfeldt et al., 2023)

Was haben die Forscher herausgefunden?

Körperkomposition

Verglichen mit der OEA-Gruppe zeigte sich in der LEA-Gruppe eine signifikante Reduktion des  Körpergewichts (-1,7 kg, P>0,0001). Dieses Ergebnis wurde begleitet durch eine Verringerung der fettfreien Masse in der LEA-Gruppe (-0,4 kg, P=0,006), während die OEA-Gruppe den Gehalt an fettfreier Masse steigern konnte (+0,4 kg, P=0,003).

Zudem zeigten beide Gruppen eine signifikante Reduktion der Fettmasse im Rahmen von -1,3 kg (LEA, P<0,0001) und -0,5 kg (OEA, P<0,0001).

Veränderungen der Körpermasse (A), der fettfreien Masse (B) und Fettmasse (C) im Studienverlauf. Die Daten sind als Mittelwerte mit 95% CI und einzelne Daten Punkten dargestellt. OEA: n=15; LEA: n=15. *  = P <0,05 gegenüber Pre; §  = P<0,05 Gruppe x Zeit-Interaktion. (Bildquelle: Oxfeldt et al., 2023)

Veränderungen der Körpermasse (A), der fettfreien Masse (B) und Fettmasse (C) im Studienverlauf. Die Daten sind als Mittelwerte mit 95% CI und einzelne Daten Punkten dargestellt. OEA: n=15; LEA: n=15. *  = P <0,05 gegenüber Pre; §  = P<0,05 Gruppe x Zeit-Interaktion. (Bildquelle: Oxfeldt et al., 2023)

Proteinsynthese

Während in der Run-in Phase noch ähnliche myofibrilläre Proteinsynthese-Raten in beiden Gruppen gemessen wurden (P=0,951), zeigte sich in der LEA-Gruppe eine Reduktion der myofibrillären Proteinsynthese von 0,08%/Tag (P=0,001) im Vergleich zur Run-in-Phase, während sich der gleiche Wert in der OEA-Gruppe um 0,10%/Tag erhöhte (P<0,0001).

Bei der sarkoplasmatischen Proteinsynthese-Rate zeigte sich ein ähnlicher Sachverhalt. Auch hier demonstrierten beide Gruppen während der Run-in Phase keine signifikanten Unterschiede (P=0,283). Nach der 10-tägigen Intervention verzeichnete die LEA-Gruppe einen Rückgang von 0,20%/Tag im Verhältnis zur Run-in Phase (P>0,0001). In der OEA-Gruppe konnte dagegen keine Veränderung festgestellt werden (P=0,876).

Veränderungen der täglichen myofibrillären (A) und sarkoplasmatischen (B) Proteinsyntheserate (FSR) während der Run-in Phase (Pre) und der Interventionsphase (Post). Die Fraktionssyntheseraten sind als Boxen (Median und IQR), Whisker (minimale und maximale Werte) und einzelne Datenpunkte ausgewiesen. OEA: n=15, LEA: n=15. * = P<0,05 gegenüber Pre. § = P<0,05 Gruppe x Zeit-Interaktion. (Bildquelle: Oxfeldt et al., 2023)

Veränderungen der täglichen myofibrillären (A) und sarkoplasmatischen (B) Proteinsyntheserate (FSR) während der Run-in Phase (Pre) und der Interventionsphase (Post). Die Fraktionssyntheseraten sind als Boxen (Median und IQR), Whisker (minimale und maximale Werte) und einzelne Datenpunkte ausgewiesen. OEA: n=15, LEA: n=15. * = P<0,05 gegenüber Pre. § = P<0,05 Gruppe x Zeit-Interaktion. (Bildquelle: Oxfeldt et al., 2023)

Bei der Evaluation der Stickstoff-Ausscheidung (P=0,827) und der Stickstoffbilanz (P=0,766) konnten zwischen den Gruppen während der Run-in Phase keine signifikanten Unterschiede festgestellt werden. Nach der 10-tägigen Interventionsphase erhöhte sich die Stickstoff-Ausscheidung in der LEA-Gruppe um +1,64g/Tag (P=0,013), was zu einer Reduktion der Stickstoffbilanz um 1,87g/Tag führte (P=0,007). In der OEA-Gruppe zeigten sich dagegen keine signifikanten Veränderungen (die Stickstoff-Ausscheidung lag bei -0,75g/Tag (P=0,246) und die Stickstoffbilanz bei +0,47g/Tag (P=0,484) beim Pre-zu-Post-Vergleich.

Veränderungen der Stickstoff-Aufnahme (A), der Stickstoff-Ausscheidung (B) und der Stickstoffbilanz (C) vor (Pre) und nach (Post) der 10-tägigen Intervention. Die Daten sind als Mittelwerte mit 95% CI und einzelnen Datenpunkten angegeben. OEA: n=15, LEA: n=15; * = P<0,05 gegenüber Pre; § = P<0,05 Gruppe x Zeit-Interaktion. (Bildquelle: Oxfeldt et al., 2023)

Veränderungen der Stickstoff-Aufnahme (A), der Stickstoff-Ausscheidung (B) und der Stickstoffbilanz (C) vor (Pre) und nach (Post) der 10-tägigen Intervention. Die Daten sind als Mittelwerte mit 95% CI und einzelnen Datenpunkten angegeben. OEA: n=15, LEA: n=15; * = P<0,05 gegenüber Pre; § = P<0,05 Gruppe x Zeit-Interaktion. (Bildquelle: Oxfeldt et al., 2023)

Stoffwechselrate & Biomarker

Während die Basalstoffwechselrate vor der Intervention keine signifikanten Gruppenunterschiede aufzeigte (P=0,061), führte die 10-tägige Intervention in der LEA-Gruppe zu einem Absinken der Basalstoffwechselrate (Pre-zu-Post) im Rahmen von 65 kcal/Tag (P<0,0001). In der OEA-Gruppe konnte eine solche Entwicklung dagegen nicht beobachtet werden (Pre-zu-Post bei +14 kcal/Tag, P<0,0001).

Die TSH-Konzentration verringerte sich in der LEA-Gruppe signifikant um -0,32 nmol/L (P=0,039), nicht jedoch in der OEA-Gruppe (+0,23 nmol/L, P=0,126). Der T3-Wert verringerte sich zudem in der LEA-Gruppe (Pre-zu-Post) signifikant um 0,29 nmol/L (P<0,0001), nicht jedoch in der OEA-Gruppe (-0,1 nmol/L).

Veränderungen des Basalstoffwechselrate (REE) (A), sowie der TSH- (B) und T3-Konzentration (C) vor (Pre) und nach (Post) der 10-tägigen Intervention. Die Daten sind als Mittelwerte mit 95% CI und einzelnen Datenpunkten angegeben. OEA: n=15, LEA: n=15 für den Basalstoffwechsel und n=14 für TSH und T3. * = P<0,05 gegenüber Pre. § = P<0,05 Gruppe x Zeit-Interaktion. (Bildquelle: Oxfeldt et al., 2023)

Veränderungen des Basalstoffwechselrate (REE) (A), sowie der TSH- (B) und T3-Konzentration (C) vor (Pre) und nach (Post) der 10-tägigen Intervention. Die Daten sind als Mittelwerte mit 95% CI und einzelnen Datenpunkten angegeben. OEA: n=15, LEA: n=15 für den Basalstoffwechsel und n=14 für TSH und T3. * = P<0,05 gegenüber Pre. § = P<0,05 Gruppe x Zeit-Interaktion. (Bildquelle: Oxfeldt et al., 2023)

Die restliche Auswertung der Blutparameter ergab in der LEA-Gruppe eine signifikante Reduktion der Glukose-Konzentration (um -0,5 nmol/L, P<0,0001), eine Steigerung des Cortisol/Insulin-Verhältnisses (+11,8 nmol/L, P=0,001) und ein Anstieg der SHBG-Level (+ 21,8 nmol/L, P<0,0001) und eine Verringerung des freien Androgen-Index (-0,3, P=0,003). In der OEA-Gruppe konnte dagegen nur ein SHBG-Anstieg beobachtet werden (+8,0 nmol/L, P=0,047).

Veränderung der Blutparameter im Zusammenhang mit dem anabolen und katabolen Zustand nach Gruppe. (Bildquelle: Oxfeldt et al., 2023)

Veränderung der Blutparameter im Zusammenhang mit dem anabolen und katabolen Zustand nach Gruppe. (Bildquelle: Oxfeldt et al., 2023)

Zusammenfassung & Abschließende Worte

Die Untersuchung von Oxfeldt et al. (2023) präsentiert eine Reihe von interessanten Einblicken über die Effekte, die eine niedrige Energieverfügbarkeit (LEA) in weiblichen Kraftathleten, speziell hinsichtlich der Veränderung der Körperkomposition und der muskulären Proteinsynthese. Dabei führt eine LEA (25 kcal/kg FFM/Tag über 10 Tage) im Kontext eines begleitenden Trainingsprogramms, welches aus Kraft- und Ausdauereinheiten bestand, zu einer signifikanten Reduktion der sarkoplasmatischen und myofibrillären Proteinsynthese. Dies führte zu einem Verlust von fettfreier Masse, eine Verschlechterung der Stickstoffbilanz und des Androgen-Index, sowie eine Reduktion der Schilddrüsenhormon-Konzentration (T3) und der Basalstoffwechselrate (-65 kcal/Tag).

Zusammenfassende Infografik des Studienergebnisses. (Bildquelle: Oxfeldt et al., 2023)

Zusammenfassende Infografik des Studienergebnisses. (Bildquelle: Oxfeldt et al., 2023)

Die niedrige Energieverfügbarkeit sorgt im Grunde genommen dafür, dass dem Körper nicht genügend Energie zur Verfügung steht, um grundlegende physiologische Funktionen aufrechtzuerhalten. Die Folge sind Dysregulationen auf metabolische, endokriner und physiologischer Ebene (4).

Der Begriff der Energieverfügbarkeit darf jedoch nicht mit der Energiebilanz verwechselt werden, da sich die Größe stets auf die Beziehung zwischen Energiezufuhr und dem durch das Training erzielten Energieverbrauchs – mit Bezug auf die verbleibende Energie zum Erhalt der basalen physiologischen Funktion abseits des Sports – bezieht. Dabei wäre es natürlich am optimalsten, wenn die Energiezufuhr nicht nur dazu ausreicht, genügend Energie für das Training bereitzustellen, sondern auch ausreichend ist, um eine Regeneration und Adaption zu ermöglichen. Demgegenüber beschreibt die Energiebilanz sämtliche Komponenten des Energieverbrauchs (also Basalstoffwechsel, thermischer Effekt von Nahrung, NEAT und trainingsbedingter Energieverbrauch) mit Bezug auf die Veränderung des Körpergewichts.

Zwar gibt es eine fundamentale Beziehung zwischen der Energieverfügbarkeit und der Energiebilanz, aber es ist wichtig zu verstehen, dass es sich hierbei um zwei verschiedene Konzepte handelt.

Zwei Beispiele: 

  • Eine niedrige Energieverfügbarkeit führt häufig zu einem Gewichtsverlust, aber es kann ebenso vorkommen, dass ein gewichtsstabiles Individuum mit niedrigem Körperfettanteil unter den physiologischen Folgen einer LEA leidet (5).
  • Auf der anderen Seite ist es durchaus denkbar, dass genügend Kalorien aufgenommen werden, um die negativen Begleiterscheinung einer LEA zu vermeiden, obwohl man sich in einer negativen Energiebilanz (Kaloriendefizit) befindet.

Die niedrige Energieverfügbarkeit ist eine Folge der unzureichenden Energieversorgung und/oder eines exzessiven Energieverbrauchs (z.B. durch ein hohes Trainingspensum), wobei der Schwellenwert gem. wissenschaftlicher Literatur im Falle von Frauen bei weniger als 30 kcal/kg FFM/Tag liegt (5)(6). Wird diese Grenze unterschritten, kommt es zu ungünstigen Veränderungen diverser gesundheitlich-relevanter Variablen (z.B. Stoffwechselrate, Knochengesundheit, Hormongesundheit). Bei Männern scheint diese Grenze dagegen niedriger (~9-25 kcal/kg FFM/Tag) zu liegen (7).

Wie bereits in der Einführung erwähnt, gehören aktive (weibliche) Sportler zur am häufigsten betroffenen Personengruppe einer niedrigen Energieverfügbarkeit. Dabei wird derzeit ein gestörtes Ernährungsverhalten als mögliche (Mit-)Ursache für das Auftreten einer LEA vermutet, welches insbesondere in Sportarten verbreitet ist, wo es auf ein schlankes und ästhetisches Erscheinungsbild (z.B. Gymnastik, Cheerleading, Bodybuilding) ankommt (21). Eine weite Verbreitung findet sich auch im Ausdauersport (z.B. im Fußball oder bei Sprintern und Schwimmern) oder Wettkampfsportarten, wo es Gewichtsklassen gibt (21)(22).

Die Aufrechterhaltung einer LEA kann über längere Zeiträume zu einer Reihe von unerwünschten und nachteiligen Folgen für Gesundheit und Performance führen. Modelle, wie die athletische Triade (Symptome: Essstörung, Osteoporose und ein Ausbleiben der Regel), oder RED-S (welches das allgemeine Wohlbefinden mit einbezieht und auch für Männer anwendbar ist) charakterisieren die Folgen der niedrigen Energieverfügbarkeit bei Sportlern (23)(24)(25).

Grafische Zusammenfassung der Auswirkungen einer kurzzeitigen (3-5 Tage) niedrigen Energieverfügbarkeit (EA) auf Hormone, blutgebundene Substrate und Skelettmuskulatur, wie sie in prospektiven Studien nachgewiesen wurden. Geringe Energieverfügbarkeit ist ein starker Stressor, der deutliche hormonelle und metabolische Reaktionen auslöst. Die Herabregulierung des für die Energiehomöostase wichtigen Adipokins Leptin kann der Hypothalamus-Hypophysen-Schilddrüse-, Hypothalamus-Hypophysen-Gonaden- und GH-IGF-1-Achse vorgeschaltet sein und diese teilweise modulieren. LEA moduliert auch Marker für die Knochenbildung (Abnahme), die Resorption (Zunahme) und die Substratverfügbarkeit und verringert die Proteinsynthese in der Skelettmuskulatur. Verschiedene Gewebe/Systeme sind auf unterschiedliche Weise betroffen, und diese Reaktion scheint bei Männern und Frauen unterschiedlich auszufallen, was möglicherweise auf eine unterschiedliche Anfälligkeit für verschiedene EA-Werte in verschiedenen Geweben und Geschlechtern zurückzuführen ist. Das Symbol für das männliche oder weibliche Geschlecht gibt an, dass Forschungsarbeiten, welche die Richtung der Veränderung (oder deren Fehlen) unterstützen, speziell zu diesem Geschlecht durchgeführt oder berichtet wurden. β-HOB = Beta-Hydroxybutyrat; FSH = Follikel-stimulierendes Hormon; GH  = Wachstumshormon; IGF-1 = Insulin-ähnlicher Wachstumsfaktor 1; LH = Luteinisierendes Hormon; T3 = Trijodthyronin. Knochenbildungsmarker beziehen sich auf Osteocalcin, carboxyterminales Propeptid von Typ-1-Prokollagen (P1CP) und N-terminales Propeptid von Typ-1-Prokollagen (P1NP). Knochenresorptionsmarker beziehen sich auf das C-terminale Telopeptid von Typ-1-Kollagen (β-CTX) und das aminoterminale Telopeptid von Typ-1-Kollagen (NTx). (Bildquelle: Areta et al., 2021)

Grafische Zusammenfassung der Auswirkungen einer kurzzeitigen (3-5 Tage) niedrigen Energieverfügbarkeit (EA) auf Hormone, blutgebundene Substrate und Skelettmuskulatur, wie sie in prospektiven Studien nachgewiesen wurden. Geringe Energieverfügbarkeit ist ein starker Stressor, der deutliche hormonelle und metabolische Reaktionen auslöst. Die Herabregulierung des für die Energiehomöostase wichtigen Adipokins Leptin kann der Hypothalamus-Hypophysen-Schilddrüse-, Hypothalamus-Hypophysen-Gonaden- und GH-IGF-1-Achse vorgeschaltet sein und diese teilweise modulieren. LEA moduliert auch Marker für die Knochenbildung (Abnahme), die Resorption (Zunahme) und die Substratverfügbarkeit und verringert die Proteinsynthese in der Skelettmuskulatur. Verschiedene Gewebe/Systeme sind auf unterschiedliche Weise betroffen, und diese Reaktion scheint bei Männern und Frauen unterschiedlich auszufallen, was möglicherweise auf eine unterschiedliche Anfälligkeit für verschiedene EA-Werte in verschiedenen Geweben und Geschlechtern zurückzuführen ist. Das Symbol für das männliche oder weibliche Geschlecht gibt an, dass Forschungsarbeiten, welche die Richtung der Veränderung (oder deren Fehlen) unterstützen, speziell zu diesem Geschlecht durchgeführt oder berichtet wurden. β-HOB = Beta-Hydroxybutyrat; FSH = Follikel-stimulierendes Hormon; GH  = Wachstumshormon; IGF-1 = Insulin-ähnlicher Wachstumsfaktor 1; LH = Luteinisierendes Hormon; T3 = Trijodthyronin. Knochenbildungsmarker beziehen sich auf Osteocalcin, carboxyterminales Propeptid von Typ-1-Prokollagen (P1CP) und N-terminales Propeptid von Typ-1-Prokollagen (P1NP). Knochenresorptionsmarker beziehen sich auf das C-terminale Telopeptid von Typ-1-Kollagen (β-CTX) und das aminoterminale Telopeptid von Typ-1-Kollagen (NTx). (Bildquelle: Areta et al., 2021)

Im Gegensatz zu der in der Einführung zitierten Studie von Areta et al. (2014), bei der gezeigt werden konnte, dass ein einmaliges Krafttraining mit Protein-Supplementation dazu in der Lage ist die negativen Auswirkung einer LEA auf die Proteinsynthese zu negieren (27), demonstriert die 10-tägige Untersuchung von Oxfeldt et al. (2023), dass ein begleitendes Kraft- und Ausdauertraining mit einer ausreichenden Proteinzufuhr (2,2g/kg) bei trainierten Frauen nicht dazu in der Lage ist die negativen Folgen auf die muskuläre Proteinsynthese (sowie die Körperkomposition) abzufedern.

Aus diesem Grund sollten weibliche Sportler, die nicht nur auf ein muskulöses Erscheinungsbild hintrainieren, sondern auch die Gesundheit und sportliche Performance im Fokus haben, die tägliche Energiezufuhr möglichst über dem aktuellen Schwellenwert von 30 kcal/kg FFM/Tag halten, um die negativen Folgen einer LEA zu vermeiden. Beachte hierbei, dass der tatsächliche Wert, ab dem eine LEA auftreten kann, individuellen Schwankungen unterlegen ist und dass manche Personen mit einer (kurzfristigen) niedrigeren Kalorienzufuhr besser klarkommen, als andere (5)(6).

Quellen, Referenzen & Weiterführende Literatur

Primärliteratur

(1) Oxfeldt, M., et al. (2023): Low energy availability reduces myofibrillar and sarcoplasmic muscle protein synthesis in trained females. In: J Physiol. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37329147/.

(2) Murray, M. (2023): Study Summaries. September 2023. Erhältlich auf Examine.com.

Sekundärliteratur

(3) Fagerberg, P. (2018): Negative Consequences of Low Energy Availability in Natural Male Bodybuilding: A Review. In: Int J Sport Nutr Exerc Metab. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28530498.

(4) Areta, JL., et al. (2021): Low energy availability: history, definition and evidence of its endocrine, metabolic and physiological effects in prospective studies in females and males. In: Eur J Appl Physiol. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33095376.

(5) Burke, LM., et al. (2018): Pitfalls of Conducting and Interpreting Estimates of Energy Availability in Free-Living Athletes. In: Int J Sport Nutr Exerc Metab. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30029584.

(6) Mountjoy, M., et al. (2018): IOC consensus statement on relative energy deficiency in sport (RED-S): 2018 update. In: Br J Sports Med. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29773536.

(7) Jurov, I. / Keay, N. / Rauter, S. (2022): Reducing energy availability in male endurance athletes: a randomized trial with a three-step energy reduction. In: J Int Soc Sports Nutr. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35813848.

(8)  Høeg, TB., et al. (2021): Prevalence of Female and Male Athlete Triad Risk Factors in Ultramarathon Runners. In: Clin J Sport Med. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34232162.

(9) Moore, EM., et al. (2021):  Examination of Athlete Triad Symptoms Among Endurance-Trained Male Athletes: A Field Study. In: Front Nutr. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34901104.

(10) Skorseth, P., et al. (2020): Prevalence of Female Athlete Triad Risk Factors and Iron Supplementation Among High School Distance Runners: Results From a Triad Risk Screening Tool. In: Orthop J Sports Med. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33195716.

(11) Koehler, K., et al. (2013): Comparison of self-reported energy availability and metabolic hormones to assess adequacy of dietary energy intake in young elite athletes. In: Appl Physiol Nutr Metab. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23980730.

(12) Melin, A., et al. (2015): Energy availability and the female athlete triad in elite endurance athletes. In: Scand J Med Sci Sports. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24888644.

(13) Silva, MR. / Paiva, T. (2015): Low energy availability and low body fat of female gymnasts before an international competition. In: Eur J Sport Sci. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25318582.

(14) Villa, M., et al. (2021): Body Composition, Dietary Intake and the Risk of Low Energy Availability in Elite-Level Competitive Rhythmic Gymnasts. In: Nutrients. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34207034.

(15) Smith, AB., et al. (2022): Examination of the Prevalence of Female Athlete Triad Components among Competitive Cheerleaders. In: Int J Environ Res Public Health. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35162393.

(16) Magee, MK., et al. (2020): Prevalence of Low Energy Availability in Collegiate Women Soccer Athletes. In: J Funct Morphol Kinesiol. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33467311.

(17) Braun, H., et al. (2018): Nutrition Status of Young Elite Female German Football Players. In: Pediatr Exerc Sci. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28787242.

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