Cyclodextrine: die neue Grenze der Kohlenhydrate

Die stark verzweigten Cyclodextrine (HBCD), eine Entwicklung der bereits bestehenden Vitargo, Wachsmais und Karbolyn, stellen die neue Klasse von Kohlenhydrat-basierten Nahrungsergänzungsmitteln dar: doch welche Vorteile haben sie?


In den letzten zehn Jahren wurde nur wenige Entdeckungen gemacht, doch kam eine Vielzahl von spezifischen „Pre-Workout” Nahrungsergänzungsmitteln auf den Markt und heute befinden wir uns in dem Zeitalter der Pre-Workouts mit dem stimulierenden Effekt des Stickstoffmonoxids, die aufgrund ihrer angenehmen, Muskel aufpumpenden und (für die mit Stimulanzien) auf den Fokus ausgerichteten Wirkung allgemein beliebt sind.

Doch wenn wir über Produkte von konkretem Vorteil sprechen wollen, die in den letzten Jahren meinen absoluten Zuspruch gefunden haben und die ich im Bereich der Supplementierungen für Athleten als „vorrangig” bezeichnen würde, sollten sicherlich die Kohlenhydrate mit hohem Molekulargewicht erwähnt werden.

Wenn ich mich richtig erinnere, kam im Jahr 2002-2003 das Produkt „Vitargo” auf den Markt, ein aus Kartoffelstärke gewonnener Kohlenhydrat mit gegliederter Glucose-Molekülkette, und nur kurze Zeit später der preiswertere, verwandte „Wachsmais” (aus Mais gewonnen).

Diese Glucosepolymere mit verzweigten Strukturen weisen besondere Eigenschaften auf, die die Verwendung des „Kohlenhydrats” par excellence bzw. der Glucose ins Abseits drängten und das Konzept und die zunehmend perfektionierte Wirksamkeit von Kohlenhydrat-Getränken während des Trainings stärkten.

Nun schauen wir, was dahinter steckt und .... was sich auch am Horizont zeigt!

Neue Horizonte

Die neue Klasse der Supplementierungen mit Kohlenhydraten, die als „Glucosepolymer-Gestalter” bezeichnet werden, bzw. die hoch verzweigten Cyclodextrine (HBCD) sollten eine weitere Entwicklung der bereits bestehenden Vitargo, Wachsmais und Karbolyn darstellen.

Zurzeit gibt es noch wenige Unternehmen (von hochwertigster Qualität), die auf diese besondere Quelle gesetzt haben, doch der Hype, den sie ausgelöst haben, ist wirklich interessant und motiviert.

Ich selbst bin vor einigen Jahren neugierig geworden, als zwei meiner Mentoren die Einnahme von Cyclodextrine während des Trainings in jeder Situation, von der Wachstumsphase bis hin zum Pre-Contest, befürworteten.

Es folgten einige große Markennamen, die auf dem US-Markt, wo sie bereits seit langem vermarktet werden, große Erfolge aufgrund ihrer Eigenschaften der Beschleunigung und Wirksamkeit in der Aufnahme und Verwertung verzeichnet hatten. Großes Interesse weckte auch die Tatsache, dass sie keine Magen-Darm-Erkrankungen oder Dehydratationsproblem verursachen und sich auch für diejenigen eignen, die andere Arten von Kohlenhydraten nicht tolerieren.

Warum sollte man Intra-Workout Kohlenhydrate verwenden?

Gehen wir einen klärenden Schritt zurück.

Warum sollten flüssige Kohlenhydrate während des Trainings verwendet werden?

Aufsteller dieser Theorie in der Welt des Bodybuildings war Milos Sarcev, der im Wesentlichen die Theorie eines Getränks aus isolierten Kohlenhydraten, verschiedenen Aminosäuren sowie aus einer Reihe von anderen Elementen unterstützte. Dieses sollte während des Trainings eingenommen werden, wenn die muskuläre Hyperämie physiologisch weitaus über den Basiswerten liegt, wodurch die Insulinpumpe und der Insulinschub genutzt werden können, um die Elemente in die trainierenden Muskeln zu führen, die mit Sauerstoff angereichertes und nährendes Blut erfordern.

Ausgehend von der alten Theorie von Sarcev wurden nicht nur verschiedene Faktoren optimiert (und die Grundprinzipien bestätigt), sondern auch die Komponenten des Getränks, um die Aufnahmezeiten und die Wirksamkeit erheblich zu verbessern und die typischen Beschwerden der Glucose (insbesondere, wenn sie in großen Mengen und/oder kaum verdünnt eingenommen wird) praktisch zu beseitigen.

Und so war es.

Dank der Glucosepolymere in Kombination mit einem Protein-Aminosäureanteil, werden eine rasche Magenentleerung und eine ebenso schnelle Aufnahme der Glucose durch den Darm, die im Gefühlsstrom rasch freigesetzt wird, begünstigt.

Darüber hinaus erzielen wir eine starke Kontrastkombination zu dem beim Training generierten Katabolismus. Dies ist gerade mit der einzigartigen Eigenschaft bzw. der niedrigen Osmolarität zu erklären, die eine ausgezeichnete Unterstützung der Zellhydratation darstellt (eine hydratisierte Zelle ist eine anabole Zelle). Zudem wird keine Dehydratation verursacht, die auf die Nachfrage von Flüssigkeit im Magen und Darm mit erheblichen Effekten auf die Regenerierung und die Anpassung zurückzuführen ist.

 

 

Molekulare Darstellung des Cyclodextrins

Molekulare Darstellung des Cyclodextrins

Glucose vs. Kohlenhydrate mit hohem Molekulargewicht

Einwände könnten noch erhoben werden, wie „Sind diese Art von Kohlenhydraten wirklich so wichtig oder so viel besser als die altbekannte Glucose/Traubenzucker?”
Vor der Klärung dieser Frage sollte das Konzept der „Osmolarität” erläutert werden, da wir aufgrund ihrer wesentlichen Bedeutung häufig auf sie zurückkommen werden.

Die Osmolarität ist eine in der Chemie häufig verwendete Maßeinheit, wenn es sich um die Konzentrationen von Lösungen handelt, und sie zeigt die Gesamtzahl der Moleküle und Ionen an, die in einem Liter Lösung enthalten sind.

Daher erhöht sich die Osmolarität einer Lösung bei Anstieg der in ihr enthaltenen Anzahl von Teilchen. Wenn ein auf Glucose basierendes Getränk eine weitaus höhere Osmolarität aufweist als ihr auf Glucosepolymere basierendes Gegenüber, wie beispielsweise Vitargo, zeigt sich im Vergleich zur Glucose eine eindeutige Beschleunigung der Magenentleerung durch letzteren, der mehr Flüssigkeit im Magen und Darmlumen anfordert. Dies kann zu einer verzögerten Entleerung und Aufnahme sowie zu einer leichten Dehydratation in der Leistung und/oder zu Magen-Darm-Beschwerden (Diarrhoe) führen.

Diese Eigenschaft erklärt zum Teil, warum die Kohlenhydrate mit hohem Molekulargewicht in der Lage sind, auch die Glykogenspeicher auf schnellere Weise als die anderen Kohlenhydrate aufzuladen.

Und nicht nur das, die Eigenschaft der „Beschleunigung” wird uns darüber hinaus auch als wirkungsvolle Glykämie- und Insulinreaktion zugunsten der Glykogensynthese dargelegt.

„Not bad at all” .... Und wenn wir uns nun vorstellen, dass das später entstandene Wachsmais (Amylopektin) ein weitaus höheres Molekulargewicht und eine geringere Osmolarität aufweist, da es sich hierbei um ein stark verzweigtes Glucosepolymer handelt, entdecken wir, dass es nicht nur schnell durch den Magen geht, sondern auch für eine langsame und allmähliche Freisetzung von Glucose im Blut sorgt, wodurch es sich zudem für Ausdauersportarten eignet.

Ein weiterer Mangel der glucosehaltigen Getränke ist die Gefahr, während des Trainings eine unangenehme reaktive Hypoglykämie zu verursachen, wenn der Blutzucker bei ständiger Einnahme dieser Getränke nicht gut verwaltet wird.

Higly branched cyclic dextrins: die neue Generation

Der aktuelle Stand der Technik in Bezug auf die Supplementierung von kohlenhydrathaltigen Getränken stellte das Amylopektin des Wachsmais als einen Wirkstoff der neuesten Generation vor. Hier fanden wir ein stark verzweigtes Molekül von hohem Molekulargewicht, das, wie bereits gesagt, eine stark reduzierte Osmolarität mit sich führt, sowie eine weitere Eigenschaft, durch die die Leistung über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten wird.

Ein diesem Zweck angepasstes „Kohlenhydrat”!
Ausgehend von diesen Stärken wurden Cyclodextrine mit hohem Verzweigungsgrad (HBCD) entwickelt.
Vor ein paar Jahren stellte ich fest, dass sie von einigen meiner Mentoren aus Übersee in Ernährungsprogramme eingegliedert worden waren. Dies weckte meine Neugierde und so durchforschte ich wissenschaftliche Literaturen, um zu erfahren, welche besonderen Eigenschaften sie besitzen und wie die Cyclodextrine im „Ernährungsbereich” eingesetzt werden können. Einige Unternehmen dieser Branche formulierten daraufhin Produkte, die noch heute das Nonplusultra der Kohlenhydrat-Supplementierung darstellen.

 

Kohlenhydrate Molekulargewicht
Glucose 180 Da
Cyclodextrine 160.000 Da

 

Die HBCD sind ein neuer Typ von Glucosepolymeren, die durch die Reaktion zwischen dem Wachsmais mit einem bestimmten Enzym formuliert sind und eine zyklische Struktur bilden.
Das Ergebnis war ein Glucosepolymer mit idealen Anwendungseigenschaften: um es deutlicher auszudrücken, ein durchschnittliches Molekulargewicht von 160.000 Da mit niedriger Osmolarität und demnach einer raschen Magenentleerung.

Ein „unerhebliches” Detail, die Glucose wiegt etwa 180 Da.....und das ist nicht alles, da die HBCD nicht nur schnell aufgenommen, sondern auch nach und nach im Blutstrom freigesetzt werden (1,2).

  1. Takii H, Ishihara K, Kometani T, Okada S, Fushiki T. Enhancement of swimming endurance in mice by highly branched cyclic dextrin. Biosci Biotechnol Biochem 1999;63:2045-52
  2. Takii H, Takii NY, Kometani T, Nishimura T, Nakae T, Kuriki T, et al. Fluids containing a highly branched cyclic dextrin influence the gastric emptying rate. Int J Sports Med 2005;26:314-9

Die Studien sind nicht nur auf dem Papier von bedeutendem Interesse.

Präliminäre Untersuchungen bei Tieren haben erhebliche Leistungsverbesserungen gezeigt, wie aus dem Diagramm der Studie von Takii et al. 1999 ersichtlich ist, wo die HBCD mit Glucose und reinem Wasser verglichen wurden.

Die Vorteile von Cyclodextrinen

Insbesondere zwei bemerkenswerte Vorteile bei der Verwendung dieser Glucosepolymere mit hohem Molekulargewicht als Intra-Workout-Ergänzung heben sich hervor:

  • Schnelle und konstante Freisetzung von Glucose im Blut
  • Ausgesprochen niedrige Osmolarität in der Lösung

In erster Linie haben wir eine schnelle, aber konstante Freisetzung von Glucose im Blut.

Die Schnelligkeit, mit der sie ans „Ziel” gelangen, ist ausschließlich vom Molekulargewicht abhängig, doch auch von der molekularen Struktur, die bestimmt, wie die Enzyme im Darm ein so verzweigtes Glycosepolymer in der freien Form hydrolysieren können.

Der zweite Vorteil bei der Verwendung eines Glycosepolymers mit hohem Molekulargewicht liegt in der niedrigen Osmolarität in der Lösung.

Gehen wir nun auf die Praxis über.

Viele von uns mischen flüssige Kohlenhydrate (zu Recht) mit hydrolysierten Proteinen, BCAA, essentiellen Aminosäuren, Kreatin usw... Und das letzte, was man erzielen möchte, ist eine Verzögerung auch in der Aufnahme dieser „schnellen” Proteine, der Aminosäuren oder der anderen zusätzlichen Nährstoffe. Dies kann sich ereignen, wenn Kohlenhydrate mit hoher Osmolarität verwendet werden, die, wie bereits erwähnt, die Magenentleerung sowohl von den Kohlenhydraten als auch von den anderen Nährstoffen, die den Transporter der Mischung ausnutzen, um in den Darm zu gelangen, verlangsamen würden. In diesem Fall erfordern sie Flüssigkeiten und beeinflussen auf negative Weise die Leistung oder auch das Aufpumpen der Muskel, mit dem Risiko, Magen-Darm-Erkrankungen herbeizuführen.

Schlussfolgerung

Angesichts des bisher Gesagten bin ich davon überzeugt, dass diese Glucosepolymere mehr und mehr so viel Anwendungsraum und Bestätigungen finden werden, dass sie als wirksames Mittel für die Regeneration des Athleten angesehen werden, das weniger Einschränkungen und Beschwerden als die Getränke aus einfachen Kohlenhydraten, wie die gute alte Glucose, aufweist.

 

Yamamoto

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