Fettstoffwechsel der Frau im Sport – Einfluss der weiblichen Sexualhormone auf die Fettverbrennung

Für sämtliche Funktionen im Organismus, wie die Gehirnfunktion und die Muskelarbeit, benötigt der Körper Energie, die wir ihm täglich in Form von Nahrung zur Verfügung stellen. Dabei ist es wichtig, dass wir mit einer ausgewogenen Ernährung genügend Makronährstoffe aufnehmen, um den Energiebedarf zu decken.

Der Stoffwechsel der Kohlenhydrate und der Fettstoffwechsel spielen dabei eine wichtige Rolle, denn Glukose und Fettsäuren dienen vorrangig als Energielieferanten für die Lebensfunktionen des Körpers und für die zusätzlichen Belastungen durch körperliche Aktivität.

In diesem Beitrag geht es um den Fettstoffwechsel der Frau im Sport und welchen Einfluss die weiblichen Geschlechtshormone auf die Leistungsfähigkeit im Training haben.

Fettstoffwechsel der Frau im Sport

Körperfett der Frau

Bei Fetten in der menschlichen Ernährung handelt es sich um Triglyceride. Diese bestehen aus einem Glycerin-Rückrad, an das drei Fettsäuren gebunden sind. Triglyceride befinden sich in den Fettzellen des Fettgewebes oder werden in der Muskulatur gespeichert. Einige Triglyceride befinden sich auch im Blut (22).

Aufgrund des höheren Östrogenspiegels weisen Frauen einen größeren Anteil an Körperfett auf als Männer. Der Körperfettanteil bei Frauen liegt im Durchschnitt bei 20-30%. Im Vergleich dazu beträgt der Anteil beim Mann 10-20%. Frauen neigen dazu, mehr Körperfett im Bereich der Hüfte und dem Gesäß anzusammeln, während bei Männern das Körperfett vorrangig im Bauchbereich zu finden ist. Des Weiteren werden bei Frauen größere Mengen an Fett subkutan, also unter der Haut gespeichert, während bei Männern die Fettspeicherung eher um die Organe in der Bauchhöhle erfolgt. Dieses Fett wird als viszerales Fett bezeichnet (21,23).

Bei Frauen vor den Wechseljahren ist die Konzentration von Gesamtcholesterin, LDL-Cholesterin und Triglyceriden niedriger und die Konzentration der HDL-Cholesterin höher als bei Männern. Nach den Wechseljahren verschieben sich bei Frauen die Lipoproteinkonzentrationen und die Körperfettverteilung in Richtung der männlichen Muster. Mit der Erhöhung des viszeralen Fettes bei Frauen erhöht sich leider auch das Risiko für Herz-Kreislauf Erkrankungen, Insulinresistenz und Diabetes (23).

Energiegewinnung aus Fetten

Die Reserven der Fettspeicher im Körper des Menschen sind meist weitaus größer, als man vermutet. Bei körperlicher Belastung können durch die Lipolyse freie Fettsäuren von den Triglyceriden abgespalten und zur Energiegewinnung herangezogen werden. Dabei liefert 1 kg Fettgewebe ungefähr 7000 kcal (16).

Bei einer Frau mit einem Gewicht von beispielsweise 60 kg und einem Körperfettanteil von 27%, liegt der Anteil der Fettmasse bei 16,2 kg. Selbst wenn diese Frau nur 10 % ihres Fettgewebes für die Energiebereitstellung heranziehen würde, könnte sie aus diesen 6 kg Körperfett ca. 42.000 kcal Energie gewinnen. Diese entspricht mehr als vier Langdistanz-Rennen im Triathlon.

Einige Teile des Fettgewebes haben essentielle Schutzfunktionen. Baufette um Herz, Nieren und Gelenke sollten nicht zur Bereitstellung von Energie herangezogen werden, weil dies zu Schädigungen der Organe führen kann (16).

Für die Energiegewinnung aus Fetten werden vorrangig die Speicher im Fettgewebe der Unterhaut und der Skelettmuskulatur verwendet. Dabei spielt auch der Trainingsstand eine Rolle. Ausdauertrainierte Muskelfasern enthalten 2,5 Mal mehr Fett als untrainierte Muskelfasern (16).

Kohlenhydrate und Fette haben unterschiedliche Energiedichten. Bei der Verwertung einer Menge Fett wird doppelt so viel Energie gewonnen, wie aus der gleichen Menge Kohlenhydrate. Um eine bestimmte Menge Energie bereitzustellen, werden beim Fettstoffwechsel allerdings 10 % mehr Sauerstoff benötigt. Somit ist bei intensiven Belastungen und limitierter Sauerstoffverfügbarkeit der Stoffwechsel aus Kohlenhydraten effizienter (16).

Kohlenhydrate können auch ohne Verwendung von Sauerstoff verstoffwechselt werden. Dies ist nützlich, wenn der Körper bei intensiveren Belastungen und bei Sauerstoffmangel schnell Energie benötigt. Ab einer bestimmten Belastungsintensität kommt es zu einem Abfall des Fettstoffwechsels. Im Gegensatz dazu nimmt bei steigender Belastungsdauer und damit einhergehender Verringerung der Belastungsintensität die Bedeutung des Fettstoffwechsels zu (1,16).

Aktivierung des Fettstoffwechsels bei Frauen

Zwei Enzyme spielen im Fettstoffwechsel eine wichtige Rolle. Zum einen ist das die hormonsensitive Lipase (HPL) und zum anderen die Lipoproteinlipase (LPL). Die hormonsensitive Lipase sorgt in den Fettzellen dafür, dass Triglyceride des Fettgewebes durch Lipolyse in Fettsäuren gespalten und ins Blut transferiert werden. Ihre Aktivität wird durch Adrenalin gesteigert und durch Insulin gehemmt. Die Lipoproteinlipase spaltet in den Blutgefäßen die im Blut befindlichen Triglyceride in freie Fettsäuren, um sie entweder als Energielieferant zur Verfügung zu stellen oder in die Zellen des Fettgewebes oder der Leber zur Fetteinlagerung zu transportieren. Sie wird von Insulin aktiviert (22).

Durch sportliche Aktivität werden im Körper diverse Hormone ausgeschüttet, die den Fettstoffwechsel anregen. Dabei handelt es sich unter anderem um das Wachstumshormon Somatotropin (Growth Hormon), die Hormone der Schilddrüse und die Katecholamine Adrenalin und Noradrenalin. Bei längeren Belastungen werden auch noch das Stresshormon Kortisol und das Peptidhormon Glukagon ausgeschüttet. Alle genannten Hormone wirken lipolytisch. Sie aktivieren also im Körper den Fettstoffwechsel (1).

Adrenalin ist dabei das primäre Hormon, welches bei körperlicher Belastung ausgeschüttet wird. Es regt den Fettstoffwechsel an, indem es die hormonsensitive Lipase aktiviert. Adrenalin bindet sich an die Rezeptoren verschiedener Zellen im Körper, unter anderem an Fett- und Muskelzellen. In Abhängigkeit der Rezeptoren der Zelle kann es die hormonsensitive Lipase und damit den Fettstoffwechsel entweder aktivieren oder hemmen (22,23).

Es zeigt sich, dass die Fettzellen im Bauchbereich leichter und die im Hüftbereich schwerer zu mobilisieren sind. Frauen neigen zu mehr Körperfett im Bereich der Hüfte, während Männer das Körperfett vorrangig in der Bauchregion tragen (21). Dieses Fett im Hüftbereich besitzt bei Frauen im Vergleich zu Männern mehr dieser Rezeptoren, die dafür sorgen, dass die hormonsensitive Lipase und so der Fettstoffwechsel gehemmt wird. Ebenfalls ist bei Frauen im Hüftbereich die Konzentration und die Aktivität der Lipoproteinlipase höher als im Vergleich zum Bauchbereich. Diese Unterschiede führen dazu, dass bei Frauen die Fette im Hüft- und Gesäßbereich erstens schwerer zu mobilisieren sind und zweitens leichter eingelagert werden können (22,23).

Das weibliche Geschlechtshormon Östrogen unterstützt beim Fettstoffwechsel, in dem es die Aktivität der Lipoproteinlipase verringert und die Produktion von Adrenalin steigert und dadurch die hormonsensitive Lipase aktiviert (24). Allerdings wird bei gleicher körperlicher Belastung bei Frauen weniger Adrenalin als bei Männern freigesetzt (18). Hinzu kommt, dass die lipolytische Reaktion auf Katecholamine und somit die Aktivierung des Fettstoffwechsels im viszeralen Fett bei Männern um das bis zu zweifache höher als bei Frauen (23).

Fettstoffwechsel in den Mitochondrien

Fettsäuren können nur aerob, also unter Verwendung von Sauerstoff verstoffwechselt werden. Dies passiert in den Mitochondrien, den Kraftwerken unserer Zellen. Aber auch Kohlenhydrate werden in den Mitochondrien unter Sauerstoffverbrauch abgebaut. Glukose und Fettsäuren werden dabei schrittweise oxidiert. Zur Not können vom Körper auch Aminosäuren als Energielieferant genutzt werden. Mit diesen Stoffwechselprozessen wird die Energie für die Lebensfunktionen und die sportliche Aktivität produziert.

Der Körper bedient sich im Fettstoffwechsel den Triglyceriden des Fettgewebes und der intramuskulären Triglyceriden in der Skelettmuskulatur. Diese werden mittels Lipolyse in Glycerin und in freie Fettsäuren gespalten und stehen dem Muskel als Energielieferant zur Verfügung.

Die freien Fettsäuren werden in den Mitochondrien während der ß-Oxidation zu Acetyl-CoA abgebaut. Dieses Acetyl-CoA wird dann entweder zum Aufbau von Ketonkörpern genutzt oder im Citratzyklus weiter verarbeitet (12,16).

Im Citratzyklus bindet sich schließlich Acetyl-CoA an Oxalacetat, um zu Kohlenstoffdioxid und Wasser abgebaut zu werden. Oxalacetat ist das Salz des Citratzyklus und wird beim Abbau von Glukose gewonnen. Für den Fettstoffwechsel bedeutet das also, dass freie Fettsäuren nur vollständig oxidiert werden können, wenn vorher in der Glykolyse Kohlenhydrate abgebaut wurden. Man sagt nicht umsonst, dass Fette im Feuer der Kohlenhydrate verbrennen.

In der anschließenden Atmungskette werden die in den vorherigen Schritten entstandenen Elektronen auf Sauerstoff übertragen. Dabei wird die meiste Energie gewonnen, die dann dem Körper für die Funktionen der mechanischen Arbeit bereitgestellt werden kann.

Bei dieser Zellatmung in den Mitochondrien entsteht als Nebenprodukt die sogenannte reaktive Sauerstoffspezies (ROS), welche diverse Zellstrukturen zerstören kann. Man bezeichnet dies auch als oxidativen Stress. Mit Hilfe von körpereigenen antioxidativen Enzymen und Antioxidantien aus der Nahrung baut der Körper die oxidative Sauerstoffspezies (ROS) wieder ab.

Regelmäßiges Training verbessert die Aktivität dieser antioxidativen Enzyme und fördert den Abbau von ROS. Zusätzlich helfen Antioxidantien, die mit einer ausgewogenen Ernährung über Obst und Gemüse aufgenommen werden, den oxidativen Stress zu reduzieren (7).

Fettstoffwechsel der Frau während körperlicher Belastung

Für den Energiestoffwechsel sind vor allem die Makronährstoffe aus der Nahrung wichtig. Während Kohlenhydrate vor allem bei schnellen hochintensiven Belastungen genutzt werden, nimmt der Fettstoffwechsel im Training mit zunehmender Streckenlänge und Belastungsdauer an Bedeutung zu.

Der Fettstoffwechsel der Frauen unterscheidet sich von denen der Männer vor allem bei längeren Ausdauerbelastungen. Dieser Unterschied macht sich beim Respiratorische Quotienten bemerkbar. Während körperlicher Belastung wurde bei Frauen im Vergleich zu ähnlich trainierten Männern ein niedrigerer Respiratorische Quotient gemessen (18). Je geringer dieser ist, desto mehr freie Fettsäuren werden für die Energiebereitstellung genutzt. Dementsprechend nutzen Frauen während körperlicher Belastung prozentual mehr Fette und weniger Kohlenhydrate als Männer. Frauen zeigen somit eine bessere Ausdauerleistung, während das Glykogen in Muskel und Leber zurückgehalten wird und der Fettstoffwechsel gesteigert ist (25). Lies dazu gerne mehr –> Unterschied zwischen Frau und Mann im Stoffwechsel

Gründe für einen prozentual höheren Fettstoffwechsel während körperlicher Belastung könnten die Unterschiede in der Muskulatur von Männern und Frauen sein. Bei Frauen wurden längere Typ 1 Muskelfasern als bei Männern entdeckt. Die Typ 1 Muskelfasern sind für den Fettstoffwechsel relevant. Sie besitzen viele Mitochondrien und sind effizienter in der Fettverbrennung. Diese Mitochondrien werden zusätzlich durch Östrogen unterstützt effizienter zu arbeiten. Lies dazu gerne mehr –> Unterschied zwischen Frau und Mann in der Muskulatur

Des Weiteren ist die Körperkomposition bei Frauen und Männern unterschiedlich. Frauen besitzen weniger Muskulatur und mehr Fettmasse im Vergleich zum Mann. Die größeren intramuskulären Triglyceridspeicher der Frauen werden stärker für die Energiegewinnung herangezogen. Lies dazu gerne mehr –> Unterschied zwischen Frau und Mann in der Anatomie

Fettstoffwechsel der Frau nach körperlicher Belastung

Nach der körperlichen Belastungen und in Erholungsphasen verbrauchen Frauen weniger Fette als Männer. Auch wenn dies während sportlicher Aktivität andersrum der Fall ist, wird nach der Trainingseinheit die Fettverbrennung bei Männern stärker angeregt. Ebenfalls hält die Zeit der Fettverbrennung nach der körperlichen Aktivität bei Männern länger an. Bei Frauen wird die Fettverbrennung noch bis zu 3 Stunden nach dem Sport gemessen, bei Männern hingegen sogar noch bis zu 21 Stunden später (19).

Man geht davon aus, dass bei Männern die höhere Fettverbrennung mit der Erschöpfung der Glykogenspeicher zusammenhängt. Durch den höheren Verbrauch von Kohlenhydraten während der körperlichen Belastung wird im Nachhinein in der Erholungsphase der Fettstoffwechsel stärker angeregt, um die größeren Verluste an Glykogen wieder aufzufüllen (19).

Des Weiteren wurde in einer Studie bei Männern als Reaktion auf körperliche Aktivität eine höhere Ausschüttung des Katecholamin Noradrenalin und des Wachstumshormons Somatotropin (Growth Hormon) gemessen, welches die Fettverbrennung in der Erholungsphase anregt (19).

Einfluss der weiblichen Sexualhormone auf den Fettstoffwechsel

Bei Frauen schwanken die Spiegel der weiblichen Sexualhormone im Verlauf des Monatszyklus. Dieser beginnt mit dem Einsetzen der Periode. Während der Menstruation sind die Östrogen- und Progesteronspiegel niedrig. Danach steigt der Östrogenspiegel an, bis es zum Eisprung kommt. Diese Phase bezeichnet man als Follikelphase.

Die zweite Phase des Menstruationszyklus wird als Lutealphase bezeichnet. Sie ist durch einen erneuten Anstieg des Östrogenspiegels und einem zusätzlichen Anstieg des Progesteronspiegels gekennzeichnet. Sollte eine Befruchtung der Eizelle ausbleiben, fallen beide Hormonspiegel stark ab, was zur Einsetzen der nächsten Monatsblutung führt.

Körperlicher Aktivität wirkt sich positiv auf den Fettstoffwechsel aus. Durch Adrenalin, Noradrenalin, Glukagon und Somatotropin (Growth Hormon) wird die hormonsensitive Lipase aktiviert, die für die Hydrolyse der Triglyceride verantwortlich ist. Die Hemmung dieser Lipase erfolgt unter anderem durch Insulin. Das weibliche Sexualhormon Östrogen erhöht den Adrenalin- und Somatotropin-Spiegel und verringert den Insulinspiegel. Dies könnte zur Folge haben, dass auch durch Östrogen der Fettstoffwechsel aktiviert wird (12,13).

Die weiblichen Geschlechtshormone sorgen dafür, dass die Glykogenspeicher in der Leber aufgespart werden. Östrogen fördert auch den Fettstoffwechsel, in dem es Lipoproteinlipase herunter reguliert und die Produktion von Adrenalin fördert (24).

Weiterhin unterstützt Östrogen die Mitochondrien im Fettstoffwechsel. Es sorgt dafür, dass die Beta-Oxidation in den Mitochondrien effektiver abläuft und die Kapazität der ATP Produktion aus freien Fettsäuren in den Mitochondrien erhöht wird (17). Somit können mehr Fette für die Energiegewinnung genutzt werden. Ebenfalls verringert Östrogen die Entwicklung der reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) bzw. reduziert es den oxidativen Stress (14).

Progesteron hat allerdings eine anti-östrogene Wirkung und minimiert somit die Effekte von Östrogen im Fettstoffwechsel. Auch bei der Einnahme exogener Hormonpräparate wie die Anti-Baby-Pille ist die Progesteronkomponente nicht zu vernachlässigen. Diese kann die Wirkungen des Östrogenanteils beeinträchtigen.

Fettstoffwechsel der Frau in den Wechseljahren

Mit den Wechseljahren kommt es bei Frauen zu einer Abnahme des Östrogenspiegels. Die positiven Effekte des Östrogens auf den Fettstoffwechsel gehen verloren. Dennoch behalten Frauen die Mobilisation der freien Fettsäuren als Kraftstoff während körperlicher Aktivität bei.

Dies kommt daher, dass es mit den Wechseljahren zu einer Abnahme der Insulinsensitivität kommt. Diese Abnahme kann bis hin zu einer Insulinresitenz führen (20). Bei einer geringeren Insulinsensitivität werden von der Muskulatur weniger Kohlenhydrate für den Energiestoffwechsel aufgenommen. Dadurch sind menopausale Frauen noch stärker auf freie Fettsäuren als bevorzugten Kraftstoff während sportlicher Aktivität angewiesen, als Frauen in den reproduktiven Jahren (15).

Bleibt der Glukosespiegel im Blut erhöht, werden die überschüssigen Kohlenhydrate schlussendlich als Fett eingelagert. Dies führt im Alter bei Frauen häufiger zu einer Gewichtszunahme, einer Zunahme des viszeralen Fettes im Bauchbereich und einem höheren Risiko an Diabetes und Bluthochdruck zu erkranken, als noch vor den Wechseljahren.

Dieser Beitrag sollte dir einen Einblick gegeben haben, wie der Fettstoffwechsel bei Frauen funktioniert. Die weiblichen Sexualhormone beeinflussen zudem noch viele weitere Systeme im Körper der Frau. Zum Beispiel werden neben dem Fettstoffwechsel auch die Knochen beeinflusst. Lies dazu gerne mehr im Beitrag –> DIE KNOCHEN DER FRAU
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