Es ist eine dieser Theorien, deren Vorstellung so schön ist, dass sie in der Regel ohne weiteres Hinterfragen geschluckt wird. Und tatsächlich ist eine erhöhte Stoffwechselaktivität und ein damit verbundener erhöhter Ruheverbrauch im Anschluss an eine Belastung wissenschaftlich erwiesen. Das Phänomen wird plastisch, wenn man einmal das lästige Nachschwitzen nach einer voreiligen Dusche erlebt hat.
Dennoch gehört der Nachbrenneffekt zu jenen Vorgängen im menschlichen Körper, deren genaue Hintergründe und Auswirkungen noch zu großen Teilen im Nebel der Forschung liegen, was wohl darauf zurückzuführen ist, dass sich die Gestaltung von Studien als überaus schwierig erweist. Bei der Durchführung von Versuchen ist es praktisch nicht möglich, tatsächlich vergleichbare Bedingungen bezüglich körperlicher Voraussetzungen, objektiver Trainingsintensität usw. der Versuchspersonen zu gewährleisten. Folglich weichen das gewonnene Zahlenmaterial und die daraus gezogenen Erkenntnisse z.T. stark voneinander ab. Dennoch lassen sich aus den Ergebnissen der vergangenen Jahre deutliche Übereinstimmungen erkennen, die schließlich doch interessante Aufschlüsse über das Mysterium Nachbrenneffekt liefern.
Im Großen und Ganzen kann gesagt werden, dass der Nachbrenneffekt durch eine erhöhte Stoffwechselaktivität und Sauerstoffaufnahme nach dem Training entsteht. Letztere dient dem Ausgleich der sogenannten "Sauerstoffschuld", die auf die Unterversorgung des Körpers mit O2 auf Grund der trägen Anpassung des Herz-Kreislauf-Systems an die Belastung zu Trainingsbeginn zurückzuführen ist. Diese erhöhte Anforderung an das Atemsystem wurde lange Zeit als hauptsächliche Ursache des Nachbrenneffektes veranschlagt.
Heute weiß man, dass sie lediglich einen kleinen Beitrag zum Kalorienverbrauch leistet und der allgemeinen Störung des Stoffwechsels und der Erhöhung der Kernkörpertemperatur eine gewichtigere Rolle zukommen. Auch die erhöhte Konzentration der während der Belastung ausgeschütteten Stresshormone Adrenalin und Noradrenalin im Blut wirken anregend auf Stoffwechsel, Herztätigkeit und Atemsystem.
In wissenschaftlichen Untersuchungen konnten wesentliche Stoffwechselprozesse, die sich im Körper nach dem Training abspielen, ermittelt und zeitlich einsortiert werden. Aus den Beobachtungen ergibt sich ein Drei-Phasen-Modell, das sich trotz abweichender Modellierungen weitestgehend durchsetzen konnte.
Erste schnelle Phase
Unmittelbar nach dem Training beginnt der Körper mit der Neubildung von ATP, also dem wichtigsten körpereigenen Brennstoff, der für die Muskelkontraktion zuständig ist. Hierzu werden andere energiehaltige Stoffe wie z.B. Kohlenhydrate und Fettsäuren genutzt. Zeitgleich erfolgt die Resynthese von Kreatinphosphat, dem energiereichen Zellbestandteil, auf den die Muskulatur nach Aufbrauch der begrenzten ATP-Vorräte zurückgreift. Für das Auffüllen der ATP- und Kreatin-Speicher werden ca. 1 bis 1,5l zusätzlichem Sauerstoff benötigt.Anschließend kommt es zu Neubildung von Hämoglobin und Myoglobin, also dem roten Blut- und Muskelfarbstoff, die sauerstoffbindend und –transportierend fungieren. Des Weiteren erfolgt die Verwertung von Laktat. Die Milchsäure, die infolge von anaerober Energiebereit-stellung im Muskel nach Aufbrauch der ATP-Speicher gebildet wird, wird über den Blutkreislauf in die Leber abtransportiert und dort z.T. zu Glucose umgewandelt.
Diese erste Phase der Wiederaufbereitung des gestörten Metabolismus nach dem Training ist nach ungefähr 15min abgeschlossen; infolge der erhöhten Kernkörpertemperatur laufen alle Stoffwechselprozesse stark beschleunigt ab. preview
Zweite langsame Phase
Durch die vermehrte Ausschüttung des Schilddrüsenhormons Thyroxin, das für die Ankurbelung von Wachstum und Stoffwechselprozessen zuständig ist, läuft der Metabolismus im Körper auf Hochtouren, Stoffwechselendprodukte werden mit erhöhter Geschwindigkeit abgebaut. Beobachtungen in Experimenten deuten an, dass eine Verschiebung des Kohlenhydrats- zum Fettstoffwechsel erfolgt. Die enzymatisch Zersetzung der schlecht wasserlöslichen Triyglyceride und der Abtransport der daraus entstehenden Fettsäuren in die Leber allein machen Schätzungen zu Folge bis zu 15% der Gesamtbilanz des Nachbrenneffektes aus.Auch die nachwirkende hohe Erregung des sympathischen Nervensystems, das unwillkürlich in Belastungssituationen agiert, um die Leistungsfähigkeit des Körpers zu steigern, trägt entscheidend zum Kalorienmehrverbrauch bei. Die dadurch bedingt Ausschüttung der bereits erwähnten Stresshormone kurbelt die angesprochene Fettverwertung zusätzlich an.
Ferner kommt es vermehrt zum Eiweißabbau, d.h. Proteine werden in leicht verwertbaren Aminosäuren und Aminosäureverbindungen (Peptide) umgewandelt. Simultan erfolgt die Eiweißsynthese in den Zellen; nach Vorgabe der Reihenfolge von Aminosäuren in einer Kette, die ein Protein charakterisiert und auf einem DNA-Strang verschlüsselt vorliegt, werden sowohl in der Zelle verbleibende Eiweiße als auch solche, die nach der Synthese freigesetzt werden, produziert. Abbau und Herstellung von Proteinen verursachen einen hohen Energieaufwand und tragen somit entscheidend zum Nachbrenneffekt bei, wobei ihre Ausprägung besonders nach intensivem Krafttraining und damit verbundener Zerstörung von proteinhaltigem Muskelgewebe deutlich erhöht ist.
Forscher vermuten, dass der erhöhte Kalorienverbrauch nach dem Sport mit dem sog. "Uncoupling Protein" zusammenhängt. Hierbei handelt es sich um ein Gen, das für die Wärmeerzeugung unabhängig von der Muskelbewegung zuständig ist und z.B. die Körpertemperatur von winterschlafhaltenden Säugetieren auch im Ruhezustand aufrecht erhält. Während und im Anschluss an körperliche Belastungen agiert es besonders aktiv.
Für diesen zweiten Abschnitt der Post-Workout-Phase werden zwei bis fünf Stunden Zeitdauer veranschlagt.
Dritte ultralangsame Phase
Welche Stoffwechselprozesse dem Nachbrenneffekt in der abschließenden Periode zu Grunde liegen, konnte durch die bisherigen Untersuchungen nur sehr unzureichend geklärt werden. Forscher verweisen daher bislang auf Überschneidungen mit Vorgängen der zweiten langsamen Phase. In neusten Studien konnte ein leicht erhöhter Muskeltonus noch Stunden nach Ende der Belastung nachgewiesen werden. Dieser unwillkürliche Spannungszustand der Muskulatur im Ruhezustand wird durch ununterbrochen strömende Energie aufrechterhalten, kostet also folglich ebenfalls Kalorien.Auch über die zeitliche Ausdehnung der ultralangsamen Phase herrscht noch Uneinigkeit. In einigen Quellen ist von Zeiträumen von bis zu 36 Stunden erhöhter Stoffwechselaktivität nach Ende der Belastung die Rede.
Interessanter als die biochemischen Abläufe im Körper, die zum erhöhten Verbrauch führen, ist wahrscheinlich die Frage, ob der Nachbrenneffekt in seiner Ausprägung beeinflusst werden kann. Auch hierzu wurden zahlreiche Untersuchungen durchgeführt, in denen wichtige Einflussfaktoren ermittelt werden konnten.
Logischerweise lässt sich ein Zusammenhang zwischen Trainingsintensität und Ausprägung des Nachbrenneffektes erkennen, da erhöhte Anstrengung bekanntlich zu erhöhtem Sauerstoffbedarf, ATP-Verbrauch, Laktatproduktion, Muskelzerstörung usw. führt. Studien belegen, dass eine Intensität von mind. 50 bis 60% der maximalen Herzfrequenz vonnöten ist, damit sich der Effekt überhaupt einstellt. Jenseits dieser Grenze liegt ein proportionaler Zusammenhang zwischen Grad der Anstrengung und Stärke des Nachbrenneffektes vor.
Offensichtlich spielt auch die Gestaltung des Trainings hinsichtlich der Belastungsverteilung eine Rolle. Gesplittetes Training, wie es beim Kraftsport typisch ist, führt zu einem stärkeren Nachbrenneffekt als anhaltende Belastungen.
Bezüglich des Krafttrainings wurden die höchsten Effekte beim Training der Schnellkraftausdauer verzeichnet. Forscher führen dies auf die schwunghaften Bewegungsabläufe mit geringem Gewicht zurück, die zu kurzen Phasen der Entlastung am Ende des Bewegungsumfanges und einem hier verbesserten Blutfluss führen. Der Unterschied zwischen den verschiedenen Kraftformen scheint jedoch nicht signifikant zu sein.
Bei der Kombination von Kraft- und Ausdauertraining scheint die Reihenfolge der beiden Belastungsformen einen Einfluss auf den Nachbrenneffekt auszuüben. Dieser fällt geringer aus, wenn das Krafttraining der Cardio-Einheit vorgezogen wird. Dies könnte damit begründet werden, dass das abschließende Ausdauertraining bereits eine regenerative Komponente besitzt.
Studien belegen, dass das Training des Unterkörpers zu einem stärkeren Nachbrenneffekt führt als das des Oberkörpers. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass beim Training der Beine, die bekanntlich die größte Muskelgruppe des Körpers darstellen, mehr Muskelzellen aktiviert werden.
Erstaunlicherweise konnte kein Zusammenhang zwischen dem Ausmaß des Nachbrenneffektes und dem Fitnesslevel einer trainierenden Person nachgewiesen werden. Obgleich ein gut trainierter Sportler über einen effizienteren Stoffwechsel verfügt, der z.B. zu größerer Sauerstoffaufnahmekapazität, verbesserte Energiebereitstellung und weniger Laktatproduktion führt, konnte lediglich eine beschleunigte Erholung nach der Belastung beobachtet werden. Der nachträgliche Energieverbrauch unterschied sich in seiner Höhe nicht von dem untrainierter Personen.
Die Stärke des Nachbrenneffektes wird offensichtlich auch genetisch beeinflusst. Hierbei spielt die Verteilung der verschiedenen Muskelfasertypen eine entscheidende Rolle. Menschen, die von Natur aus über mehr langsame Muskelfasern verfügen, sind in der Lage, schneller zu regenerieren. Die Phase des Nachbrenneffektes fällt in diesem Falle kürzer und weniger intensiv aus.
Die Nahrungsaufnahme nach dem Workout übt entgegen vieler Empfehlungen keinen Einfluss auf die Höhe des nachträglichen Verbrauchs aus. Warnungen vor einer sofortigen Nahrungszufuhr unterliegen wahrscheinlich der Verwechslung des Nachbrenneffektes mit dem Fettstoffwechsel, der tatsächlich sensibel reagiert. Der Nachbrenneffekt wird durch den Post-Workout-Shake weder in Höhe noch in der Länge berührt.
Der Leser mag konkrete Zahlen hinsichtlich des zusätzlichen Kalorienverbrauchs im Ruhezustand nach dem Training wünschen. Wie bereits mehrfach angesprochen, unterliegen der Nachbrenneffekt und sämtliche Untersuchungen in dieser Richtung derartig vielen individuellen Voraussetzungen, dass pauschale Aussagen hier unmöglich zu treffen sind. Die gewonnen Werte gleichen in ihrer Aussagekraft den Kalorienverbräuchen, die Stepper und Laufbänder in Fitnessstudios ohne Kenntnisse von Geschlecht, Gewicht, Stoffwechsel usw. der trainierenden Person errechnen: letztlich fällt der Nachbrenneffekt bei jedem Individuum und dann wiederum bei jedem Training anders aus. Die ihm zu Grunde liegenden komplexen Vorgänge werden noch zu wenig verstanden, um etwa eine Formel zur Bestimmung von Richtwerten, wie sie für den Tagesbedarf eines Menschen in Abhängigkeit von Geschlecht, körperlicher Aktivität etc. existiert, aufstellen zu können.
Studien maßen für moderate Ausdauerbelastungen wie etwa einem einstündigen Cardiotraining bei weniger als 70% der maximalen Herzfrequenz einen Nachbrenneffekt von weniger als 70kcal. Bei hochintensivem Intervall- oder Splittraining im Kraftsportbereich, das mit ständig auftretender anaerober Energiebereitstellung und/ oder sogar Verletzungen des Muskelgewebes verbunden ist, sind deutlich höhere Werte erreichbar. Hier wurden in Untersuchungen Nachbrenneffekte über 36 Stunden und in Höhe von annähernd 200kcal gemessen.
Es sind Werte wie diese, die dazu führen, dass radikale Verfechter des Krafttrainings diesem eine deutliche Überlegenheit hinsichtlich der Gewichtsreduktion einräumen. Kraftsport, so wird argumentiert, mag es auch im Zeitraum des eigentlichen Workouts weniger energieaufwendig sein, eignet sich eben durch den eklatant höheren Nachbrenneffekt besser zur Unterstützung der Diät, als das klassische Ausdauertraining. Dem kann nach Betrachtung der bisherigen Forschungsarbeit nur teilweise zugestimmt werden.
Die Ergebnisse pendeln sich bei einem Anteil der nachträglichen Kalorienkosten am Gesamtverbrauch von ca. 5 bis 10% ein. Wenn man bedenkt, dass der Kalorienverbrauch etwa bei einer einstündigen Laufeinheit in zügigem Tempo wesentlich höher ist als der bei einem einstündigen Krafttraining, so wird ersichtlich, dass zwar der Anteil der Energie, die komfortabel im Ruhezustand verbraucht wird, für das Krafttraining größer ist. Gemessen am absoluten Kalorienverbrauch geht jedoch die Cardioeinheit als Sieger aus dem Rennen hervor.
Abschließend kann gesagt werden, dass der Nachbrenneffekt und seine Bedeutung wenig verstanden, aber oft überschätzt werden. Sollten die oben genannten Spitzenwerte tatsächlich durch kontinuierliches Training regelmäßig erreicht werden, kann sich über einen längeren Zeitraum durchaus eine beachtliche Summe verbrauchter Kalorien ergeben, die einen Beitrag zur Gewichtskontrolle leisten kann. Dennoch fällt sein Effekt im Vergleich zum Energieverbrauch durch das eigentlich Training, alltägliche körperliche Aktivität, den Grundumsatz usw. zu gering aus, als dass die Trainingsgestaltung allzu stark nach ihm zu richten wäre; bei der Auswahl der optimalen Trainingsform für das jeweilige Gewichtsziel sollten daher andere Überlegungen eine größere Rolle spielen.
Quellen
- Anatomie und Physiologi,; Udo M. Sportnitz; Springer Verlag
- Der Körper des Menschen – Einführung in Bau und Funktion, Adolf Faller/ Michael Schünke; Thieme Verlag
- Biologie, Anatomie, Physiologie; Nicole Menche; Urban & Fischer
- Der Nachbrenneffekt als geeignetes Mittel der Gewichtsreduktion?, Daniel Geißler; Magisterarbeit Uni Wien