Dehydrierung im Ausdauersport

Motiviert durch meinen rapiden Leistungsabfall auf den letzten Kilometern des Wispertaunussteigs und den entsprechend möglichen Chancen, meine Marathonleistungen signifikant zu verbessern, wollte ich es genau wissen: wie stark beeinflusst es unsere Ausdauerleistung, wenn wir Durst bekommen? Was sind die Auswirkungen von Dehydrierung im Ausdauersport?

Dehydrierung, was ist das eigentlich?

Als Dehydrierung, Dehydration oder auch Dehydratation wird ein Flüssigkeitsverlust bzw. Volumenmangel der extrazellulären Flüssigkeit bezeichnet. Einfach ausgedrückt: der Körper trocknet aus. Dadurch kommt es bei zunehmender Dehydrierung zu Symptomen wie Durst und trockener Haut (Flüssigkeitsverlust: 3-5 % des Körpergewichts) über verminderte Harnausscheidung, eingesunkene Augen, Herzrasen (6-8 %) und niedrigem Blutdruck (9-12 %) bis hin zu Kreislaufschwäche, Lethargie, Verwirrtheit, Delirium und Koma (12-15 %).

Dehydrierung im Ausdauersport

Im (Ausdauer-)Sport ist die Ereigniskette ganz einfach: durch die Bewegung erzeugen unsere Muskeln Wärme, in der Folge steigt die Körpertemperatur an. Um eine Überhitzung zu vermeiden, wird die Blutzirkulation unter der Haut erhöht und Schweiß gebildet. Der Schweißfilm auf der Haut erzeugt einen kühlenden Verdunstungseffekt.

So (durch Schweiß und Ausatmen) verlieren wir Flüssigkeit. Der Flüssigkeitsverlust ist bei starker Anstrengung in Hitze und hoher Luftfeuchtigkeit sowie immer bei langen Einheiten besonders hoch. Werden die Flüssigkeitsverluste nicht durch Getränke ersetzt, führt Schwitzen zu einer fortschreitenden Erschöpfung des zirkulierenden Blutvolumens sowie nach und nach zu einer Hypohydratation (allgemein als Dehydrierung bezeichnet) und einer Verdickung des Blutes.

Dickeres Blut wiederum bedeutet für unser Herz-Kreislauf-System eine höhere Belastung. Entsprechend kommt es zu einer höheren Herzfrequenz, um genug Blut zu Muskeln und lebenswichtigen Organen zu transportieren. Dann schließt sich der Kreis: Wenn das Blutvolumen abnimmt, wird die Durchblutung der Haut vermindert und wir Schwitzen weniger. Dadurch kann weniger Wärme über die Haut abgeleitet werden und die Körperkerntemperatur steigt, was zu Hitzestress, Kollaps und sogar zum Tod führen kann.

Und weil die Leistung in der letzten Phase eines Wettkampfs, zumindest in Ausdauersportarten, nicht nur über die Zeit, sondern oft auch über Platzierungen entscheidet, lohnt es sich, hier genauer nachzuforschen:

Die physiologischen Folgen einer Dehydrierung

Selbst eine geringe Dehydrierung hat physiologische Folgen. James et al. (2019) finden allein 19 Quellen, dass Dehydrierung die Leistung mindert, besonders ab 2 % Körpergewicht und in heißen Bedingungen (heiße Haut, die durch eine heiße Umgebung verursacht wird, erhöht die periphere Vasodilatation und konkurriert mit dem arbeitenden Muskel um den Blutfluss, was folglich die kardiovaskuläre Belastung erhöht (Sawka et al., 2015)).

Ein Verlust von 2 % Körpergewicht (bei einem Gewicht von etwa 70 kg wiegt man im Sommer schnell einmal 1,4 kg weniger) führt zu einer Zunahme der wahrgenommenen Anstrengung und soll die Leistung um 10-20 % verringern. Ein Flüssigkeitsverlust von mehr als 3-5 % des Körpergewichts verringert die aerobe Trainingsleistung spürbar und beeinträchtigt Reaktionszeit, Urteilsvermögen, Konzentration und Entscheidungsfindung (Hamilton, 2020).

Die Leistungsminderung wegen Dehydrierung ist durch ein Zusammenspiel verschiedener Faktoren bedingt:

• Geringere Durchblutung der Muskeln (González-Alonso et al., 1998)
• Geringere Durchblutung des Gehirns (Trangmar et al., 2014)
• Höhere Körperkerntemperatur (Sawka et al., 1985)
• Höhere Herzfrequenz bzw. Belastung des Herz-Kreislauf-Systems (Montain & Coyle, 1992)
• Höherer Abbau von Glykogen zu Glukose in den Muskeln (Logan-Sprenger, 2013)
• Limitierte maximale Sauerstoffaufnahme (Nybo et al., 2001)
• Durst (Dugas et al., 2009 und Casa et al., 2010)
• Schlechtere Laune (Shirreffs et al., 2004, Ely et al., 2013 und Moyen et al., 2015)
• Höhere wahrgenommene Anstrengung (St Clair Gibson et al., 2006 und Marcora & Staiano, 2010)

Entsprechend können wir mitnehmen: wenn wir länger unterwegs (> 1 h) sind und es heiß ist, ist es empfehlenswert, unterwegs etwas zu trinken.

Aber wie viel eigentlich?

Wie hoch ist die Schweißrate?

Mehr zu trinken, als man schwitzt, macht während der Ausdauer-Aktivität keinen Sinn. Um den Flüssigkeitsbedarf aber einschätzen zu können, muss man ungefähr wissen, wie viel Flüssigkeit verloren geht und ersetzt werden sollte, um die beschriebenen Leistungseinbußen zu verhindern.

Die Vorhersage von Flüssigkeits- und Natriumverlusten ist generell schwierig, da Schweißraten und Schweiß-Natriumkonzentrationen stark individuell variieren: bei einer Stunde mit einer Beanspruchung von 70 % des VO2max und einer Umgebungstemperatur von 23 °C ergaben sich in einer Studie (Hamilton, 2020) Unterschiede zwischen 426 und 1665 g! Gründe dafür sind der Trainingszustand und der Grad der Wärmeakklimatisierung. Beide beeinflussen die Zusammensetzung und das Volumen des Schweißes, indem sie ein früheres Einsetzen des Schwitzens, eine höhere Schweißrate und einen stärker verdünnten Schweiß induzieren, wodurch Salz konserviert wird.

Vom Olympischen Marathon 1984 heißt es, Alberto Salazar solle 3,7 l Schweiß pro Stunde verloren haben! Laut Literaturangaben sind 1-2 l Schweiß pro Stunde normal, es wurden aber durchaus bis zu >3-4 l/h gemessen (Baker et al., 2016). Für harte Einheiten in Hitze sollten 2-3 l/h angenommen werden, für längere Distanzen 1,5-2 l/h. Und sogar an kühlen (10 °C), trockenen Tagen verlieren Läufer bei einem Tempo von 3‘45/km wohl etwa 1,2 l/h.

Als Randbemerkung sei festgehalten, dass der nicht-wasserbedingte Massenverlust während des Ultra-Ausdauertrainings erheblich sein kann, dieser aber während 2-3 Stunden Training wahrscheinlich relativ gering (vielleicht ~ 0,5% Körpermasse) ist (Hoffman et al., 2018). Ferner wird immer mal wieder davor gewarnt, zu viel zu trinken, weil dies zu einer Wasservergiftung führen kann. Hamilton (2020) schreibt dazu: Außer in Extrembedingungen bleibt das Na-Level während der Belastung wohl gleich, eine „Wasservergiftung“, wenn also viel Wasser ohne Natrium getrunken wird, sind im Sport sehr selten.

Wie hoch ist meine Schweißrate?

Durch die hohe Varianz der gemessenen Schweißraten sind die Empfehlungen für uns individuell nicht verlässlich brauchbar. Um die eigene Schweißrate abschätzen zu können empfiehlt sich deshalb der einfache Praxistest: ohne Klamotten direkt vor und nach dem Laufen wiegen. Der Rest ist näherungsweise simple Mathematik.

Eine weitere Empfehlung kann eventuell die Technik geben, denn Garmin versucht beispielsweise, den Flüssigkeitsverlust zu schätzen. Für meinen bereits erwähnten Lauf auf dem Wispertaunussteig wurden 3,6 l Flüssigkeitsverlust geschätzt, was ich aufgrund des großen Durstes durchaus für denkbar halte. Andererseits wäre der Verlust pro Stunde mit 0,9 l eher gering.

Die Erklärung der Berechnung des Flüssigkeitsverlusts bleibt vage. Auf Garmin connect heißt es: „Dann wird der Schweißverlust berechnet. Hierzu dient eine Formel, die mehrere Faktoren in Betracht zieht, darunter die Anstrengung während der Aktivität und andere auf Garmin-Geräten verfügbare Informationen. Zu diesen Faktoren zählen evtl. FTP, Gewicht, zurückgelgte Strecke, Geschwindigkeit, Höhenunterschied, Temperatur, Herzfrequenz und andere Variablen.“

Ich werde den Praxistest machen und einmal vergleichen. Die Ergebnisse lest ihr dann hier im Blog!

Kannst du mir das Wasser reichen?

Abschließend bleibt die Frage, was wir denn trinken sollen, wenn es aufgrund des geplanten Laufs erforderlich wird. Reines Wasser ist während dem Sport nicht optimal, weil es Blähungen verursacht, den Durst und damit das weitere Trinken unterdrückt und die Urinausscheidung stimuliert (also ineffizient aufgenommen wird)(Hamilton, 2020). Deshalb enthalten Sportgetränke typischerweise 10-25 mmol/l Natrium (meist als Salz).

Eine höhere Salz-Konzentration könnte besser absorbiert werden, würde aber nach Meerwasser schmecken. Hier kommen wir zu einem wichtigen Schlagwort: Palatability. Im Deutschen sprechen wir von Schmackhaftigkeit, was laut Wikipedia „die hedonische Belohnung für Lebensmittel oder Flüssigkeiten, die für den „Gaumen“ angenehm sind und sich häufig in Bezug auf die homöostatische Befriedigung des Ernährungs-, Wasser- oder Energiebedarfs unterscheiden“ beschreibt. Ergo: der Geschmack ist sehr wichtig für die Wirksamkeit. So hat das perfekte Getränk keinen Wert, wenn es schrecklich schmeckt, und was dem einen passt, passt vielleicht nicht zum anderen.

Neben dem Geschmack hängt die optimale Kohlenhydrat-Konzentration von den physiologischen Anforderungen, den Umweltbedingungen und der individuellen Verträglichkeit ab. Eine frühe Ermüdung und Leistungseinschränkungen (physisch wie psychisch) können sowohl durch leere Kohlenhydratspeicher als auch durch Dehydrierung bedingt sein (Hamilton, 2020): Bei Ausdauersportarten ist der Kohlenhydratabbau ein Faktor für frühe Ermüdung, aber wenn die Schweißraten hoch sind und die Dehydrierung rasch erfolgt, hat der Flüssigkeitsersatz Vorrang vor Kohlenhydraten.

„Dehydration can be mistaken for carbohydrate depletion.”

Andrew Hamilton, peakendurancesport.com

Fazit

• Dehydrierung mindert ebenso die Leistung wie leere Kohlenhydratspeicher
• Besonders leidet die Leistungsfähigkeit ab 2 % Körpergewicht und in heißen Bedingungen
• Wenn die Schweißraten hoch sind und die Dehydrierung rasch erfolgt, hat der Flüssigkeitsersatz Vorrang vor Kohlenhydraten
• Verantwortlich für die Leistungsminderung durch Dehydrierung sind eine Vielzahl von Faktoren
• Bei Läufen ab > 1 h darüber nachdenken, etwas zu trinken mitzunehmen
• Der Geschmack des Getränks ist wichtig
• Die eigene Schweißrate im Praxistest bestimmen, ansonsten für harte Einheiten in der Hitze 2-3 l/h annehmen, für längere Distanzen 1,5-2 l/h

Quellen:

Baker, L. B., Barnes, K. A., Anderson, M. L., Passe, D. H., Stofan, J. R. (2016). Normative data for regional sweat sodium concentration and whole-body sweating rate in athletes. J Sports Sci. 2016;34:358-368

Casa, D. J., Stearns, R. L., Lopez, R. M., Ganio, M. S., McDermott, B. P., Walker Yeargin, S., et al. (2010). Influence of hydration on physiological function and performance during trail running in the heat. J Athl Train. 2010;45:147–56.

Dugas, J. P., Oosthuizen, U., Tucker, R., Noakes, T. D. (2009). Rates of fluid ingestion alter pacing but not thermoregulatory responses during prolonged exercise in hot and humid conditions with appropriate convective cooling. Eur J Appl Physiol. 2009;105:69–80.

Ely, B. R., Sollanek, K. J., Cheuvront, S. N., Lieberman, H. R., Kenefick, R. W. (2013). Hypohydration and acute thermal stress affect mood state but not cognition or dynamic postural balance. Eur J Appl Physiol. 2013;113:1027–34.

González-Alonso, J., Calbet, J. A., Nielsen, B. (1998). Muscle blood flow is reduced with dehydration during prolonged exercise in humans. J Physiol. 1998;513:895–905.

Hamilton, Andrew (letzter Abruf 07/2020). Dehydration in sport: why it is vital an athlete maintains hydration levels during exercise. Peak Performance, URL: https://www.peakendurancesport.com/nutrition-for-endurance-athletes/fuelling-and-hydration-for-exercise/dehydration-sport-vital-athlete-maintains-hydration-levels-exercise/

Hoffman, M. D., Goulet, E. D. B., Maughan, R. J. (2018). Considerations in the use of body mass change to estimate change in hydration status during a 161-kilometer ultramarathon running competition. Sports Med. 2018;48:243-50

James, L. J., Funnell, M. P., James, R. M. et al. (2019). Does Hypohydration Really Impair Endurance Performance? Methodological Considerations for Interpreting Hydration Research. Sports Med 49, 103–114. https://doi.org/10.1007/s40279-019-01188-5

Logan-Sprenger, H. M., Heigenhauser, G. J., Jones, G. L., Spriet, L. L. (2013). Increase in skeletal-muscle glycogenolysis and perceived exertion with progressive dehydration during cycling in hydrated men. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2013;23:220–9.

Marcora, S. M., Staiano, W. (2010). The limit to exercise tolerance in humans: mind over muscle? Eur J Appl Physiol. 2010;109:763–70.

Montain, S. J., Coyle, E. F. (1992). Influence of graded dehydration on hyperthermia and cardiovascular drift during exercise. J Appl Physiol. 1992;73:1340–50.

Moyen, N. E., Ganio, M. S., Wiersma, L. D., Kavouras, S. A., Gray, M., McDermott, B. P., et al. (2015). Hydration status affects mood state and pain sensation during ultra-endurance cycling. J Sports Sci. 2015;33:1962–9.

Nybo, L., Jensen, T., Nielsen, B., González-Alonso, J. (2001). Effects of marked hyperthermia with and without dehydration on VO(2) kinetics during intense exercise. J Appl Physiol. 2001;90:1057–64.

Sawka, M. N., Cheuvront, S. N., Kenefick, R. W. (2015). Hypohydration and human performance: impact of environment and physiological mechanisms. Sports Med. 2015;45(Suppl. 1):S51–60.

Sawka, M. N., Young, A. J., Francesconi, R. P., Muza, S. R., Pandolf, K. B. (1985). Thermoregulatory and blood responses during exercise at graded hypohydration levels. J Appl Physiol. 1985;59:1394–401.

Shirreffs, S. M., Merson, S. J., Fraser, S. M., Archer, D. T. (2004). The effects of fluid restriction on hydration status and subjective feelings in man. Br J Nutr. 2004;91:951–8.

St Clair Gibson, A., Lambert, E. V., Rauch, L. H., Tucker, R., Baden, D. A., Foster, C., et al. (2006). The role of information processing between the brain and peripheral physiological systems in pacing and perception of effort. Sports Med. 2006;36:705–22.

Trangmar, S. J., Chiesa, S. T., Stock, C. G., Kalsi, K. K., Secher, N. H., González-Alonso, J. (2014). Dehydration affects cerebral blood flow but not its metabolic rate for oxygen during maximal exercise in trained humans. J Physiol. 2014;15(592):3143–60.