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Medizin
2. November 2023

Energiemangel im Sport – IOC-Update zum RED-S

Christian Kirchhoff

Das Internationale Olympische Komitee (IOC) veröffentlicht 2023 ein bemerkenswertes Konsensus-Statement zu REDs und Energiemangel in Athleten. In diesem Statement werden von renommierten Experten neue Erkenntnisse, Modelle und Updates verarbeitet, die sich seit 2018 ergeben haben. Ein Must-Read für Trainer, Therapeuten und Ärzte, denen die Leistung und Gesundheit ihrer Athleten oder Patienten wichtig ist. Du wirst auch erfahren, was Kohlenhydrate mit der Leistung und Gesundheit von Athletinnen zu tun haben.

In den letzten Jahren haben Experten viele neue Erkenntnisse rund um den Themenschwerpunkt REDs (früher RED-S) gewinnen können und viele Studien neu publiziert. Darunter auch 11 Arbeiten, zu denen auch ein neues IOC-Konsensus-Statement (Mountjoy et al., 2023) zählt. Diese wegweisende Arbeit erschien im „British Journal of Sports Medicine”.

Verschiedene Themen, wie die Rolle der Kohlenhydrate für REDs und eine eine überholte REDs-Definition werden in dieser Arbeit abgedeckt. Wir erfahren, dass man nun die schon länger im REDs genannte geringe Energieverfügbarkeit (LEA = Low Energy Availability) weiter spezifizieren kann und dies Einfluss auf die Konsequenzen der LEA hat.

Des Weiteren gehen die Forschenden auf die Frage ein, ob sich der Grenzwert für solche Konsequenzen zwischen Männern und Frauen unterscheidet und informieren in diesem Zusammenhang auch darüber, wie REDs die Leistung (Performance Conceptual Model) und Gesundheit (Health Conceptual Model) beeinflussen kann.

Gemäß Konsensus-Statement ist die beste Prävention, die Awareness (ein Bewusstsein) für das Problem REDs/LEA zu schaffen und über eine adäquate Ernährung aufzuklären.

Abhängig davon, wie lange sich jemand in einem Zustand geringer Energieverfügbarkeit befunden hat und wie ausgeprägt dieser Zustand war, wird auch die Erholung unterschiedlich schnell ablaufen. Es wird eine vierte Farbe (Orange) für die REDs-Risikobewertung in einem Rechner (siehe Ende des Beitrags) eingeführt.

Die aktuelle Definition von REDs und wichtige Begriffe

Relative Energy Deficiency in Sport (REDs)

“Ein Syndrom beeinträchtigter physiologischer und/oder psychologischer Funktionen, das bei Sportlerinnen und Sportlern auftritt und durch die Exposition gegenüber einer problematischen (andauernden und/oder schweren) LEA verursacht wird.”

Zu den negativen Folgen zählen unter anderem eine Beeinträchtigung des Energiestoffwechsels, der Reproduktionsfunktion, der Muskel – und Skelettgesundheit, der Immunität, der Glykogensynthese sowie der kardiovaskulären und hämatologischen Gesundheit, die alle einzeln und synergetisch zu einer Beeinträchtigung des Wohlbefindens, einem erhöhten Verletzungsrisiko und einer verminderten Gesundheit führen können und somit auch die sportliche Leistung reduzieren.

Einfach gesagt dedeutet das: die LEA führt zu einem relativen Energiemangel (REDs). REDs beschreibt den Einfluss einer problematischen LEA auf die Leistung und Gesundheit.

Low energy availability (LEA)/niedrige Energieverfügbarkeit

Unter einer LEA versteht man jedes Missverhältnis zwischen der Energieaufnahme (Ernährung) und dem Energieverbrauch beim Training, was dazu führt, dass der gesamte Energiebedarf des Körpers nicht gedeckt wird und man sich in einem Zustand permanenter Energieunterversorgung befindet.

Dem Körper steht nicht genügend Energie zur Verfügung, um die Funktionen zu unterstützen, die er zur Aufrechterhaltung wichtiger Funktionen, einer optimalen Gesundheit und Leistungsfähigkeit benötigt.

Forscher beschreiben die LEA auf einem Kontinuum. Es gibt Szenarien, in denen die Auswirkungen ungefährlich sind („adaptable“ LEA) und andere, in denen es zu erheblichen und potenziell langfristigen Beeinträchtigungen der Gesundheit und Leistungsfähigkeit kommt (“problematische” LEA).

Die LEA lässt sich somit in zwei Kategorien aufteilen. Es ist vor allem die problematische LEA, die REDs ausmacht und zu langfristigen negativen Konsequenzen führt.

Adaptable LEA

Bei der anpassungsfähigen (adaptable) LEA handelt es sich um eine Verringerung der Energieverfügbarkeit, die mit harmlosen Auswirkungen einhergeht, einschließlich milder und schnell reversibler Veränderungen der Biomarker verschiedener Körpersysteme, die eine adaptive Energieverteilung und die Plastizität der menschlichen Physiologie signalisieren.

In einigen Fällen kann das Szenario, das der Verringerung der Energieverfügbarkeit zugrunde liegt, mit akuten Gesundheits – oder Leistungsvorteilen (z. B. erhöhter relativer VO2max) verbunden sein.

Die anpassungsfähige LEA ist in der Regel eine kurzfristige Erfahrung mit minimalen (oder keinen) Auswirkungen auf die langfristige Gesundheit, das Wohlbefinden oder die Leistung. Moderierende Faktoren (z.B. Alter, Genetik, Geschlecht) können die Outcomes beeinflussen.

Zusammengefasst: die adaptable LEA steht für eine milde und vorübergehende LEA, die eher harmlose Effekte im Gegensatz zur problematischen LEA hat. Die adaptable LEA ist eher ein kurzfristiger Zustand und hat daher keinen oder einen minimale Effekt auf Leistung und Gesundheit.

Problematisches LEA

Bei einer problematischen LEA handelt es sich um eine LEA-Exposition, die mit einer größeren und potenziell anhaltenden Störung verschiedener Körpersysteme einhergeht, sich oft mit Anzeichen und/oder Symptomen äußert und eine maladaptive Reaktion darstellt.

Die Merkmale einer problematischen LEA-Exposition (z. B. Dauer, Ausmaß, Häufigkeit) können je nach Körpersystem und Person variieren.

Sie können zusätzlich durch die Interaktion mit moderierenden Faktoren beeinflusst werden, die die Beeinträchtigung von Gesundheit, Wohlbefinden und Leistungsfähigkeit verstärken können.

Das hat einen langfristiger Effekt auf Leistung und Gesundheit. Eine anhaltende oder/und schwerwiegende niedrige Energieverfügbarkeit birgt für Sportler das Risiko der Entwicklung eines REDs, das sowohl Gesundheit als auch Leistungsfähigkeit massiv beeinträchtigt.

REDs-Prävalenz

Die Prävalenz des REDs/ der LEA variiert von Sport zu Sport. Sie wird aber auf 15-80% beziffert. Das Problem REDs wird häufig nicht von Medizinern, Coaches oder Athleten erkannt oder als Sportkultur vernebelt, da eine kurzzeitige LEA (z.B. niedrigeres Gewicht im Ausdauersport) zeitweilige Leistungsvorteile bringen kann und zusätzlich auch soziale Anerkennung vom Coach/Trainer fördert. Die Langzeitfolgen werden jedoch gerne übersehen.

Kalorien & Grenzwerte

Der mögliche Grenzwert (Energieverfügbarkeit), von dem negative körperliche Konsequenzen zu erwarten sind, scheint sich zwischen den Geschlechtern zu unterscheiden. Die Werte sollten daher nur als Referenz herangezogen werden und können sich auf individueller Ebene unterscheiden.

Für Frauen hat sich ein Grenzwert von 30 kcal/kg FFM (fettfreie Masse) etabliert. Der Wert für Männer wird jedoch mit ≤ 25 kcal/kg/FFM angegeben – hier sind noch mehr Daten nötig, so die Forscher. Auch für Männer kann eine LEA bedeuten, dass die HPG-Achse, die den Zeitpunkt und die Menge der Hormonfreisetzung steuert, negativ beeinflusst wird.

Das ist einer der Gründe, warum für Sportler eine Energieverfügbarkeit von 45 kcal/kg FFM oder mehr empfohlen wird.

Von einer subklinischen LEA wird gesprochen, wenn die Energieverfügbarkeit zwischen 30-45 kcal/kg FFM liegt. Alles unter 30 kcal/kg FFM ist zu vermeiden.

Aktuelle REDs-Modelle

Im Prinzip gibt es das REDs Health Conceptual Model (Konsequenzen für Gesundheit) und das REDs Performance Conceptual Model (Konsequenzen für Leistung). Die Modelle zeigen auf, welche Konsequenzen eine LEA haben kann. Um den Unterschied deutlich zu machen, werden in der Darstellungen Pfeile genutzt, die in der folgenden Grafik hell beginnen (adaptable) und rot (problematic) enden.

Health Conceptual ModelAngegeben werden die durch eine LEA möglichen Konsequenzen, die Knochengesundheit, Fruchtbarkeit, Wachstumsstörungen, Harninkontinenz, Energiestoffwechsel, Glukosestoffwechsel, Fettstoffwechsel, Muskelfunktion, kardiovaskuläre Funktion, Schlafqualität betreffen oder neurokognitive Funktionen, Immunität oder mental Gesundheit beeinflussen können.

Performance Conceptual ModelAngegeben werden die durch eine LEA möglichen Konsequenzen, die z.B. Erholung, kognitive Leistung, Ausdauerleistung, Muskelkraft, Power-Produktion oder Motivation betreffen.

Kohlenhydrate

Nachteilige Effekt auf die Immunität, Knochen und Eisenbiomarker könnten ein Resultat einer geringen Kohlenhydratverfügbarkeit (LCA = Low Carbohydrate Availability) sein – manchmal unabhängig von der LEA.

Neben der LEA wird auch eine LCA als Einflussfaktor auf REDs-Outcomes gehandelt. Zu wenig Kohlenhydrate könnten mit der LEA in Kombination zu (stärkeren) Konsequenzen führen oder unabhängig von der Kalorienaufnahme weitere Probleme begünstigen.

Zu wenig dieses “Kraftstoffes” könnte wie ein Brandbeschleuniger für die REDs-Entwicklung sein. Die LCA ist zumindest assoziiert mit schlechterer Immunität, Knochengesundheit und einen Einfluss auf Eisenbiomarker. Inwieweit solche Effekte von der Energieaufnahme zu trennen sind, bleibt im Detail zu erforschen.

2023 wurden direkt mehrere Arbeiten verschiedenster Experten in der Sportliteratur veröffentlicht, die die Kohlenhydrate in den Fokus heben.

Professor Hackney (Hackney, 2023) widmete sich den hormonellen Auswirkungen, die von der LEA und REDs im Sport ausgehen können und durch eine geringere Kohlenhydratzufuhr (LCA) noch intensiviert werden könnten.

Professor Hackney legt uns nahe, dass Low-Carb in Verbindung mit LEA die Wahrscheinlichkeit der Entwicklung von REDs-Symptomen erhöht.

→ LEA + LCA = reduziertes T3 = Störung der HPG-Achse

Diesem Modell nach reduziert die LEA  z.B. die T3-Werte (noch verstärkt durch Low-Carb), da das Hormon Cortisol betreffende Enzyme aktivieren kann.

Das Schilddrüsenhormon T3 ist aber durchaus wichtig. Die LEA stört die HPG-Achse ohnehin schon, was die Hormonlevel reduzieren kann. Aber ein T3-Problem (weiter angefeuert durch Low-Carb) könnte den negativen Hormoneffekt forcieren und z. T. erklären.

Abb. 4: Hypothetisches Modell, das zeigt, wie eine geringe Energieverfügbarkeit (LEA) und eine geringe Kohlenhydrataufnahme einen verstärkenden Effekt auf die Schaffung eines Hormonprofils haben, das mit problematischem LEA und relativem Energiemangel im Sport (REDs) verbunden ist (Chloewilliamson, 2023)

Kommt es zu niedrigen T3-Werten, könnte das den Abfall und die Funktion weiterer wichtiger Hormone beeinflussen. Daneben sei es möglich, dass Cortisolveränderungen, die durch eine Kombination von Low-Carb und LEA eintreten, die Hormonproduktion durch eine gehemmte Steroidsynthese und hemmende Effekte auf Hormone wie Leptin direkt beeinflussen.

Ausreichend Kalorien (Energie) und ausreichend Kohlenhydrate sind für Sportler gemäß dieses Modells sehr sinnvoll, damit Hormone wie T3, Östrogen oder Leptin nicht unnötig abfallen oder Stresshormone wie Cortisol erhöht werden. Carb-Shaming ist damit völlig fehl am Platze im Sport, wie der Professor betont.

Dem nicht genug. Dr. Nickey Keay ist die Frau, an die man sich wendet, wenn man mehr über Hormone, Leistung und REDs erfahren möchte. Auch Dr. Keay schrieb einen relevanten Blogartikel zum Thema. Sie gibt dort einige Highlights des IOC-Papiers wieder. In ihrem Blogartikel für das „British Journal of Sports Medicine” schreibt die sinngemäß:

Obwohl wir von einer LEA sprechen, betont das IOC-Konsensus-Statment, dass die Kohlenhydratverfügbarkeit der Schlüssel ist. Dies basiert auf Evidenz dafür, dass Kohlenhydrate ab einer bestimmten Intensität das Hauptsubstrat für körperliche Betätigungen sind. Darüber hinaus reagieren die Hormone der Reproduktionsachse besonders empfindlich auf die Kohlenhydratverfügbarkeit. Die IOC-Erklärung hebt Studien hervor, bei denen kohlenhydratarme Strategien (obwohl isokalorisch gestaltet) zu Hormonstörungen und einer schlechteren sportlichen Leistung führten.

Auch Lodge und Kollegen beschäftigen sich mit der Thematik (Lodge et al., 2023). Die Wissenschaftler berichten in ihrem Review, warum Kohlenhydrate zusammen mit genug Energie für Frauen wichtig sind und welche Empfehlungen es dazu gibt.

Sie arbeiten zunächst heraus, dass 45-98% der Sportlerinnen die aktuellen Empfehlungen für die Kohlenhydrataufnahme nicht erreichen. Wer wenige Kalorien zuführt, hat auch meist wenig Platz für Kohlenhydrate und wer Kohlenhydrate meidet könnte auch wichtige Kalorien weglassen und die LEA begünstigen.

In folgender Tabelle werden die Empfehlungen (Energie und Kohlenhydrate) von verschiedenen Organisationen dargestellt. Diese bewegen sich von 5-12 g/kg/Tag.

Nach einem Training, das die Glykogenspeicher leert, sollten innerhalb von 4 bis 6 Stunden mindestens 1.2 g/kg Kohlenhydrate zugeführt werden.

Abb. 5: Kohlenhydratempfehlungen (Lodge et al., 2023)

Die LCA ist gemäß Autoren assoziiert mit negativen Effekten auf Leistung und Gesundheit. Inwieweit sich das immer von der LEA trennen lässt, ist zu klären. LCA betrifft besonders Ausdauerathletinnen.

Abb. 6: LCA Model (Lodge et al., 2023)

Wer sich in einem LEA-Zustand befindet, läuft Gefahr, den Substratstoffwechsel zu verändern – weniger Kohlenhydrate werden oxidiert und mehr Fettsäuren. Diese Umstellung könnte Leistungsnachteile bedeuten.

Was können ausreichend Kohlenhydrate im Vergleich zu wenig Kohlenhydraten im besten Fall leisten?

  • Die Leistung unterstützen
  • Das Erkrankungsrisiko (z.B. für Infekte) reduzieren
  • Das Verletzungsrisiko (z.B: für Knochen) reduzieren
  • Die Eisenaufnahme und die Eisenregulation unterstützen
  • Das Risiko für Nährstoffdefizite (Kalzium, Eisen) reduzieren
  • Den Zyklus unterstützen (möglicher Einfluss auf Progesteron und Östrogen)
  • Die Knochengesundheit über ihren Einfluss auf Hormone unterstützen
  • Das Risiko für LEA reduzieren
  • Die Auswirkungen von LEA reduzieren
  • Das Verletzungsrisiko reduzieren

Dazu hat Wissenschaftlerin Melissa Lodge selbst eine Liste erstellt, die auf den Erkenntnissen des Reviews basiert und den Vorteil von ausreichend Kohlenhydraten im Detail erklärt. Dabei sei angemerkt, dass dies ihre Interpretation der Dinge ist und oft mehr Forschung nötig ist, um klare Annahmen formulieren zu können.

Mögliche Konsequenzen für die Gesundheit (LCA)

  • Zyklus und Menstruation: Erhalt der Hormonlevel, besonders Progesteron und Östrogen. Kohlenhydrate helfen, den normalen Zyklus zu regulieren.
  • Knochengesundheit: Östrogen ist assoziiert mit einer reduzierten Gluconeogenese. Kohlenhydrate tragen zur Regulierung der normalen Knochengesundheit bei, indem sie Hormone (z. B. Östrogen, IGF-1, Cortisol, GH) beeinflussen, die die Knochendichte beeinflussen. Die LCA ist unabhängig mit schlechteren Knochen-Outcomes assoziiert – sogar mit ausreichender Energieverfügbarkeit.
  • Endokrin: Low-Carb wurde mit Nährstoffdefiziten assoziiert (besonders Kalzium und Eisen); unvorteilhafte Veränderungen bezüglich IL-6 – und Hepcidinmarkern.
  • Hämatologisch: Kohlenhydratrestriktion führte zu unvorteilhaften Veränderungen der Eisenregultion.
  • Immunologisch: Athleten, die einer periodischen Kohlenhydratrestriktion nachgingen, hatten  im Vergleich ein 9% höheres Risiko für Krankheit und Verletzungen.
  • Metabolisch: Zu den endokrinen Veränderungen aufgrund von LEA gehören T3-Veränderungen und ein verringerter Leptinspiegel (durch eine verringerte Kohlenhydratverfügbarkeit vermittelt). Reduziert den Ruheumsatz.

Interessant ist ein Excel-Rechner, in dem man Infos („Indicators”: z.B. Zyklusinfos) eingeben kann. Es gibt verschiedene Indicator-Kategorien („severe primary” bis „potential Indicators”), die unterschiedliche Punkte ergeben. Diese Informationen sollen es Experten ermöglichen, Athleten in Risikokategorien (Grün bis Rot) einzuordnen.

Grün würde REDs eher ausschließen. Gelb steht für einige REDs-Indikatoren aber eine milde REDs-Version. Orange steht für mehrere Indikatoren (intensivere Behandlung nötig). Athleten im roten Bereich sind von Energiemangel schwerer betroffen und brauchen intensiveren Support.

Abb. 8: REDs Risiko (Mountjoy et al., 2023)

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Christian, leidenschaftlich in der Recherche und Aufarbeitung aktueller wissenschaftlicher Publikationen, bringt tiefe Einblicke in die Themen Ernährung und Nährstoffmedizin. Seine Fähigkeit komplexe Forschungsthemen zugänglich und verständlich zu machen, zeichnet ihn als Research Spezialisten aus.

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Christian ist Teil unseres Research Teams und beschäftigt sich täglich mit wissenschaftlichen Arbeiten und Studien. Er interessiert sich für das „Warum“ – also die Argumentationskette - hinter den Dingen und bereitet aktuelle Daten für Trainer, Therapeuten und Ärzte so auf, dass ihnen der Transfer von der Wissenschaft in die Praxis gelingt.

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Quellen:

Chloewilliamson. (2023b). A bad situation made worse: low carbohydrate intake amplifies low energy availability hormonal disturbances. BJSM blog – social media’s leading SEM voice. https://blogs.bmj.com/bjsm/2023/08/14/a-bad-situation-made-worse-low-carbohydrate-intake-amplifies-low-energy-availability-hormonal-disturbances/

Chloewilliamson. (2023c). The state of play on Relative Energy Deficiency in Sport (REDS). BJSM blog – social media’s leading SEM voice. https://blogs.bmj.com/bjsm/2023/10/09/the-state-of-play-on-relative-energy-deficiency-in-sport-reds/

Ioc. (2023). IOC publishes new Consensus Statement on Relative Energy Deficiency in Sport (REDS) to protect athlete health. International Olympic Committee. https://olympics.com/ioc/news/ioc-publishes-new-consensus-statement-on-relative-energy-deficiency-in-sport-reds-to-protect-athlete-health

Lodge, M. T., Ward-Ritacco, C. L., & Melanson, K. J. (2023). Considerations of Low Carbohydrate Availability (LCA) to Relative Energy Deficiency in Sport (RED-S) in Female Endurance Athletes: A Narrative Review. Nutrients, 15(20), 4457.

Mountjoy, M., Ackerman, K. E., Bailey, D. M., Burke, L. M., Constantini, N., Hackney, A. C., … & Erdener, U. (2023). 2023 International Olympic Committee’s (IOC) consensus statement on Relative Energy Deficiency in Sport (REDs). British journal of sports medicine, 57(17), 1073-1097.

Stellingwerff, T., Mountjoy, M., McCluskey, W. T., Ackerman, K. E., Verhagen, E., & Heikura, I. A. (2023). Review of the scientific rationale, development and validation of the International Olympic Committee Relative Energy Deficiency in Sport Clinical Assessment Tool: V. 2 (IOC REDs CAT2)—by a subgroup of the IOC consensus on REDs. British Journal of Sports Medicine, 57(17), 1109-1118.

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