Einnahme von Kakaoflavanol und Bewegung bei Hypoxie

Nicht selten finden Sportveranstaltungen in großer Höhe statt oder enden dort, wo physische und kognitive (z. Entscheidungsfindung, motorische Kontrolle) Leistung bei Hypoxie bestimmt das Ergebnis der sportlichen Leistung. Da Nahrungsergänzungsmittel in der sportlichen und nichtsportlichen Bevölkerung immer beliebter werden, konzentriert sich die Forschung zunehmend auf Nahrungsbestandteile, die die kognitive und sportliche Leistungsfähigkeit verbessern können.

Flavonoide, eine Untergruppe von Polyphenolen, sind eine Klasse natürlicher Verbindungen, die in der menschlichen Ernährung vorkommen und Unterkategorien von Flavanolen, Flavonolen, Isoflavonen, Flavonen und Anthocyanidinen umfassen. Die Einnahme von Flavanolen, die in Trauben, Tee, Rotwein, Äpfeln und insbesondere Kakao enthalten sind, bewirkt eine durch Stickoxid (NO) vermittelte Vasodilatation und kann die periphere und zerebrale Durchblutung (CBF) verbessern.

Für Kakaoflavanol (CF) gibt es Hinweise darauf, dass sowohl die langfristige als auch die akute Einnahme die kognitive Funktion verbessern kann, wobei die Menge und Bioverfügbarkeit des konsumierten CF seine vorteilhaften Wirkungen stark beeinflusst und höhere Dosen größere Auswirkungen auf die Kognition hervorrufen. Bei gesunden jungen Probanden wurde eine erhöhte CBF nach akuter und chronischer (3 Monate) CF-Einnahme nachgewiesen. Darüber hinaus werden die kognitive Leistung und die Stimmung während anhaltender geistiger Anstrengungen nach akuter CF-Einnahme bei gesunden Probanden verbessert, und die CF-Einnahme kann die präfrontale Oxygenierung während kognitiver Aufgaben bei gut trainierten Sportlern erhöhen. Darüber hinaus ist die Einnahme von CF nicht nur mit einer verbesserten Durchblutung verbunden, sondern könnte auch die Trainingsleistung nach 2 Wochen Einnahme von dunkler Schokolade verbessern. Darüber hinaus ist CF für seine antioxidativen Eigenschaften bekannt, und eine 2-wöchige CF-Einnahme wurde mit reduzierten Markern für oxidativen Stress nach dem Training in Verbindung gebracht.

Unter hypoxischen Bedingungen sind der arterielle Sauerstoffdruck (PaO2) und die arterielle O2-Sättigung (SaO2) verringert, wodurch die Sauerstoffversorgung des Gewebes beeinträchtigt wird. Da Gehirnfunktion und Gehirnintegrität von einer kontinuierlichen Sauerstoffversorgung abhängig sind, kann eine Entsättigung des Gehirns zu einer Beeinträchtigung der kognitiven Funktion bei Hypoxie führen. Die Schwere der Beeinträchtigung hängt mit dem Ausmaß der Höhenlage zusammen, wobei auf 3000 m (= 14,3 % Sauerstoff (O2); = 71 % des auf Meereshöhe verfügbaren Sauerstoffs) psychomotorische Beeinträchtigungen sichtbar sind. Die zerebrale Oxygenierung, die durch Nahinfrarot-Spektroskopie gemessen werden kann, ist bei Hypoxie erniedrigt.

Es bleibt unklar, ob die CF-Einnahme die zerebrale Oxygenierung und Perfusion unter hypoxischen Bedingungen beeinflussen kann und ob die CF-Einnahme Hypoxie-induzierten kognitiven Beeinträchtigungen (teilweise) entgegenwirken könnte. Daher war das erste Ziel dieser Studie zu untersuchen, ob die kognitive Funktion und die präfrontale Oxygenierung während einer geistig anspruchsvollen Aufgabe durch hypoxische Bedingungen (3000 m Höhe; 14,3 % O2) beeinträchtigt werden und ob diese Beeinträchtigungen durch subchronische CF-Einnahme teilweise wiederhergestellt werden können (7 Tage, 900 mg/Tag).

Hypoxie beeinträchtigt auch die körperliche Leistungsfähigkeit. Durch Hypoxie induzierte Verringerungen der zerebralen Oxygenierung können zentrale Ermüdung begünstigen, d. h. das Versagen des zentralen Nervensystems, die Motoneuronen angemessen zu erregen, wodurch die Trainingsleistung unter hypoxischen Bedingungen beeinträchtigt wird. Da Hypoxie auch die Sauerstoffversorgung des Muskelgewebes beeinträchtigt, ist die verminderte Sauerstoffversorgung und beeinträchtigte oxidative Energieproduktion im trainierten Muskel ein zweiter Faktor, der die Trainingsleistung negativ beeinflusst.

Neben den oben erwähnten Auswirkungen der Höhe auf die O2-Versorgung führt Hypoxie auch zu erhöhtem oxidativem Stress. Oxidativer Stress bezieht sich auf das Ungleichgewicht zwischen prooxidativen und antioxidativen Spiegeln zugunsten von prooxidativen Stoffen in Zellen und Geweben und kann aus verringerten antioxidativen Spiegeln oder einer erhöhten Produktion reaktiver Sauerstoffspezies resultieren. Letzteres kann sowohl durch erschöpfendes Training als auch durch große Höhe induziert werden. Da oxidativem Stress durch CF entgegengewirkt werden kann, wollen wir auch untersuchen, wie Marker für oxidativen Stress durch CF-Einnahme durch Bewegung in Hypoxie beeinflusst werden können. Daher bestand das zweite Ziel dieser Studie darin, mögliche vorteilhafte Wirkungen der CF-Einnahme auf Veränderungen der zerebralen und muskulären Vasoreaktivität und des oxidativen Stresses während des Trainings in Hypoxie und seine Auswirkungen auf die Trainingsleistung zu untersuchen.