Sind alle exogenen Ketone gleich?

Es besteht zunehmendes Interesse an der Wirkung, die Ketone auf die Leistung von Sportlern haben könnten. Wir wissen, dass wir durch den Verzehr einer sehr kohlenhydratarmen Ernährung – weniger als 50 Gramm pro Tag oder so – in die Ketose geraten oder die zirkulierende Konzentration von Ketonen im Blut erhöhen können. Deshalb werden diese Diäten „ketogen“ genannt (1, 8). In den letzten Jahren wurden Nahrungsergänzungsmittel entwickelt, die es uns ermöglichen, unsere zirkulierenden Ketonkonzentrationen unabhängig von unserer gewohnten Ernährung zu erhöhen. Dies sind die sogenannten „exogenen Ketonpräparate“ (9).

Es gibt verschiedene Arten von exogenen Ketonpräparaten, darunter Ketonester, Ketonsalze und Ketonvorläufer (die im Körper in Ketone umgewandelt werden). Ketonsalze kombinieren Ketone mit Natrium, Kalium, Kalzium oder Magnesium und haben vorhersehbar das Potenzial, eine sehr hohe Salzbelastung bereitzustellen. Ketonsalze führen tendenziell zu einer geringfügigen Erhöhung der Ketonkonzentration im Blut, insbesondere der D-βHB-Konzentration.

Ketonester hingegen sind über eine Esterbindung an einen Ketonvorläufer (wie Butandiol) gebunden. Es gibt drei Esterbindungen: Monoester (eine), Diester (zwei) oder Triester (drei). Alle Ester erhöhen den Ketonspiegel über die Grundwerte hinaus. Die Einnahme des Ketonvorläufers Butandiol führt ohne die Salzbelastung zu ähnlich geringfügigen Erhöhungen der D-βHB-Konzentrationen im Blut. Die Einnahme von Ketonester (Monoester, Diester und Triester) führt zu einem viel größeren Anstieg der zirkulierenden Ketone (9). Die meisten kommerziell erhältlichen Ketonester auf dem heutigen Markt sind Monoester, beispielsweise unter Marken wie Delta G. Abbildung 1 unten zeigt den zeitlichen Verlauf von drei verschiedenen Salzketonen im Vergleich zu einem Monoester. Wie Sie sehen, gibt es hinsichtlich der Wirkung einen großen Unterschied.

Der Stoffwechsel der verschiedenen Ketonpräparate ist kompliziert, aber der Punkt, den ich hier veranschaulichen möchte, ist, dass nicht alle Ketonpräparate gleich sind und daher verschiedene Nahrungsergänzungsmittel unterschiedliche Wirkungen haben können.

Wie dem auch sei, es gibt zwei Hauptgründe für die Einnahme exogener Ketone während des Ausdauertrainings. Erstens können exogene Ketone eine alternative Kraftstoffquelle darstellen – wahrscheinlich nicht in nennenswertem Umfang (3) – oder den Kraftstoffstoffwechsel auf eine leistungsfördernde Weise modulieren (2), z. B. indem sie den Blutzuckerspiegel stabilisieren und Müdigkeit durch Hypoglykämie verhindern. Zweitens sind Ketone eine „effiziente“ Kraftstoffquelle, die pro Kohlenstoffeinheit höhere Energieausbeuten liefert als Kohlenhydrate (11). Daher wurde oft die Hypothese aufgestellt, dass eine exogene Keton-Supplementierung über Stoffwechselmechanismen die Leistung steigert.

Ich war an einer bereits 2019 veröffentlichten Studie beteiligt, in der die Auswirkungen der Einnahme des exogenen Ketonpräparats R,S-1,3-Butandiol auf die Zeitfahrleistung von Radfahrern untersucht wurden (10). Dieses Nahrungsergänzungsmittel wird nach der Einnahme im Darm absorbiert, wo es in der Leber in das Keton βHB umgewandelt wird. In der Studie ließen wir eine Gruppe gut trainierter männlicher Radfahrer 85 Minuten lang mit 85 % der VT2 fahren – was wahrscheinlich etwa der halben Ironman-Leistung entspricht –, bevor sie eine festgelegte Arbeitsmenge, 7 kJ.kg-1, erledigten so schnell wie möglich. Das Zeitfahren war auf eine Dauer von ca. 25–30 Minuten ausgelegt.

Die Radfahrer absolvierten diese Leistungstests zweimal; einmal mit einer Dosis des Butandiols, die 30 Minuten vor dem Training und nach 60 Minuten der Vorbelastungsphase eingenommen wurde, und einmal mit einem Placebo. Während der Versuche haben wir neben der Leistung auch eine Reihe physiologischer und wahrnehmungsbezogener Variablen gemessen.

Wir testeten die Hypothese, dass die Einnahme von Butandiol vor und während des Trainings die nachfolgende Ausdauerleistung verbessern würde, und zwar über einen glykogensparenden Effekt während der Steady-State-Phase, wodurch mehr Kohlenhydrat-Kraftstoff für die Zeitfahrphase mit hoher Intensität zur Verfügung steht. Leider zeigten unsere Daten diesen Effekt nicht – die Zeitfahrleistung war in den Butandiol- und Placebo-Studien ähnlich, es gab keinen Unterschied in der Zeit bis zum Abschluss oder der durchschnittlichen Leistungsabgabe. Das Nahrungsergänzungsmittel erhöhte die D-βHB-Konzentration im Blut, allerdings nur auf ~1 mmol.L-1 während des Trainings, was nicht besonders hoch ist. Interessanterweise gab es einige Hinweise auf eine verringerte Effizienz während der Steady-State-Phase des Butandiol-Versuchs, mit einem höheren Sauerstoffverbrauch zum 20-Minuten-Zeitpunkt der Steady-State-Phase im Vergleich zum Placebo-Versuch.

Bemerkenswert war auch, dass etwa die Hälfte der Teilnehmer in der Keton-Studie über mittelschwere oder schwere Magen-Darm-Symptome berichteten, wobei einige sogar über leichtes Schwindelgefühl, Übelkeit und Euphorie berichteten, ein bisschen als ob sie sich ein wenig betrunken fühlten! Wenn man bedenkt, dass es sich bei dem Nahrungsergänzungsmittel, einem Ketonvorläufer, im Wesentlichen um einen Alkohol handelt, der durch das Leberenzym Alkoholdehydrogenase verstoffwechselt wird, sind diese Effekte nicht überraschend. Möglicherweise verdeckten diese negativen Wahrnehmungseffekte des Butandiol-Ergänzungsmittels jegliche Vorteile, die es möglicherweise für den Stoffwechsel hatte.

Unsere Studie scheint also darauf hinzudeuten, dass die Einnahme des Butandiol-Ergänzungsmittels vor und während des Ausdauertrainings keinen positiven Einfluss auf die Ausdauerleistung hat. Allerdings ist die Nahrungsergänzung mit Ketonen sicherlich nicht aus der Mode gekommen, und seit 2019 wurden zahlreiche Studien durchgeführt, die die Wirkung von Ketonergänzungen in einer Reihe von Ausdauersportarten untersuchen. In diesen Studien wurden tendenziell Ketonester verwendet, die weitaus größere Auswirkungen auf die zirkulierenden Ketonkonzentrationen haben. Das bedeutet, dass wir weniger aufnehmen können und die zirkulierenden Ketone stärker ansteigen.

Beispielsweise hat sich gezeigt, dass die Einnahme von Ketonester während der Erholungsphase nach dem Training die Erythropoietin-Konzentration im Blutkreislauf steigert (4). Da Erythropoietin – oder EPO – das Hormon ist, das die Produktion roter Blutkörperchen stimuliert, kann dies im Laufe der Zeit zu einer sehr günstigen adaptiven Reaktion führen, obwohl wir abwarten müssen, bis die Daten vorliegen. Eine andere Studie ergab, dass die Einnahme eines Ketonester-Ergänzungsmittels als Teil der Erholungsernährung nach dem Training während einer Phase intensiven Trainings die Symptome von Müdigkeit und Überlastung abschwächt. Dies sind nützliche Effekte während Trainingslagern oder anstrengenden Rennperioden, insbesondere wenn man bedenkt, dass dies zu einer verbesserten Leistung führte (5).

Eine Reihe von Studien ebenfalls aus derselben Gruppe – unter der Leitung von Peter Hespel von der KU Leuven in Belgien – ergaben, dass die Einnahme von Ketonester während des Trainings die Ausdauerleistung verbessert, allerdings scheinbar nur bei gleichzeitiger Einnahme mit Bikarbonat (6, 7). Bikarbonat ist ein praktischer Puffer für die ermüdende Säure, die während des Trainings entsteht, und die Einnahme von Ketonester kann selbst eine Azidose hervorrufen. Daher können Sie durch die Einnahme von Ketonestern zusammen mit Bicarbonat die Vorteile der erhöhten Ketonkonzentrationen nutzen und gleichzeitig die negativen Auswirkungen der säureproduzierenden Wirkung des Ketonpräparats abmildern. Vorausgesetzt, Sie können mit dem Bikarbonat umgehen, das bekanntermaßen bei manchen Sportlern Magenbeschwerden hervorruft.

Exogene Ketonpräparate sind zunehmend verfügbar und werden zunehmend auf ihren potenziellen Nutzen im Ausdauersport hin untersucht. Nicht alle Ketonpräparate sind gleich, und es scheint, dass Ketonester die vielversprechendsten sind, insbesondere bei der Erholung nach dem Training. Wenn Sie erwägen, Ketonpräparate zu verwenden, würde ich Ihnen raten, zunächst eine kleine Menge auszuprobieren und zu sehen, wie gut Sie diese vertragen und sich anpassen. Es sieht so aus, als ob die Verwendung von Ketonmonoestern im Hinblick auf die tägliche Anwendung vorteilhafter sein könnte und die Anpassung an das Training erleichtert. Und vielleicht nicht etwas, das nur für den Renntag aufgehoben wird.