Carb-Cycling vs. kontinuierliche Diät für Fettabbau und Leistung

Carb-Cycling – der Wechsel zwischen Phasen mit niedrigerer und höherer Kohlenhydratzufuhr während eines Energiedefizits – führt zu einer Gesamtfettabnahme, die mit einer kontinuierlichen Energierestriktion vergleichbar ist [1, 4, 17]. Bei krafttrainierten Athleten können strukturierte, mehrtägige Kohlenhydrat-Refeeds jedoch den Verlust an fettfreier Masse verringern und den Ruheenergiebedarf im Vergleich zu einer kontinuierlichen Diät besser aufrechterhalten [4, 17]. Bei Ausdauersportlern verstärkt die Periodisierung der Kohlenhydratverfügbarkeit zwar zelluläre Anpassungssignale, verbessert die Wettkampfleistung gegenüber einer dauerhaft hohen Kohlenhydratzufuhr jedoch nicht verlässlich [10, 12].

Körperzusammensetzung und Erhalt der Stoffwechselrate

Wenn die gesamte Nettoenergie- und Proteinzufuhr angeglichen ist, führen Carb-Cycling und kontinuierliche Energierestriktion zu gleichwertigen Reduktionen des Gesamtkörpergewichts und der Fettmasse [1, 4, 17]. In einer 7-wöchigen Studie mit 27 krafttrainierten Personen unter einem 25%igen Kaloriendefizit und einem Krafttrainingsprogramm an 4 Tagen pro Woche wurden die Teilnehmenden entweder einer kontinuierlichen Restriktion oder einem intermittierenden Protokoll zugewiesen; letzteres bestand aus 5 Tagen mit 35%iger Restriktion, gefolgt von 2 aufeinanderfolgenden Tagen mit Kohlenhydrat-Refeeds auf Erhaltungskalorienniveau [4]. Beide Gruppen erzielten ähnliche Reduktionen der Gesamtkörpermasse (-3,6 kg kontinuierlich vs. -3,2 kg Refeed) und der Fettmasse (-2,3 kg vs. -2,8 kg) [4, 17].

Der physiologische Unterschied zeigte sich beim Erhalt des Muskelgewebes. Die Gruppe mit dem 2-tägigen Kohlenhydrat-Refeed behielt signifikant mehr fettfreie Masse (Verlust von 0,4 kg vs. 1,3 kg in der kontinuierlichen Gruppe) und fettfreie Trockenmasse (Verlust von 0,2 kg vs. 1,9 kg) [4, 17]. Zudem blieb der Ruheenergiebedarf in der Refeed-Gruppe besser erhalten: Er sank um lediglich 38 kcal pro Tag im Vergleich zu einem täglichen Rückgang von 78 kcal in der kontinuierlichen Gruppe [4, 17]. In dieser Studie nahmen beide Gruppen 1,8 g Protein pro Kilogramm Körpermasse zu sich, wobei alle zusätzlichen Kalorien an den Refeed-Tagen ausschließlich aus Kohlenhydraten stammten [4].

In breiteren Populationen zeigen intermittierende Restriktionsstrategien eine ähnliche Gleichwertigkeit beim Fettabbau. Eine 12-wöchige Studie an erwachsenen Frauen mit Adipositas ergab, dass eine kontinuierliche Restriktion und eine intermittierende Restriktion mit strukturierten Refeeds und Diätpausen zu identischen Fettmasseverlusten führten (-9,30 kg vs. -9,21 kg) [1]. Über 6 Monate führte eine intermittierende Restriktion zu einem gleichwertigen Gewichtsverlust wie eine kontinuierliche Restriktion (-6,4 kg vs. -5,6 kg) und erzielte gleichzeitig stärkere Senkungen des Nüchterninsulins und der Insulinresistenzwerte [2]. Bei krafttrainierten Frauen veränderten 1-wöchige Diätpausen während eines 25%igen Defizits die fettfreie Masse oder den Ruheenergiebedarf im Vergleich zur kontinuierlichen Restriktion nicht, verhinderten jedoch einen Anstieg des zügellosen Essverhaltens (Disinhibition) [19, 20].

Akute Kohlenhydratmanipulationen beeinflussen auch kurzfristige Leber- und Glykämiewerte. Zwei Tage einer isokalorischen Low-Carb-, High-Fat-Diät (~60 g Kohlenhydrate pro Tag) reduzierten das Leberfett bei übergewichtigen oder adipösen Erwachsenen um 16 % [7]. Sowohl isokalorische als auch hypokalorische Kohlenhydratrestriktionen senkten jedoch das Nüchterninsulin und die Triacylglycerine, während sie die frühe Betazellantwort vorübergehend beeinträchtigten und die postprandialen Glukoseausschläge bei Mischmahlzeitentests erhöhten [7].

Krafttrainingsleistung und Glykogenspeicher

Die menschlichen Kohlenhydratreserven umfassen etwa 350 bis 700 g Skelettmuskelglykogen (oder 300 bis 400 g bei durchschnittlichen Erwachsenen) und 80 bis 120 g Leberglykogen [9, 22]. Die Skelettmuskulatur enthält lokalisierte Glykogenspeicher in sarkolemmalen, intermyofibrillären und intramyofibrillären Kompartimenten; eine Entleerung dieser Kompartimente bei volumenreichem Krafttraining beeinträchtigt die Calciumfreisetzung und die ATP-Resynthese [22].

Ungeachtet dieser lokalisierten Entleerungsmuster führt Carb-Cycling nicht durchgängig zu Veränderungen der Krafttrainingsleistung. Eine systematische Übersichtsarbeit über 49 Studien ergab, dass die Kohlenhydratzufuhr im gesättigten Zustand die Kraftleistung bei Trainingseinheiten mit 10 oder weniger Sätzen pro Muskelgruppe nicht verbessert [22]. Leistungsvorteile durch eine akute Kohlenhydrataufnahme zeigen sich vor allem bei Trainingseinheiten mit hohem Volumen von mehr als 10 Sätzen pro Muskelgruppe, beim Training im nüchternen Zustand oder bei mehreren Trainingseinheiten am selben Tag [22].

Refeed-Phasen beeinflussen auch Erholungsmarker. Bei wettkampforientierten männlichen Bodybuildern, die eine 4-wöchige Energierestriktion absolvierten, veränderte ein Kohlenhydrat-Refeed weder das subjektive Belastungsempfinden noch das Wiederholungsvolumen beim German Volume Training; es senkte jedoch die Kreatinkinase-Konzentration im Blut und den Muskelkater bei Personen mit starkem Kaloriendefizit signifikant [18]. 1- bis 3-tägige Kohlenhydrat-Refeeds erhöhen Leptin und stellen die Glykogenspeicher jedoch nur vorübergehend wieder her, ohne ausreichend Zeit zu bieten, um zirkulierende Schilddrüsenhormone, Testosteron oder langfristige Leptinkonzentrationen im Vergleich zu mehrwöchigen Diätpausen wiederherzustellen [21].

Ausdauerleistung und Kohlenhydrat-Periodisierung

Im Ausdauertraining wird Carb-Cycling häufig als Kohlenhydrat-Periodisierung nach Modellen wie „Sleep Low“, „Zweimal-täglich-Training“, „Nüchterntraining“ und „Recover Low“ umgesetzt [12]. Diese Protokolle orientieren sich an den Konzepten „Fuel for the Work Required“ und der Glykogen-Schwellen-Hypothese: Diese schlagen vor, mit Muskelglykogenwerten unter 300 mmol·kg⁻¹ Trockengewicht zu trainieren, um molekulare Anpassungssignale zu verstärken, während Werte über 100 mmol·kg⁻¹ Trockengewicht gehalten werden sollten, um eine Unterdrückung der Muskelproteinsynthese zu vermeiden [15].

Das Training mit geringer Kohlenhydratverfügbarkeit verstärkt die Aktivierung der AMP-aktivierten Proteinkinase (AMPK) und stimuliert die mitochondriale Biogenese über die Hochregulierung von p53, Peroxisom-Proliferator-aktiviertem Rezeptor-gamma-Koaktivator 1-alpha (PGC-1α), mitochondrialem Transkriptionsfaktor A (Tfam), Cytochrom-c-Oxidase-Untereinheiten sowie mitochondrialen Fusions- und Fissionsproteinen (MFN-2, DRP-1) [12].

Trotz dieser zellulären Anpassungen führt eine periodisierte Kohlenhydratrestriktion nicht durchgängig zu einer besseren sportlichen Leistung [10, 12]. Eine systematische Übersichtsarbeit und Metaanalyse von 9 Studien an ausdauertrainierten Athleten fand keinen signifikanten Ausdauervorteil für eine periodisierte Kohlenhydratrestriktion gegenüber einem Training mit kontinuierlich hoher Kohlenhydratzufuhr (standardisierte mittlere Differenz = 0,17, p = 0,29) [12]. Ebenso zeigte eine 5-wöchige Studie an trainierten männlichen Radsportlern (VO2peak = 70,8 mL·kg⁻¹·min⁻¹), dass die Durchführung von 13 Trainingseinheiten mit geringer Kohlenhydratverfügbarkeit im Vergleich zu einem energieäquivalenten High-Carb-Protokoll keine zusätzlichen Verbesserungen des maximalen Laktat-Steady-States, der Zeit bis zur Erschöpfung, der Substratoxidation oder der Körperzusammensetzung brachte [10].

Chronische Low-Carb-Diäten (wie z. B. eine Zufuhr von 80 % der Energie aus Fett über bis zu 4 Wochen) beeinträchtigen die hochintensive Leistungsfähigkeit bei Elite-Ausdauersportlern aufgrund einer verringerten Kohlenhydrat-Oxidationskapazität, einer geringeren Energieausbeute pro Liter verbrauchtem Sauerstoff und einer verminderten mitochondrialen Atmung [12]. Darüber hinaus erhöht eine anhaltende Kohlenhydratrestriktion von 15 Tagen oder mehr das Risiko für Knochenstressfrakturen, ein geschwächtes Immunsystem, eine beeinträchtigte Muskelregeneration und ein relatives Energiedefizit im Sport (REDs) [15, 16].

Praktische Empfehlungen und Energieschwellen

Wenn Carb-Cycling während eines Energiedefizits angewendet wird, erfordert der Erhalt von Muskelmasse die Einhaltung geeigneter Makronährstoff- und Energieschwellen:

• Rate des Gewichtsverlusts: Ein moderater Verlust von 0,5 % bis 1,0 % des Körpergewichts pro Woche sollte angestrebt werden [23].
• Proteinzufuhr: Eine tägliche Proteinzufuhr von 2,2 bis 3,0 g pro Kilogramm Körpergewicht beibehalten, aufgeteilt auf 3 bis 6 Mahlzeiten mit 0,40 bis 0,55 g/kg pro Mahlzeit, um die Muskelproteinsynthese zu unterstützen [23].
• Basis-Kohlenhydrate: Die tägliche Kohlenhydratzufuhr an die Trainingsanforderungen anpassen, typischerweise zwischen 2 und 5 g pro Kilogramm Körpergewicht während einer Energierestriktion [23].
• Grenzen der Energieverfügbarkeit: Sicherstellen, dass die Energieverfügbarkeit nicht unter 30 kcal pro Kilogramm fettfreier Masse pro Tag (kcal·kg FFM⁻¹·Tag⁻¹) bei Athletinnen oder unter 25 kcal·kg FFM⁻¹·Tag⁻¹ bei männlichen Natural-Bodybuildern fällt, um eine Unterdrückung von Testosteron, IGF-1, Leptin, Östrogen und der Knochenmineraldichte zu verhindern [16, 23].
• Wettkampf-Refueling: Für Ausdauerwettkämpfe von mehr als 90 Minuten ein Glykogen-Carboloading mit 10 bis 12 g·kg⁻¹ täglich durchführen, beginnend 36 bis 48 Stunden vorher (unter Berücksichtigung, dass jedes Gramm gespeichertes Glykogen ~2,7 g Wasser bindet) [9]. Für Wettkämpfe unter 90 Minuten in den vorangegangenen 24 Stunden 6 bis 12 g·kg⁻¹ zuführen und die letzte Mahlzeit vor dem Rennen auf 75 g Kohlenhydrate begrenzen [9].
• Zufuhr während und nach dem Training: Bei Ausdauereinheiten von mehr als 60 Minuten 30 bis 90 g Kohlenhydrate pro Stunde in Form einer Glukose-Fruktose-Mischung (optimales Verhältnis nahe 1:0,8) aufnehmen [11]. Die Glykogenresynthese nach dem Training wird maximiert, indem in den ersten 4 Stunden 1,0 bis 1,2 g·kg⁻¹ pro Stunde an Kohlenhydraten mit moderatem bis hohem glykämischen Index konsumiert werden [11].