Deutsches Institut für Sporternährung e.V., Bad Nauheim

Keine Chance dem Sauerstoffmangelsyndrom

Das Sauerstoffmangelsyndrom ist eine Dysfunktion der Mitochondrien. Ihre Ursachen hat sie in der zerstörerischen Wirkung freier Sauerstoffradikale. Intensiver Sport, fortschreitendes Alter und Stress Belastungen sowie Umwelteinflüsse sind
wichtige Risikofaktoren zur Ausprägung eines Sauerstoffmangelsyndroms. Diese degenerativen Prozesse im biologischen Zelle-Mitochondrium-System können von verschiedenen leichteren Funktionsstörungen bis hin zu schwersten Erkrankungen führen. Ernährungs- und gezielte Nährstoffinterventionen helfen, die
Leistungsfähigkeit wiederherzustellen, langfristig zu erhalten und eine hohe Lebensqualität trotz leistungsorientierter sportlicher Aktivität oder fortgeschrittenem Alter zu gewährleisten.

Der menschliche Körper benötigt für jeden Stoffwechselprozess Energie. Mitochondrien übernehmen dafür die Energieproduktion. Sie sind die Kraftwerke
in nahezu allen Zellen des menschlichen Körpers. Nur Zellen, die keinen Zellkern besitzen, wie die roten Blutkörperchen (Erythrozyten), enthalten keine Mitochondrien. In der inneren Mitochondrien-Membran wird in der sogenannten Atmungskette der universelle Treibstoff Adenosintriphosphat (ATP) unter Beteiligung
von Sauerstoff synthetisiert. Erst durch ATP werden Bewegungen, das Atmen, die Wärmeproduktion und andere Lebensfunktionen ermöglicht. Mitochondrien weisen im Gegensatz zu anderen Zellbestandteilen ein eigenes Erbgut auf, die mitochondriale DNA.

Sie vermehren sich durch stetiges Wachstum und Sprossung. Zudem besitzen sie eine äußere und innere Membran und führen eine eigene Proteinsynthese durch. Die
Anzahl der Mitochondrien innerhalb einer Zelle ist dem Energiebedarf angepasst.
Zellen mit hohem Energieverbrauch wie Muskelzellen, Nervenzellen, Sinnes- und Gehirnzellen sowie die des Herzmuskels weisen besonders viele Mitochondrien auf.

Zum Beispiel sind es im Herzmuskel pro Zelle bis zu 6 000. Der Mitochondrienanteil
kann über ein Drittel des gesamten Zellvolumens betragen. Wer regelmäßig trainiert und eine große Muskelmasse besitzt, hat demnach mehr Zellkraftwerke als Inaktive. Das ist günstig, sowohl für die Leistungsfähigkeit, als auch für das Gewichts- management. Denn Mitochondrien sind auch entscheidend für die Fettverbrennung verantwortlich. Nur bei einer hohen Zahl gesunder, leistungsfähiger Mitochondrien
ist der Körper in der Lage, den überwiegenden Anteil der Energieproduktion über den Abbau von Fetten zu gestalten.

Lebensstil und Umwelteinflüsse bestimmen mit über ROS-Belastung

Mitochondrien sind aber auch die Hauptquelle für
reaktive Sauerstoffspezies (ROS). Sie entstehen
durch eine fehlerhafte Elektronenübertragung
innerhalb der Atmungskette. Höher konzentriert
führen so zu zellulären Schäden, u. a. an Proteinen.
Wenn defekte Moleküle der mitochondrialen DNA
akkumulieren, kommt es zur Alterung und Fehlfunktionen der Mitochondrien. Akkumulieren diese Zellschäden, kann es zu einem Funktionsverlust ganzer Zellen kommen.

Die Zellen unseres Körpers, so auch die Mitochondrien, werden ständig mit freien Sauerstoffradikalen (ROS) konfrontiert. Je intensiver der Sauerstoff- und Energie-umsatz, z. B. beim Sport, desto mehr ROS fallen an. Die Sauerstoffradikale
greifen u. a. die Mitochondrienmembranen an. Hält die innere Membran nicht Stand, kann es zur sogenannten mitochondrialen Dysfunktion kommen.

Da die Mitochondrien eine eigene DNA besitzen, kann es sogar zu Mutationen der Mitochondrien-DNA kommen. Dysfunktionale Mitochondrien spielen auch beim Auslösen des programmierten Zelltods eine zentrale Rolle. Darüber hinaus ist die ATP-Synthese bei einer ROS-bedingten, mitochondrialen Dysfunktion reduziert, mit teils dramatischen Folgen für Leistungsfähigkeit und Gesundheit.

Defekte Mitochondrien werden mittels Mitophagie, einer speziellen Form der
Autophagie, abgebaut. Einige der durch ROS geschädigten Proteine können zwar
in der Zelle repariert, viele aber müssen vollständig abgebaut werden. Dazu wird
auf der inneren Membran und in der Mitochondrienmatrix eine Vielzahl von
Enzymen verwendet. Diese sogenannten Proteasen werden aber auch für die Reifung
der Mitochondrien benötigt. Sind diese Enzyme mit dem Abbau zerstörter
Einheiten belegt, können sie wichtige aufbauende Prozesse nicht katalysieren.

Stoffwechselabläufe, u. a. auch ein angestrebter Körperfettabbau durch Fettver-brennung, verlangsamen sich. Die janusköpfigen ROS Janus war der römische Gott des Anfangs und des Endes. Auch die freien Sauerstoffradikale haben diese Wirkung. Sorgen sie auf der einen Seite durch ihre zerstörerische Kraft z. B. bei den Mitochondrien für das Ende dieser Zellbestandteile, so reizen sie auf der anderen Seite den Körper, z. B. beim sportlichen Training, auch zur Zellerneuerung und zum verstärkten Wiederaufbau. Sie dienen dabei als Signalmoleküle.

Körperliche Anpassungs- und Trainingsprozesse, ob zum Muskelaufbau oder zur Steigerung der Ausdauerleistungsfähigkeit, werden demnach durch ROS mitge-steuert. Studien konnten zeigen, dass bei einem sehr hohen Antioxidantien-niveau, vor allen durch den Verzehr hoher Dosen von isoliertem Vitamin E, trainingsbedingte Anpassungsprozesse verlangsamt erfolgen. Auch für die Immunzellen zur Abwehr gegen Viren, Pilze und Bakterien sind freie Sauerstoffradikale wertvoll. In physiologischer Konzentration tragen sie zur Gesunderhaltung bei. Der Körper benötigt demnach eine Homöostase an ROS und antioxidativ wirkenden, ROS-eliminierenden Mikronährstoffen

Äußere Einflüsse wie Umwelt-belastungen oder UV-Strahlung, Zigarettenrauch, Medikamente, Verletzungen und Entzündungen verstärken die Produktion freier Sauerstoffradikale. Auch im Sport entstehen bei intensiven und langen
Belastungen durch den vermehrten aeroben Stoffumsatz und die erhöhte Atemfrequenz
vermehrt Sauerstoffradikale. Sie können die Enzyme der Atmungskette blockieren. Der Energie-stoffwechsel wird unökonomischer, die Bildung des Energieträgers ATP vermindert sich. Es kommt zum sogenannten Sauerstoffmangelsyndrom.

Als Folge dieses Energiedefizits fühlen sich viele schon während oder nach
körperlicher Belastung müde und schlapp. Der Stoffwechsel schaltet früher auf die
anaerobe Energiegewinnung um. Es entsteht schneller als physiologisch zu erwarten Laktat, was zur Absenkung des pH-Werts in der Muskelzelle führt.

Die Intensität der körperlichen Aktivität muss verringert oder sogar ganz abge-brochen werden. Die Muskeln reagieren zudem leichter mit Zerrungen oder Rissen. Die Regenerationszeit verlängert sich, nicht nur im Anschluss an den Sport, sondern auch nach körperlicher Arbeit. Die durch das Training gewünschten körperlichen Anpassungsprozesse werden vermindert.

Oft führen Aktive und Trainer unzureichende Trainingsergebnisse dann auf zu geringe Trainingsumfänge und -intensitäten zurück. Das Training wird entsprechend intensiviert. Ein fataler Irrweg, wenn eine mitochondriale Dysfunktion vorliegt. Denn anstatt den Körper durch regenerative und nährstoffergänzende Maßnahmen in die Lage zu versetzen, wieder ausreichend Sauerstoff umsetzen zu können, werden noch mehr ROS produziert. Ein Übertrainingssyndrom kann entstehen, das zu langen Trainingsausfällen und Leistungseinbußen führen kann.

Regelmäßig Trainierende mit höherer antioxidativer Kapazitäten als Nicht-Sportler*innen

Wer jetzt meint, auf körperliche Aktivität verzichten zu wollen, in der Hoffnung, durch weniger Sauerstoffumsatz auch weniger freie Sauerstoffradikale zu produzieren, tut seinem Körper nichts Gutes.

Denn regelmäßig Trainierende weisen höhere antioxidative Kapazitäten auf als Nicht-Sportler. Zudem ist Bewegungsmangel ein entscheidender Risikofaktor für zahlreiche nicht-übertragbare Krankheiten, den sogenannten NCDs (non-communicable diseases). Gerade für Aktive gilt es daher, das richtige Maß zwischen notwendiger ROS-Aktivität und zu hoher ROS-Belastung zu finden. Grundsätzlich gilt: je höher die Intensität, desto höher die ROS-Belastung, desto höher der Bedarf an Entgiftungskapazität. Gerade für leistungsorientiert Trainierende, die in Training und Wettkampf regelmäßig an ihre körperlichen
Grenzen gehen, wird heute dringend eine Ernährungsweise empfohlen, die den Körper bei der Elimination der überschüssigen ROS effektiv und nachhaltig unterstützt.

Mitochondrien-DNA kann Entzündungen auslösen

Immer mehr chronische Erkrankungen werden mit dem Sauerstoffmangel-syndrom in Verbindung gebracht. Dazu zählen zahlreiche Krebsarten und das chronische Erschöpfungssyndrom. Auch die Entstehung neurodegenerativer Erkrankungen wie Morbus Alzheimer, kardiovaskuläre Erkrankungen und
Diabetes mellitus wird durch die mitochondriale Dysfunktion begünstigt. Mitochondrien besitzen ihr eigenes Erbgut. Aktuelle Forschungsergebnisse
dokumentieren, dass durch die ROS-geschädigte äußere Mitochondrien-membran DNA-Fragmente der Mitochondrien in das Zellinnere freigesetzt werden können. Erst jüngst konnte gezeigt werden, dass die Freisetzung der Mitochondrien-DNA in einer weiteren, direkten Verbindung zum zellulären Stoffwechsel steht. Sind die DNA-Bausteine in der Zelle knapp, setzen Mitochondrien ihr Erbgut ebenfalls frei. Beide Vorgänge rufen Reaktionen des zelleigenen Immun-systems hervor. Es kommt zu Entzündungsreaktionen, analog einer bakteriellen oder viralen Infektion. Alterungsprozesse, einige Herz- und neurodegenerative Krankheiten und Adipositas werden mit dem mitochondrialen Erbgut in Zusammenhang gebracht.

Mitochondrien benötigen breites Nährstoffspektrum

Für die komplexe Energie-produktion im Mitochondrium werden zahlreiche Mikronähr-stoffe benötigt. Zu ihnen zählen die Vitamine B1 (Thiamin), B2 (Riboflavin), B3 (Niacin), B12 (Cobalamin) sowie Vitamin D. Bei den Mineralstoffen und Spurenelementen kommt es auf ausreichend Kalzium, Magnesium, Zink, Selen und Chrom an. Diese lebenswichtigen Mikronährstoffe müssen dem Körper in ausreichender Menge über die Ernährung zugeführt werden. Wird der Energieumsatz erhöht, steigt der Bedarf. So ist die Zufuhrempfehlung z. B. von Vitamin B1 direkt an den Kohlenhydratumsatz gekoppelt. Die Vitamine B2 und B3 werden innerhalb der Atmungskette für die ATP-Gewinnung benötigt. Die Vitamine B6 (Pyridoxin), B9 (Folsäure) und B12 sind wichtige Coenzyme im Aminosäurestoffwechsel. Außerdem helfen sie bei der Zellteilung und der Elimination von Sauerstoffradikalen in der Zelle.

Carnitin, Glutamin, Kreatin und Coenzym Q10 werden für die mitochondriale Energieproduktion über Sauerstoff benötigt. Coenzym Q10 ist zentraler
Bestandteil der mitochondrialen Atmungskette jeder Zelle und gleichzeitig ein effektives Antioxidans direkt im Mitochondrium. Diese Substanzen kann
der Körper zwar selbst aus anderen Grundbausteinen aufbauen. Beim regelmäßigen, intensiven Sport, mit zunehmendem Alter, bei Stress, kurzen Regenerationszeiten
und wenig Schlaf reicht die Eigensynthese für die optimale Versorgung oft nicht aus.

Dann sollten auch diese Funktionsstoffe, meist als Nahrungsergänzungen, gezielt aufgenommen werden. Um die ROS-bedingten Schäden der Mitochondrien möglichst
gering zu halten, verfügt der gesunde und mit ausreichend Nährstoffen versorgte Körper über spezielle Enzyme, wie z. B. den Superoxiddismutasen oder Peroxidasen. Doch auch diese körpereigenen Entgiftungssysteme funktionieren nur bei adäquater
Mikronährstoffversorgung. Eine Fülle unterschiedlichster sekundärer Pflanzenstoffe liefern Antioxidantien zur Unterstützung dieser Enzyme. Die Mikronährstoffe Selen, Zink, Vitamin D und der Vitamin- B-Komplex sowie Coenzym Q10 werden für
diese Zellfunktionen benötigt.

Bei einer nährstoffarmen Ernährung kommt es daher leicht zum Sauerstoffmangel-syndrom durch das Ungleichgewicht zwischen Entstehung und Elimination der ROS. Besonders bei regelmäßiger körperlicher Aktivität (Sport), aber auch in Phasen
einer Gewichtsreduktion sind daher Lebensmittel mit hoher Nährstoffdichte von großer Bedeutung.

Enzym-Hefezellen für Mitochondrienschutz

Foto: Dr. Wolz

Im Alltag ist die stetige und bestmögliche Unterstützung der Radikal-Entgiftungsprozesse durch eine gezielte Lebensmittel-auswahl oft nur schwer umzusetzen. Besonders Sportler stehen vor einem Zwiespalt: nährstoffreiche Lebensmittel wie Gemüse, Obst und Vollkorn-produkte enthalten meist viele
Ballaststoffe, die in zeitlicher Nähe zur sportlichen Aktivität konsumiert zu Unwohlsein und Darmbeschwerden führen können. Phasen mit längerer Müdigkeit und Leistungsschwäche sind auch im Berufsalltag häufig. Umso wichtiger ist es, die Mitochondrien mit allen Nährstoffen auszustatten, die sie für ihre Entgiftungsfunktionen benötigen.

Dabei sind zwei Faktoren zu berücksichtigen. Zum einen liegen oft ernährungs-bedingte, suboptimale Versorgungszustände vor. Hier sollten die genannten Mikronährstoffe substituiert werden, um die basale Zellfunktion zu unterstützen. Zum anderen gilt es, eine hohe Zahl freier Sauerstoffradikale zu neutralisieren und die Zellen in ein Gleichgewicht von notwendiger radikalischer Signalübertragung und ausreichender Entgiftungskapazität zu bringen. Dazu werden sekundäre Pflanzenstoffe, Glutathion, NADH und Entgiftungsenzyme wie die Superoxid-dismutase benötigt.

Neben einer Ernährungsumstellung helfen Enzym-Hefezellen mit ihrem natürlichen und für die ROS-Elimination spezifischem Nährstoffspektrum, dem Sauerstoff-mangelsyndrom entgegenzuwirken.

Ein Präparat, das den Körper mit diesen Inhaltsstoffen umfassend versorgen kann, ist zum Beispiel Dr. Wolz Sanuzella ZYM sportsline. Die Vitalstoffe liegen hier in ihrer natürlichen Matrix und damit in einem bioaktiven Zustand vor. Zudem kann das Präparat freie Radikale in hohem Maße binden – dokumentiert durch einen ORAC-Wert von 5 500. Auch konnte in Analysen eine hohe Aktivität der Superoxid-dismutase in diesem Präparat festgestellt werden. Diese Enzym-Hefezellen des beim Sportler-Coaching, z. B. beim Team DeutschlandAchter, bewährten Enzym-Hefezellen-Präparats helfen dem durch Training und Wettkampf belasteten Körper, dem Sauerstoffmangelsyndrom proaktiv entgegenzutreten und den mitochondrialen ATP-Stoffwechsel zu stärken.

Regenerations- und Reparaturprozesse, aber auch die Proteinsynthese sowie die physiologische Autophagie werden angekurbelt. Die resultierende, optimierte und schnellere Regeneration kann bei Sportlern mittel- bis langfristig zu effektiveren Trainingsprozessen und somit maßgeblich zu einer verbesserten Leistungsfähigkeit beitragen.

Aktueller DiSE Podcast: "Lecker zum Erfolg im Mittel- und Langstreckenlauf" mit Mittelstreckenexperte Lukas Abele!

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DiSE Vorstandsmitglied Uwe Schröder zu Gast in der neuen Levana-Podcast-Folge "Schwere Beine, starker Wille : Vom Spitzensport gelernt - auf Venengesundheit angewandt". Wir beschreiben, wie Erkenntnisse aus dem Spitzensport mit der Venengesundheit verknüpft sind - und wie Betroffene davon profitieren können.

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