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Muskelermüdung vermeiden: Die besten Puffer gegen Milchsäure

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„Vor vielen Jahrzehnten stellte der mit dem Nobel-Preis ausgezeichnete Physiologe A. V. Hill fest, dass sich während anstrengender Tätigkeiten Wasserstoffionen oder Säuren innerhalb der Muskelzellen ansammeln. Hill wusste, dass eine Säureansammlung in der Muskelzelle die Leistung beeinträchtigen könnte und vermutete, dass die Zellen Verbindungen – sogenannte Puffer – besitzen müssen, die dem negativen Einfluss dieses Prozesses chemisch entgegenwirken und somit die normale Muskelfunktion begünstigen.

Seitdem ist Hills ursprüngliche Entdeckung um viele wissenschaftliche Daten erweitert worden. Und diese bestätigen, dass die anaerobe Glykolyse als wichtigster energieerzeugender Stoffwechselweg in der Muskelzelle während intensiven Trainings dient. Sie führt zu einer schnellen Milchsäureansammlung, die den pH-Wert in den Muskeln drastisch senkt. Darüber hinaus hat die Forschung gezeigt, dass größere Mengen Milchsäure in den Muskeln die Energieproduktion hemmen, während sie zugleich die Erzeugung der Muskelkraft verringern. Alles in allem beeinträchtigen solche Veränderungen die körperliche Leistungsfähigkeit und Erholung, wodurch die Leistung im Kraftraum und der Muskelaufbau letztendlich geschwächt werden.

Der Körper ist voll mit vielen verschiedenen Puffersystemen, die die Muskeln vor einem niedrigen pH-Umfeld schützen, das durch den Aufbau der Milchsäure herbeigeführt wird. Zu den leistungssteigerndsten gehören Bikarbonat und Carnosin. Während Bikarbonat der wichtigste Puffer außerhalb der Muskelzelle ist und dort den Blut-pH-Wert puffert, macht Carnosin die große Mehrheit des Puffers in den Muskeln aus. Folglich sollte die Verwendung dieser beiden natürlich vorkommenden Puffer gegen niedrige pH-Werte im Muskelgewebe und gesamten Körper schützen und somit die Gesamtleistung für ein optimales Workout verbessern…

Carnosin: Puffer in der Muskelzelle

Das Dipeptid Carnosin, bestehend aus den Aminosäuren Beta-Alanin und Histidin, wirkt als intramuskulärer Puffer durch direktes Binden von Wasserstoffionen, wodurch der Säuregehalt der Muskeln neutralisiert wird. Seine Pufferkapazität in den Muskeln ist wichtig für deren Wachstum, da es die Ermüdungsschwelle heraufsetzt und somit ein größeres Pensum beim Widerstandstraining erlaubt.

Da Carnosin aus Beta-Alanin und Histidin synthetisiert wird, sollte eine Nahrungsergänzung mit Beta-Alanin oder Histidin theoretisch den Carnosinspiegel in den Muskeln erhöhen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass nur Beta-Alanin die intramuskuläre Carnosinkonzentration steigert, während eine Histidin-Aufnahme keine Auswirkung auf den Carnosinspiegel hat. Das liegt daran, dass normalerweise viel Histidin in der Muskelzelle enthalten ist – und zwar in wesentlich höherer Konzentration als Beta-Alanin. Folglich ist eine zusätzliche Histidin-Zufuhr unnötig, um mehr Carnosin zu synthetisieren.

Was die Fähigkeit von Carnosin betrifft, die intramuskuläre Carnosinkonzentration zu erhöhen, haben einige Studien gezeigt, dass große Mengen davon tatsächlich den Carnosinspiegel in den Muskeln steigern. Doch keine dieser Studien hat einen positiven Einfluss auf die Trainingsleistung gezeigt.

Zieht man alles in Betracht, hat also nur Beta-Alanin einen positiven Einfluss auf die Carnosinbildung und Muskelfunktion, so dass es die beste Wahl zur Verbesserung der Pufferkapazität im Muskelgewebe ist.

Beta-Alanin-Vorteile

Beta-Alanin ist eine Aminosäure, die zahlreiche positive Auswirkungen auf die Gesundheit und Trainingsleistung hat. Innerhalb der Muskelzelle wirkt sie, wie bereits erwähnt, als Baustein für Carnosin. Mehrere Studien haben den positiven Einfluss einer Beta-Alanin-Aufnahme auf die Carnosinproduktion in den Muskeln gezeigt, indem sie einen beträchtlichen Anstieg von etwa 50 Prozent des Muskel-Carnosins nachwiesen, wenn täglich drei bis sechs Gramm Beta-Alanin über vier bis acht Wochen eingenommen wurden.

Zusätzlich ist dokumentiert worden, dass Beta-Alanin auch die Übersäuerung der Muskeln reduziert: In einer Studie zeigten Probanden, die vier Wochen lang täglich 4,8 Gramm Beta-Alanin zu sich nahmen, einen abges chwächten Anstieg des Säuregehalts während hochintensiven Trainings. Eine andere Studie belegte, dass die Pufferfunktion in den Muskeln, die mit der Beta-Alanin-Zufuhr verbunden ist, die Kraftleistung verbessert: Die Testpersonen nahmen für einen Monat entweder täglich fünf Gramm eta-Alanin oder ein Placebo ein. Verglichen mit der Placebo-Gruppe zeigten sich erhebliche Verbesserungen bei insgesamt sechs Zwölfer-Sätzen Kniebeugen mit 70 Prozent des Einer-Maximums.

Bikarbonat: Puffer außerhalb der Muskelzelle

Das Bikarbonat-System ist eines der wichtigsten chemischen Puffer außerhalb der Zelle und dämpft den größten Teil der beim Training ins Blut freigesetzten Säure. Es wirkt auch als intrazellulärer Puffer, indem es den extrazellulären pH-Wert erhöht, der die Diffusion der Milchsäure aus der Muskelzelle begünstigt und schließlich den intrazellulären Säuregehalt verringert.

Obwohl Bikarbonat eine natürliche Puffersubstanz ist, ist der übliche Vorrat an Bikarbonat im Körper relativ gering. Zur Verbesserung der sportlichen Leistung hat man daher versucht, das Bikarbonat-System noch zu verstärken, indem man die eher niedrigen Bikarbonat-Werte im Blut über eine Supplementierung erhöhte. Die aktuelle Forschung zeigt, dass eine große Bikarbonat-Zufuhr die Leistung bei einem Training mit fast maximaler Intensität für die Dauer von einer und sieben Minuten verbessert. Da man beim Gewichtstraining meist über eine kürzere Dauer mit relativ höherer Intensität trainiert, nahm man zunächst an, dass eine Bikarbonat-Einnahme eventuell keinen positiven Einfluss auf das Muskelwachstum hat. Es zeigte sich jedoch, dass ein auf die Stimulation der Muskelhypertrophie angelegtes Gewichtstraining ebenfalls von einer Bikarbonat-Aufnahme profitiert, da diese Art des Widerstandstrainings in ähnlicher Weise den Säuregehalt der Muskeln erhöht, der durch Bikarbonat gepuffert werden kann – womit sich die Leistung verbessert.

In der genannten Studie nahmen zwölf Männer 0,3 Gramm Natriumbikarbonat (NB) pro Kilo Körpergewicht auf. Das Programm bestand aus vier Sätzen mit je zehn bis zwölf Wiederholungen bei diversen Beinübungen mit Maximalgewichten und kurzen Satzpausen, um die Milchsäureproduktion aufs höchste Maß zu bringen. Die Trainingsleistung wurde durch die Gesamtanzahl der Wiederholungen ermittelt; wobei die Anwender des NB, das den Säuregehalt in den Muskeln deutlich verringerte, insgesamt wesentlich mehr Wiederholungen absolvierten als die Placebo-Gruppe.

Die Power von Beta-Alaninplus Carnosin

Obwohl sich Natriumbikarbonat positiv auf die Muskelleistung auswirkt, wird eine hohe Bikarbonat-Zufuhr von einigen erheblichen Nebenwirkungen wie Übelkeit, Erbrechen und Durchfall begleitet, die seine Anwendung ausschließen könnten. Diese negativen Wirkungen sind wohl durch die großen NB-Mengen bedingt, die nötig sind, um eine leistungssteigernde Wirkung hervorzurufen (etwa 30 Gramm täglich für eine 100 Kilo schwere Person). Da geringere Mengen Bikarbonat – allein aufgenommen – keine Anzeichen einer Leistungssteigerung zeigen, ist es denkbar, dass die Pufferkapazität einer geringeren Bikarbonat-Zufuhr effektiver wäre, nähme man es zusammen mit Carnosin auf. Das liegt daran, dass die gleichzeitige Aufnahme von Carnosin die Milchsäure in der Muskelzelle puffert, was folglich deren Ausfluss aus der Zelle verringert.

Die geringere Menge Milchsäure außerhalb der Muskelzelle – als Resultat der Carnosin-Zufuhr – sollte durch einen niedrigeren Bikarbonat-Spiegel gepuffert werden können. Wenn das zutrifft, würde das die für ein effektives Puffern benötigte Menge Bikarbonat reduzieren – wodurch die nachteiligen Wirkungen von zu viel Bikarbonat vermindert und wahrscheinlich eine noch größere Pufferkapazität infolge der sich ergänzenden Wirkungen dieser beiden Verbindungen möglich wäre.

Um dieser Möglichkeit nachzugehen, hat man die Verwendung von Bikarbonat und Beta-Alanin allein sowie in Kombination untersucht. Das Ergebnis: Die Combo aus Bikarbonat und Beta-Alanin zeigte eine starke additive Wirkung auf den Säuregehalt der Muskeln und auf die Trainingsleistung.

Text von Dr. Michael J. Rudolph
Foto von Gregory James

Text mit freundlicher Unterstützung der Sportrevue

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