Rationale for a specific diet from the perspective of sports medicine and sport orthopedics and its relation to stress reactions and regeneration

Summary

The relation between nutrition and sport has been studied extensively during recent decades. Nevertheless, research interest was focused mainly on the role of dietary macro- and micronutrients as ergogenic aids. Today, there is increasing support for the hypothesis that the nutrient status also has relevance for the prevention and rehabilitation of systemic and muscular stress induced by intense physical exercise. The increase in muscular stress is indicated by the rise in creatine kinase and myoglobin; the systemic stress is associated with characteristic immunological and hormonal changes and an acute-phase response. During and following exercise, the course of cytokines (especially interleukin 6) and acute-phase proteins (C-reactive protein, fibrinogen) as well as cortisol levels are an indirect measure of the exercise intensity and the individual ability to cope with physical stress. It has been shown that the dietary intake and, consequently, the systemic or intracellular concentrations of minerals such as magnesium and zinc, vitamins with antioxidant capacity (vitamin E, C, E, and β carotin), and the composition of fatty acids can be related to the exercise-induced stress response. Therefore, this review deals specifically with the impact of these nutritional components on the reduction of sports-specific muscular damage and systemic stress, especially under the aspect of increased losses during and following intense physical exercise.

Zusammenfassung

Die Betrachtung des Themenkomplexes Ernährung und Sport wird heute weniger in Verbindung mit einer möglichen Leistungsverbesserung, sondern in zunehmenden Maße unter dem Aspekt der Prävention und Rehabilitation von systemischen und muskelzellulären Überlastungsphänomenen gesehen. Unter Berücksichtigung der Thematik dieser Ausgabe wird im folgenden Text daher nicht auf die Bedeutung der Nährstoffe Kohlenhydrate, Fettsäuren und Proteine als Energielieferanten eingegangen, sondern die gezielte Sportlerernährung unter dem Gesichtspunkt der Beeinflussung der Belastungsreaktion des trainierenden Organismus betrachtet. Die sportspezifische Belastung spiegelt sich in erhöhtem muskelzellulären Streß, meßbar vor allem über einen Anstieg von Kreatinkinase und Myoglobin im Serum sowie in einer systemischen (ca. 1–48 h nach Belastung) immunologischen, hormonellen und Akutphase-reaktion wider. Insbesondere der Verlauf der Zytokine (vor allem Interleukin 6), der Akutphase-proteine CRP und Fibrinogen und des Streßhormons Cortisol geben Hinweise auf die Belastungsintensität bzw. die individuelle Verarbeitung der körperlichen Belastung. Forschungsergebnisse weisen vor allem den Mineralstoffen Magnesium und Zink, den Vitaminen A, C, E und β-Carotin sowie der Zusammensetzung der Nahrungsfettsäuren eine wesentliche Bedeutung bei der Verminderung der sportinduzierten Muskel- und Ganzkörperbelastungsreaktion zu. Im der vorliegenden Übersicht wird daher auf die Bedeutung dieser Nährstoffe bei intensiv Sporttreibenden – unter besonderer Berücksichtigung eines vermehrten Verlustes oder Bedarfs während oder nach körperlicher Belastung – eingegangen und mögliche Auswirkungen eines Defizits diskutiert.