Glycerin zur Sicherstellung der Hydratation

Glycerin, im Sportbereich besser bekannt als Glycerol, wird als Nahrungsergänzungsmittel verwendet, um die Hydratation zu verbessern.

Was ist Glycerol

Glycerol ist ein Alkohol, der 3 Hydroxylgruppen (1,2,3-Propantriol) enthält. Unser Körper produziert und recycelt Glycerol ständig, da es an zahlreichen Prozessen des Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsels beteiligt ist.

Abbildung I. Molekulare Struktur von Glycerol.

Was Glycerol in unserem Körper bewirkt

Das Glycerol, das unser Körper selbst produziert und verbraucht, ist Teil eines sogenannten „geschlossenen Kreislaufs“: bei normalen Glycerolkonzentrationen (also ohne gezielte Einnahme durch Supplemente oder Medikamente) ist die Ausscheidung minimal, fast nicht messbar.

Das liegt daran, dass das „freigesetzte“ Glycerol in sehr geringen Mengen im Blut zirkuliert und dorthin transportiert wird, wo es benötigt wird, um in etwas anderes umgewandelt oder verbraucht zu werden; also „eine Henne kommt rein, eine Henne geht raus“.

Glycerol wird in Leber und Nieren zu Glycerol-3-phosphat metabolisiert, dem „Schlüsselmetaboliten“, über den Glycerol im Körper wirkt:

• Es bildet neue Triglyzeride, indem 3 Fettsäuren an das Kohlenstoffgerüst gebunden werden.

Abbildung II. Chemische Struktur von Glycerol und eines Triacylglycerids (Glycerol + 3 Fettsäuren).

• Es wird zu Dihydroxyaceton umgewandelt, das:
  • Zu Pyruvat wird und:
    • Zu Acetyl-CoA umgewandelt wird, um als Energiequelle im Zitronensäurezyklus (während aerober Belastung) zu dienen.
    • In den Glykolyseprozess integriert wird, um daraus Energie zu gewinnen (während anaerober Belastung), sich in Lactat verwandelt und über den Cori-Zyklus wieder in Glukose zurückgeführt wird, um erneut in der Glykolyse verwendet zu werden.

Abbildung III. Endogener Stoffwechsel von Glycerol.

Auf dem Bild wird es wahrscheinlich klarer (man beginnt unten rechts):

Abbildung IV. Exogener Stoffwechsel von Glycerol.

Das hat viele Forscher dazu gebracht, Glycerol als Energiequelle zu betrachten.

Wofür wir Glycerol supplementieren

Gut, wir haben die Rolle von Glycerol im Körper gesehen, aber warum nehmen Sportler Glycerol vor Wettkämpfen ein?

Es ist klar, dass es keine effiziente Energiequelle ist. Also…

Sie nutzen es, weil Glycerol ein Hyperhydratationsmittel ist.

Das heißt, sie verwenden Glycerol, um Flüssigkeitsverluste vorzubeugen, zu behandeln oder auszugleichen und so Dehydration zu vermeiden.

Wie ein Glycerol-Supplement wirkt

Wir kennen den Stoffwechsel von Glycerol bei physiologischen Konzentrationen, aber wenn wir es von außen zuführen, ändert sich das komplett, es liegt nicht mehr in „normalen Konzentrationen“ vor, und sein Stoffwechsel verändert sich völlig, wie genau? Pass auf!

Das frei konsumierte Glycerol wird schnell in die Zellen des Darms transportiert, vermutlich über dieselben Transporter wie Glukose, daher ist die Aufnahme schnell und benötigt keine Verdauung.

Abbildung VI. Transportmechanismus von Glukose (geteilt mit Glycerol) in den Epithelzellen des menschlichen Darms.

Sobald es die basolaterale Membran passiert, gelangt es ins Blut und wirkt dort als Osmolyt, das heißt, es erhöht die Konzentration der gelösten Stoffe und damit den Druck im Kompartiment. Da der Körper im Gleichgewicht bleiben muss, führt die gleichzeitige Einnahme mit Wasser zu einer Erhöhung der Gesamtwassermenge im Körper.

Im Körper passiert mit Glycerol dasselbe: würden wir große Mengen Glycerol ohne Wasser konsumieren, würde es uns dehydrieren statt hydrieren. Da wir es aber mit Wasser einnehmen, ist es, als würden wir mehr Wasser und Sand in die Flasche geben, um das Gleichgewicht zu halten.

Wir bringen das Gleichgewicht wieder ins Lot!

Abbildung VII. Darstellung des osmotischen Austauschs vom Kompartiment mit weniger gelösten Stoffen zum Kompartiment mit mehr gelösten Stoffen, um die Konzentrationen auszugleichen.

Wenn die Konzentrationen im Blut steigen, erhöht sich auch die renale Ausscheidung drastisch, es ist kein geschlossener Kreislauf mehr.

Abbildung VIII. Renaler Stoffwechsel von Glycerol mit der starken Rückresorption ins Plasma.

Warum Glycerol verwenden

Dehydration ist ein extrem häufiges Phänomen bei Sportlern fast jeder Sportart.

Schon eine Dehydration von weniger als 2 % kann die Leistung und Gesundheit eines Sportlers ernsthaft beeinträchtigen.

Unter anderem durch:

Wie verwendet man Glycerol?

Vor dem Training

Das am weitesten verbreitete Protokoll für Glycerol basiert auf der Einnahme vor dem Training.

Wofür

Es wird als Osmolyt zusammen mit großen Wassermengen verwendet, um Dehydration während des Wettkampfs vorzubeugen.

Wann

Bei Trainingseinheiten, bei denen Wasserverluste durch Schweiß etwa 2 % oder mehr des Körpergewichts erreichen oder überschreiten können.

Wie viel

Hier gibt es eine kleine Debatte…

Ich erkläre es dir: Die Glycerolkonzentrationen im Blut liegen normalerweise bei etwa 0,1 mmol/kg und können in extremen Fällen großer Lipolyse bis zu 3 mmol/kg erreichen.

Für eine „Hyperhydratation“ müssen 15 mmol/kg erreicht werden.

Das Problem ist, dass wir nicht genau wissen warum (vermutlich wegen der intestinalen Aufnahme), die Glycerolkonzentrationen im Blut bei verschiedenen Personen unterschiedlich sind und manche viel stärker reagieren als andere.

Die vorgeschlagene Dosis-Wirkungs-Kurve wurde als linear angenommen, also je mehr Dosis, desto größer der Effekt.

Abbildung IX. Plasmakonzentrationen von Glycerol in Abhängigkeit von der konsumierten Dosis, ohne Flüssigkeit (durchgezogene Linie) oder mit Flüssigkeit (gestrichelte Linie).

Die Grafik stammt aus einer Studie von 1998, und in einer Übersicht von 2010 wurde festgestellt, dass bei 1,5 g/kg die Glycerolausscheidung im Urin 2- bis 3-mal höher war als bei 1 g/kg.

Die optimale Dosis lag bei etwa 1–1,2 g/kg; 1,2 g/kg war mehr als doppelt so effektiv bei der Wasserrückhaltung wie 1 g/kg.

Mit wie viel Wasser

Ich mache es kurz: Die ideale Wassermenge zur Maximierung der Flüssigkeitsretention beträgt 26 mL/kg Körpergewicht.

Wie einnehmen

Am besten als Bolus, also das gesamte Glycerol auf einmal, aufgelöst in etwas Wasser, und anschließend die benötigte Wassermenge trinken. Es ist nicht schwer zu rechnen, dass…

26 mL/kg * 70 kg = 1820 mL = 1,82 L Wasser…

Das dauert etwa eine halbe Stunde, da unsere Wasseraufnahmegrenze bei ca. 400 mL alle 10 Minuten liegt.

Meiner Meinung nach ist das bei kurzen Wettkämpfen weniger effektiv.

Wie lange vorher einnehmen

Der Plasmaspiegel von Glycerol erreicht sein Maximum etwa zwischen 60 und 150 Minuten, daher ist das auch der ideale Zeitpunkt für das Hyperhydratationsprotokoll.

Abbildung X. Plasmakonzentrationen von Glycerol in Abhängigkeit von der Zeit nach Einnahme einer Dosis von 1,2 g/kg als Bolus.

Immer mit Wasser?

Es wird diskutiert, ob die Kombination mit einem Sportgetränk (mit Kohlenhydraten und Natrium) besser sein könnte als Wasser, was in In-vitro-Studien mit Maus-Epithelzellen gezeigt wurde.

Meiner Meinung nach ist die Kombination mit Glukose ein Fehler, da die Transporter im Darm durch die großen Mengen Glycerol gesättigt werden können und das zu Magen-Darm-Beschwerden führt.

Das heißt, 1 g Natrium in der Wassermenge für einen 70 kg schweren Mann (1820 mL).

Wie lange wirkt es

Bis die Glycerolkonzentrationen im Plasma suboptimal werden, ausgehend von etwa 20 mmol/L (Standardantwort bei 1,2 g/kg Glycerol) – ca. 4 Stunden.

Während des Trainings

Ein weiteres, aber weniger verbreitetes, weniger erforschtes und vermutlich weniger effektives Protokoll als vor dem Training.

Wofür

Zur Rehydratation, um die Wasserkonzentration im Körper während der Belastung trotz Schwitzen aufrechtzuerhalten.

Wann

Während körperlicher Belastung, bei der der Sportler etwa 2 % oder mehr seines Körpergewichts durch Schweiß verliert.

Wann nicht

Da die durchschnittliche Schweißrate 0,5–2 L/Stunde beträgt, sollte bei Belastungen unter 75 Minuten kein Glycerol während des Trainings eingenommen werden, wenn es bereits vor dem Training verwendet wurde.

Und wenn es länger als 75 Minuten dauert?

Und wenn es länger als 75 Minuten dauert und ich mich nicht vor dem Training hyperhydriert habe?

Nimm 0,4 g/kg Körpergewicht + Wasser (in der gewünschten Konzentration) innerhalb der ersten 4 Stunden der Belastung (du solltest in diesen 4 Stunden etwa 1,6 bis 3,2 L Wasser trinken).

Nach dem Training

Das am wenigsten bekannte Glycerol-Protokoll.

Wofür

Zur Rehydratation nach der Belastung, besonders bei großen Gewichtsverlusten.

Was du beachten solltest

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Was kann ich von der Glycerol-Supplementierung erwarten?

Bei den genannten Dosen eine erhöhte Flüssigkeitsretention im Körper im Vergleich zum Konsum von Wasser oder Sportgetränken.

Abbildung XI. Wasserrückhaltung in verschiedenen Studien mit unterschiedlichen Glycerol-Dosen, Wasser und Sportgetränkesimulationen.

Wie bereits erwähnt, sind die Effekte dosisabhängig bis zu 1–1,5 g/kg, wo sie sich stabilisieren.

Abbildung XII. Wasserrückhaltung über die Zeit der körperlichen Belastung in Abhängigkeit von der Glycerol-Dosis + NaCl oder nur NaCl.

Und diese erhöhte Wasserrückhaltung hilft dir, dass deine Leistung nicht durch Dehydration sinkt!

Fazit

Glycerol ist ein Hyperhydratationsmittel, das als Osmolyt wirkt und die Hydratation verbessert, wenn die richtigen Protokolle angewendet werden.

Das Problem ist, dass das meistverkaufte Format Glycerolstearat (Mono-, Di- oder Tri-stearat) ist, also Glycerol, das an 1, 2 oder 3 Fettsäureketten gebunden ist. Diese müssen erst abgespalten werden, die Resorptionsrate ist unbekannt, und es verträgt sich nicht so gut im Magen-Darm-Trakt wie freies Glycerol… Ein echtes Problem also…

Außerdem liegen die empfohlenen Dosen meist bei 5–10 g, was, wie wir gesehen haben, kaum Wirkung zeigt.

Angesichts des Preises von Glycerol, der teuer in der Herstellung und im Kauf ist, und der Mengen, die für eine ergogene Wirkung nötig sind:

Quellen

1. Montner, P., Stark, D. M., Riedesel, M. L., Murata, G., Robergs, R., Timms, M., & Chick, T. W. (1996). Pre-exercise glycerol hydration improves cycling endurance time. International Journal of Sports Medicine, 17(1), 27–33.
2. Nelson, J. L., & Robergs, R. A. (2007). Exploring the potential ergogenic effects of glycerol hyperhydration. Sports Medicine, 37(11), 981–1000.
3. Robergs, R. A., & Griffin, S. E. (1998). Glycerol: Biochemistry, pharmacokinetics and clinical and practical applications. Sports Medicine, 26(3), 145–167.
4. Van Rosendal, S. P., Osborne, M. A., Fassett, R. G., & Coombes, J. S. (2010). Guidelines for glycerol use in hyperhydration and rehydration associated with exercise. Sports Medicine, 40(2), 113–139.
5. Wingo, J. E., Casa, D. J., Berger, E. M., Dellis, W. O., Knight, J. C., & McClung, J. M. (2004). Influence of a pre-exercise glycerol hydration beverage on performance and physiologic function during mountain-bike races in heat. Journal of Athletic Training, 39(2), 169–175.

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