Die vorhandenen Reserven der Glykogenspeicher haben einen grossen Einfluss auf die sportliche Leistungsfähigkeit. Aus diesem Grund ist die Aufnahme von Kohlenhydraten ein entscheidender Faktor im täglichen Leben eines jeden Athleten und auch ein Bestandteil der Leistung von Eliteathleten. Dieser Reviewartikel fasst die verschiedenen invasiven und nicht-invasiven Methoden zur Bestimmung der Glykogenspeicher umfassend zusammen.

 Die Sportwissenschaften haben sich in den letzten Jahren rasant weiterentwickelt. Neue Technologien ermöglichen Ausdauerathleten, Sportteams und Ärzten die Bewegungen der Spieler, sowie die Belastungen der Athleten zu überwachen, um so die sportliche Leistung weiter zu optimieren und das Risiko für Verletzungen zu senken. Immer mehr und öfters werden deshalb Sensoren eingesetzt, welche die physiologischen Daten der Spieler bzw. Athleten erfassen. Da die Ernährung bzw. die Kohlenhydratzufuhr massgeblich zur Erbringung von Leistungen beiträgt, wurden auch Methoden entwickelt, um die Reserven der Glykogenspeicher in der Muskulatur zu messen. Das Muskelglykogen ist dabei die Hauptenergiequelle für die anaerobe Leistung und liefert auch einen grossen Teil der Energie bei Ausdauerleistungen. Um nun herauszufinden, welche Menge an Kohlenhydraten für die entsprechende Leistung von Nöten ist, misst man idealerweise das Muskelglycogen. Die Messungen sind jedoch meist invasiv und es fehlt an einer nicht-invasiven Methode, welche den Gehalt der Speicher in «real-time» erfassen kann. Dieser Review fasst die unterschiedlichen Methoden zusammen und gibt einen Ausblick, in welche Richtung sich die Bestimmung der Glykogenspeicher in Zukunft weiterentwickeln wird.

 

Methoden zur Bestimmung des Muskelglykogens bei Athleten

  • Muskelbiopsie (Goldstandard-Methode): Entnahme ist invasiv, wenig Komplikationen, auch andere Parameter können mit einer Muskelbiopsie bestimmt werden, Anzahl Muskelbiopsien pro Athlet ist limitiert, PAS-staining zur Färbung der Muskelbiopsie und zur Bestimmung der Glykogenreserven
  • Magnetresonanzspektroskopie: der chemische Gehalt von MR-sichtbaren Zellkernen wird dabei sichtbar gemacht, nicht-invasive Methode, ein Kohlenstoffisotop (13C) wird als Kontrastmittel eingesetzt, ionisierende Strahlung, relativ kostspielig
  • Muskuloskeletale Hochfrequenz-Ultraschall-Untersuchung (MuscleSound©): relativ günstige nicht-invasive Untersuchungsmethode, keine ionisierende Strahlung, keine langanhaltenden Nebenwirkungen, Messung des Wassergehalts, wenn Glykogenspeicher voll sind, wird das Bild dunkler und wenn die Glykogenspeicher leer sind, wird es heller, Veränderungen der Muskelglykogenspeicher können so aufgezeigt werden

Kommentar

Muskelbiopsien in Kombination mit histochemischer Untersuchung bleiben zur Zeit die bevorzugte Methode zur Bestimmung des Muskelglykogens. Dies wird auch so bleiben, bis eine neue Methode entwickelt wird, welche mit hoher Genauigkeit, nicht-invasiv, in real-time, mobile Messungen zulässt. Bei den nicht-invasiven Methoden bleibt vorerst die Magnetresonanzspektroskopie die bevorzugte. Bessere Sensoren, welche Messungen während einer Belastung zulassen, werden irgendwann so weit entwickelt sein, dass sie die Muskelbiopsien ablösen können. Bis dahin ist es jedoch noch ein weiter Weg und wird einige Zeit beanspruchen.

Literatur

Greene et al. State-of-the-Art Methods for Skeletal Muscle Glycogen Analysis in Athletes-The Need for Novel Non-Invasive Techniques (2017) 7(1). pii