Bei sportlichen Wettkämpfen tritt gegen Ende des Ereignisses vielfach Ermüdung auf, die zum Nachlassen der körperlichen und mentalen Leistung führt. Je nach Sportart stehen Muskelkraft, motorische Geschicklichkeit und/oder mentale Funktionen im Vordergrund. Kohlenhydrat-Elektrolytgetränke können den Ermüdungszeitpunkt bei submaximaler Ausdauerleistung hinauszögern. Biochemisch wird der Effekt mit dem verzögerten Abbau von Muskelglykogen durch rasch verfügbare Kohlenhydrate (KH) erklärt; der Zeitraum, in dem Glucose die wichtigste Energiequelle für Muskel und Gehirn und somit auch für die Neurotransmitteraktivität darstellt, wird verlängert.

Die weitaus meisten Untersuchungen wurden an Ausdauersportarten durchgeführt. Über den Effekt bei Sportarten, die intermittierend kurzzeitige Höchstleistungen fordern, unterbrochen von Phasen mit geringerer Belastungsintensität und kürzeren oder längeren Pausen (Fußball, Tennis, Hockey), liegen nur wenige Untersuchungen vor, wobei fast ausschließlich die körperliche Leistungsfähigkeit gemessen wurde. Vereinzelte Hinweise deuten auf eine verbesserte Stimmungslage von Radprofis und Hockeyspielern nach KH-Gaben.

Vor diesem Hintergrund planen die Autoren eine kontrollierte Studie, bei der körperliche und mentale Funktionen im Verlauf von körperlichen Aktivitäten gemessen werden, die denen der genannten Wettkampfspiele möglichst nahe kommen (stop and go). Testpersonen (TP) sind trainierte Studenten (5 Männer, 5 Frauen; Alter: 24,3±3,8 Jahre), die seit mindestens 3 Jahren regelmäßig Basketball oder Fußball spielen. Testsubstanzen (Verum und Placebo) sind ein kommerzielles Kohlenhydrat-Elektrolytgetränk (Gatorade®, Quaker Oats Co.) mit 60g KH/Liter und aromatisiertes Wasser. Die Studie wird randomisiert, doppelblind im Cross-over-Design durchgeführt, jeweils morgens nüchtern im Abstand von einer Woche. Der Test besteht aus 4 Phasen zu je 15 Min.: 3 x 20m Gehen bei mäßiger Geschwindigkeit (30% VO_2max), 2 x hoch springen (80% max. Höhe), 1 x 20 m-Sprint bei Maximalgeschwindigkeit, 3 x bei 120% VO_2max, 2 x hoch springen und 3 x 20 m Joggen bei 55% VO_2max. Nach jeder Phase erfolgt eine kurze Unterbrechung zur Blutabnahme, Aufnahme der Testgetränke und Ausführung des Geschicklichkeitstests; nach der Hälfte (2 Phasen) folgt eine Pause von 20 Min., in der zusätzlich mentale Funktionstests durchgeführt werden. An die 4. Phase schließt sich ohne Unterbrechung ein 20 m-Sprint an, der bis zur Erschöpfung wiederholt wird. Vor Testbeginn, in der Halbzeitpause und nach der 4. Phase werden jeweils 5 ml, nach der 1. und der 3. Phase jeweils 3 ml Testgetränk/kg KG gereicht.

Der Geschicklichkeitstest (whole body motor skill test = MS-test) ist dem Kinderspiel Himmel und Erde (Hüpfspiel) nachempfunden. Auf dem Boden aufgemalte, teils farblich markierte Quadrate müssen nach einem bestimmten Schema auf dem rechten, dem linken oder beiden Beinen hüpfend durchquert werden, ohne die jeweiligen Umrandungen zu berühren. 2 Durchgänge sind gefordert, unterbrochen von 10 Sek. Pause. Fehlerzahl und Zeit werden nach einem Punktesystem bewertet. Zu Beginn und am Ende des Tests und in der Halbzeitpause werden ein kognitiver Funktionstest (Stroop Color-Word Test) und ein Test zur Ermittlung der augenblicklichen Stimmungslage (Profile of Mood States = POMS) ausgeführt.

Die Ergebnisse stellen sich wie folgt dar:

1. Physiologische Daten: Plasma-Laktat (mmol/l), Herzschlag (Pulsrate/Min.) und Plasma-Volumen (% des Basis-Wertes) verhalten sich so, wie bei körperlicher Belastung üblich; Unterschiede zwischen Verum und Placebo sind nicht erkennbar. Die Konzentrationen an Plasma-Glucose und -Insulin liegen in der 2. Testhälfte bei Verum höher, die Konzentration an freien Fettsäuren niedriger als bei Placebo. Die Unterschiede sind signifikant (p <0,05).

2. Physische und mentale Funktionstests: Die Zeit bis zur Erschöpfung (shuttle run to fatigue) ist beim abschließenden Lauf für alle TP unter Verum länger als unter Placebo (intraindividuell: 3,58±0,48 bzw. 2,61±0,42 Min = +37%; p <0,0001). Auch die Laufgeschwindigkeit in der 4. Testphase ist höher (p <0,02); in den ersten 3 Testphasen lassen sich keine Unterschiede feststellen. Beim Springen als Parameter für eine kurzzeitige anaerobe Höchstleistung ist keine Beeinflussung durch das Testgetränk feststellbar. Beim MS-Test ist die Geschwindigkeit in der 4. Testphase mit Verum höher als mit Placebo; die Fehlerquote ist in beiden Gruppen gleich. Die Ergebnisse des Stroop-Color-Word Tests sind tendenziell ähnlich; Farben und Worte werden mit Verum rascher erkannt, bei kognitiv fordernden Aufgaben (Erkennung von Zusammenhängen) sind gruppenspezifische Unterschiede nicht feststellbar. Die Stimmung verlagert sich nach Verum und Placebo gleichermaßen mit Fortschreiten des Tests von positiv (Kraft) zu negativ (Ermüdung, Spannung); lediglich bei der Endbefragung nach dem Lauf bis zur Erschöpfung ist das subjektive Müdigkeitsempfinden nach Verum geringer als nach Placebo.

Die Studie bestätigt, dass KH, verabreicht in Sportlergetränken, auch bei intermittierender Belastung die physische Leistungsfähigkeit und bestimmte motorische und mentale Funktionen insbesondere in der Endphase eines Wettkampfs deutlich verbessern können. Kognitive und emotionale Funktionen scheinen von der Maßnahme weniger zu profitieren; eine differenziertere Versuchsanordnung wäre erforderlich, um geringe Effekte zweifelsfrei zu erfassen.