Die günstige Wirkung der Kohlenhydratsupplementation auf physische Ausdauerleistungen ist unbestritten. Sie wird im Hochleistungssport und bei Schwerstarbeit erfolgreich praktiziert. Über den Einfluss auf die kognitive Leistungsfähigkeit und die seelische Befindlichkeit der Betroffenen ist wenig bekannt. Die meisten Untersuchungen dazu wurden im Ruhezustand durchgeführt - mit widersprüchlichen Ergebnissen. Einige Autoren berichten von verbesserter Gedächtnisleistung und längerer Aufmerksamkeitsspanne nach Glucosegaben, insbesondere bei älteren Menschen, andere von einer eher einschläfernden Wirkung größerer Kohlenhydratmengen.
Die vorliegende Studie prüft die Wirkung eines Kohlenhydratgetränks auf Aufmerksamkeit und Stimmungslage während längerdauernder Perioden körperlicher Höchstleistung und den dazwischenliegenden Ruhepausen.
Testpersonen (TP) sind 143 überdurchschnittlich gut trainierte Angehörige eines Elite-Regiments der US-Armee im Alter von 21±3 Jahren. Die Studie wird doppelblind und Placebo-kontrolliert durchgeführt. Die Testpersonen absolvieren im Verlauf eines Tages (10 h) ein Programm, das in seiner Intensität dem eines Militäreinsatzes nahe kommt: ein Gepäckmarsch (17 kg) über 19,3 km (12 mi) und 2 Läufe ohne Gepäck über je 4,8 km (3 mi) bei maximaler Geschwindigkeit, unterbrochen durch kürzere und längere Pausen, in denen u. a. Schießübungen durchgeführt werden.
Nach dem verabreichten Getränk werden die TP in 3 Gruppen eingeteilt: Placebo: handelsübliche Zitronenlimonade mit Aspartam, aufbereitet mit Leitungswasser; Testgruppen 1 und 2: wie 1, zusätzlich 6 bzw. 12 vol.% Kohlenhydrate als Maltodextrin. Jede TP erhält 36 ml = 35,1 bzw. 70,2 kJ/kg KG Getränk in 6 Portionen verteilt über den Tag. Wasser steht zusätzlich ad libitum zur Verfügung. 2 Mahlzeiten werden gereicht, Frühstück (2.339 kJ, davon ca. 1.770 verzehrt) und Mittagessen (2.280, davon ca. 1.430 verzehrt). Die TP können zwischen verschiedenen Mahlzeitenkomponenten wählen; signifikante Unterschiede zwischen den Testgruppen werden nicht registriert. Weitere Lebensmittel werden, mit Ausnahme des Testgetränks, nicht angeboten.
Randomisiert ausgewählte TP aus allen 3 Gruppen (n = 93) erhalten zu Testbeginn einen am Handgelenk befestigten, batteriegespeisten Monitor , der während der 10-stündigen Testperiode die Anzahl der Bewegungen der TP pro Minute sowie Licht, Geräusche, Umgebungstemperatur in °C und die jeweilige Reaktion auf ein akustisches Signal aufzeichnet, das der Monitor aussendet und auf das die TP mit Knopfdruck reagiert. Die Stimmungslage der TP wird bei der Basisuntersuchung (eine Woche vor dem Test) und am Testtag (3 x während der Pausenzeiten) ermittelt anhand eines standardisierten Fragebogens, bei dem die Empfindungen Anspannung/Angst, Niedergeschlagenheit/Depressivität, Ärger/Feindseligkeit, Kraft/Aktivität, Müdigkeit/Abgeschlagenheit und Verwirrtheit/Konfusion auf einer Skala von Null (gar nicht) bis 4 (sehr stark) aufgezeichnet werden (profile of mood states = POMS).
Die Reaktionszeiten auf die akustischen Signale (berechnet als Differenz zu den jeweiligen Basiswerten) unterscheiden sich in allen Phasen (Marsch, Läufe und Ruheperioden) signifikant (p = 0,045 - <0,001) zwischen den beiden Testgruppen und zur Placebogruppe. Am raschesten reagiert Testgruppe 2 (12%ige Maltodextrinlösung); alle Werte mit Ausnahme der langen Ruhepause (Schlaf) liegen weit unter dem Basiswert. Die hohe Reaktivität hält bis zum Ende der letzten Belastungsphase unvermindert an. Es folgt Testgruppe 1 (6%ige Maltodextrinlösung); in der ersten Tageshälfte liegt die Reationsgeschwindigkeit ebenfalls über dem Basiswert, gegen Ende erfolgt ein Abfall. Die längsten Reaktionszeiten werden in der Placebogruppe gemessen mit Abfall unter den Basiswert bereits nach der ersten Belastung (Gepäckmarsch); sie bleiben dann nahezu konstant.
Bei den Angaben zur Stimmungslage ist für die Parameter ?Kraft? und ?Konfusion? ebenfalls ein deutlicher Effekt der Kohlenhydratsupplementation erkennbar. Die Testgruppen (1: n = 47; 2: n = 48) haben nach Selbsteinschätzung mehr Kraft als die Placebogruppe (n = 48) mit einer linearen Korrelation zur verabreichten Kohlenhydratdosis (p = 0,08); umgekehrt wird in der Placebogruppe Konfusion häufiger genannt; auch hier ist die Korrelation zur Kohlenhydratdosis erkennbar (p = 0,017 bzw. 0,038). Testgruppenspezifische Korrelationen zu den anderen Parametern des POMS-Tests lassen sich nicht nachweisen.
Die Ergebnisse werden eingehend diskutiert. Als möglicher biochemischer Mechanismus für die erhöhte Aufmerksamkeit und Reaktion auf externe Stimuli und für die positivere Stimmungslage wird die nach Kohlenhydratgabe verbesserte Glucoseverfügbarkeit im Plasma genannt als Voraussetzung für eine intensivierte Stoffwechselaktivität im Gehirn (Neurotransmitterproduktion u. a.). Personen mit hoher körperlicher Ausdauerbelastung könnten von den positiven kognitiven Effekten der Kohlenhydratsupplementation profitieren.