Ausdauersport, Hormone und Kohlenhydrate Das endokrine (Hormon-)System sorgt für normale Körperfunktionen, einschließlich der Erhaltung des Blutglukosespiegels auf einem für Gesundheit und körperliche Leistungsfähigkeit optimalen Niveau. Ein Absinken des Blutglukosespiegels während intensiven Ausdauersports kann ein Hauptauslöser für Ermüdungserscheinungen sein. Das endokrine System versucht während des Trainings einen optimalen Blutglukosespiegel beizubehalten, indem es andere Energiequellen mobilisiert und die Produktion von Glukose aus Aminosäuren und anderen Quellen ohne Kohlehydrate anregt. Leider können diese Reaktionen die Erschöpfung der Kohlehydratspeicher des Körpers nur hinauszögern, und Ermüdungserscheinungen können trotz stark erhöhter Hormonmengen im Kreislauf auftreten. Es ist wahrscheinlich das der dramatische Anstieg an Stresshormonen aufgrund intensiven Trainings die Ermüdung beschleunigen könnte. Die Einnahme Kohlehydrathaltiger Getränke in geeigneter Zusammensetzung kann Ermüdungserscheinungen verzögern, indem der Blutglukosespiegel auf hohem Niveau gehalten wird  und gegebenenfalls auch die Glykogenspeicher der Muskeln nicht aufgebraucht werden. Interessanterweise wird durch die Einnahme kohlehydrathaltiger Getränke auch der Anstieg an Stresshormonen während des Trainings abgeschwächt – ob dies allerdings eine Bedeutung für die Verzögerung von Ermüdungserscheinungen hat, ist noch ungewiss. Das Ziel dieses Artikels besteht darin, einen kurzen Überblick darüber zu geben, wie die glukoseregulierenden Hormone (Epinephrin, Cortisol, Insulin, Glukagon und Wachstumshormone) auf körperliche Aktivität reagieren und auf welche Weise die Zufuhr von Kohlehydraten diese Reaktionen verändert. Weiterhin soll beurteilt werden, ob ein Zusammenhang zwischen der veränderten Hormonreaktion und der Verzögerung von Ermüdungserscheinungen besteht. Die Hormonantwort auf ausdauernde körperliche Aktivität Zu Beginn des Trainings wird durch Nervenimpulse der motorischen Zentren des Gehirns sowie durch Rückmeldungen der sensorischen Nerven der Muskeln an die Hirnanhangdrüse (Hypothalamus) die Ausschüttung vieler Hormone entweder angeregt oder verhindert. Die anfänglichen, schnellen Veränderungen der Hormonausschüttung geschehen in Erwartung von Anpassungen des Stoffwechsels und des Herz-Kreislauf-Systems, die nötig sind, um die durch die Aktivität gesteigerten Anforderungen zu erfüllen. Diese hormonellen Veränderungen werden in dem Maße dramatischer, in dem die Trainingsintensität steigt und sich Ermüdungserscheinungen einstellen. Hormonelle Veränderungen können auch auftreten oder sich verstärken, um psychologische oder emotionale Faktoren während intensiver Aktivität zu unterstützen. Eines der wichtigsten an der Kontrolle des neuroendokrinen Systems beteiligten Signale ist das Absinken des Blutglukosespiegels. Dies wird durch Trainingsstudien sehr deutlich, in deren Rahmen Sportler während kohlehydratarmer Ernährung, während des Fastens und mit Glukoseinfusionen untersucht wurden. Intensive, ausdauernde körperliche Aktivität führt zu vorhersagbaren Steigerungen der Blutglukose und entsprechenden Erhöhungen der Konzentrationen von Epinephrin (EPI), Cortisol, Glukagon und von Wachstumshormonen (GH)  sowie zu einem Absinken des Insulinspiegels. Diese Hormone spielen eine entscheidende Rolle bei der Bewahrung einer stabilen Konzentration von Blutglukose und werden daher oft auch als glukoseregulierende Hormone bezeichnet (Tabelle 1). Die Reaktionen der glukoseregulierenden Hormone auf intensive Ausdaueraktivität sind bei längerer Dauer der Aktivität ausgeprägter, d.h. in dem Maße, in dem die verfügbaren Kohlehydrate abnehmen und Ermüdungserscheinungen auftreten. Die zu Beginn des Trainings eher geringen Veränderungen haben vor allem zum Ziel, zusätzliche Energiequellen zu mobilisieren, um die gesteigerten Anforderungen zu erfüllen, den Fettstoffwechsel zu steigern und die Blutglukosekonzentration zu erhalten. Die starken hormonellen Veränderungen nach einer gewissen Trainingszeit, wenn bereits erste Ermüdungserscheinungen auftreten, werden dadurch verursacht, dass die Glykogenspeicher in der Leber und den Muskeln aufgebraucht sind und der Blutglukosespiegel nicht mehr auf einem angemessenen Niveau gehalten werden kann, sowie durch psychologische Faktoren im Zusammenhang mit dem vergrößerten Kraftaufwand für die Erbringung der gleichen Leistung und einem beeinträchtigten Gemütszustand. Tabelle 1: Die wichtigsten Wirkungen der glukoseregulierenden Hormone und einige wichtige Resultate dieser Wirkungen.
Auswirkungen der Kohlehydrataufnahme auf die hormonellen Reaktionen auf körperliche Aktivität Die Aufnahme von Kohlehydraten unmittelbar vor und/oder während des Ausdauersports führt zu beträchtlichen Veränderungen der glukoseregulierenden Hormone. Dazu gehört eine Abschwächung des typischen Anstiegs von EPI, Cortisol, Glukagon und GH sowie eine geringfügigere Abnahme des Insulins. Der Insulinspiegel kann sich bei Kohlehydratzufuhr während des Sports sogar erhöhen. Dies unterstützt generell die Annahme, dass die Hauptfunktion dieser Hormone bei ausdauernder körperlicher Aktivität darin besteht, die Glukosekonzentration im Plasma zu erhalten. Die Einnahme von 30-60 g Kohlehydraten pro Stunde reicht aus, um einen Abfall des Blutglukosespiegels zu vermeiden und um die Ermüdung während des Ausdauersports zu verzögern. Hormonstudien, die ähnliche Verabreichungspläne verwenden, kommen üblicherweise zu dem Ergebnis, dass die Verabreichungen von Kohlehydraten die Reaktion der glukoseregulierenden Hormone auf körperliche Aktivität abschwächen. Werden den Testpersonen während eines fast 3stündigen Trainings bei 70% VO2max allerdings nur 13 g Kohlehydrate pro Stunde verabreicht, gibt es keine Auswirkungen auf verschiedene Stoffwechselvariablen, auf die subjektiv empfundene Anstrengung, auf EPI, Cortisol, Glukagon, Insulin und die Zeit bis zum Eintritt der Ermüdung.   Insulin Bei Kohlehydratzufuhr während des Training bleiben die Insulin-Plasmakonzentrationen normalerweise auf dem Niveau des Ruhezustands oder steigen in einigen Fällen an. Epinephrin (EPI) Kohlehydratzufuhr führt in den meisten Studien zur Abschwächung des EPI-Anstiegs. Eine interessante Studie berichtet, dass EPI- Zunahmen während eines 122minütigen Radfahrtrainings bei 62% VO2max im Anschluss an 2,5 h Radfahren abgeschwächt wurden, nicht aber im Anschluss an ein Lauftraining bei 75% VO2max. Der Grund für diese Trainingsart-spezifische Reaktion ist unklar.   Cortisol Kohlehydratzufuhr bei Ausdauersport kann auch das Ansteigen der Cortisolkonzentration während des Trainings und für einige Stunden danach abschwächen und zeigten, dass die Cortisolkonzentration bei Einnahme von Kohlehydratlösungen während der 2,5 Stunden im Anschluss an Lauf- oder Radfahrtraining sogar sank, während sie bei Einnahme des Placebos auf dem Niveau von vor dem Training verblieb oder gering anstieg. Andere Studien zeigten ähnliche Ergebnisse während eines 2stündigen Ausdauertrainings. Glukagon und Wachstumshormone (GH) Das Ansteigen der Blutkonzentrationen an Glukagon und GH während des Trainings kann durch Kohlehydratzufuhr abgeschwächt werden. Glukosegaben blockierten die Glukagonreaktion auf ein 4stündiges Radfahrtraining bei 30% VO2max vollständig, hatten aber keine Auswirkungen auf die Glukagonreaktion auf unterbrochene Radfahrperioden bei 70% VO2max. Der Anstieg der Plasmakonzentration an Wachstumshormonen wurde bei Testpersonen, denen kohlehydrathaltige Getränke im Gegensatz zu einem Wasser-Placebo verabreicht worden waren, in den 2,5 Stunden nach einem Lauf- oder Radfahrtraining bei 75% VO2max abgeschwächt.   Mögliche Rolle der glukoseregulierenden Hormone bei der Verzögerung von Ermüdungserscheinungen im Zusammenhang mit Kohlehydratgaben Die verminderte Verfügbarkeit von Energie in Form von Kohlehydraten (Glykogen und Glukose) und das Einsetzen der Dehydration sind die wichtigsten limitierenden Faktoren beim Ausdauertraining, und es ist allgemein bekannt, dass der Ausgleich von Kohlehydraten und Flüssigkeit während des Trainings über die Einnahme kohlehydrathaltiger Sportgetränke in passender Zusammensetzung Ermüdungserscheinungen verzögert und die Leistungsfähigkeit steigert. Trotzdem sind die genauen für die positiven Effekte kohlehydrathaltiger Getränke verantwortlichen Mechanismen bisher nicht gänzlich bekannt. Es wird vermutet, dass der wichtigste Mechanismus für die verzögerte Ermüdung im Erhalt des Blutglukosespiegels und der Kohlehydratoxidationsraten während der letzten Phasen des Trainings oder Wettkampfs liegt, wenn das im Muskel vorhandene Glykogen nur noch begrenzt verfügbar ist. Kohlehydrataufnahme kann während eines unterbrochenen Lauf- und Radfahrtrainings auch dazu führen, dass Muskelglykogen in mehreren Fasertypen nicht aufgebraucht wird. Es ist jedoch auch möglich, dass die Ermüdungsmechanismen im Hirn zu finden sind. Kohlehydratgaben können die Gehirnfunktion verbessern und dafür sorgen, dass man sich während des Trainings besser fühlt. Die meisten Menschen unterbrechen das Training oder beginnen, schlechte Leistungen zu erbringen, wenn die für das Fortsetzen des Trainings nötige Anstrengung subjektiv als zu groß empfunden wird. Diese starke Steigerung der empfundenen Anstrengung beim Ausdauersport geht fast immer der Unfähigkeit des Muskels voraus, eine ausreichende Kraft aufzubringen. Die Vorteile von Kohlehydratgaben für die Verzögerung von Ermüdungserscheinungen könnten daher auch eine verringerte Wahrnehmung der Anstrengung, verbesserte Motivation, bessere Stimmung und eine reduzierte Hemmung des zentralen motorischen Antriebs in den oberen Hirnregionen beinhalten. Es besteht die Hypothese, dass die Kohlehydrataufnahme während des Ausdauersports dabei hilft, den Blutglukosespiegel auf hohem Niveau zu halten, und dadurch die Blutkonzentrationen von EPI, Glukagon, Cortisol und GH reduziert und den Insulinspiegel erhöht. Diese Effekte der Kohlehydrataufnahme könnten den Verbrauch des in Muskeln und Leber gespeicherten Glykogens verzögern, die Aufnahme und Oxidation von Glukose in Muskeln und Gehirn steigern sowie die Plasmakonzentrationen von freien Fettsäuren (FFA – Free Fatty Acids) und Ammoniak senken, die zur allgemeinen Ermüdung beitragen. Ein starker Abfall des Blutglukosespiegels (Hypoglykämie) beim Eintritt der Ermüdung tritt nur selten auf. Die Verfügbarkeit von Glukose für das Gehirn ist daher wahrscheinlich nicht von primärer Bedeutung für das Verzögern der Ermüdung. Es ist jedoch allgemein bekannt, dass ein moderates Absinken der Glukosekonzentration im Plasma schon vor Aktivierung der Reaktion der glukoseregulierenden Hormone und vor dem Auftreten der traditionellen Symptome der Hypoglykämie zu Beeinträchtigungen der kognitiven Funktion und der Stimmung führen kann. Der Erhalt von für das Hirn verfügbarer Blutglukose kann zu niedrigeren Einschätzungen der subjektiv empfundenen Anstrengung beitragen, als sie unter diesen Bedingungen häufig beobachtet werden. Es hat sich gezeigt, dass niedrigere Raten der subjektiv empfundenen Anstrengung bei Testpersonen, die kohlehydrathaltige Getränke zu sich genommen hatten, im Zusammenhang mit höheren Kohlehydratoxidationsraten, einer höheren Blutkonzentration an Glukose und Insulin und einer niedrigeren Konzentration an Cortisol und Wachstumshormonen standen. Niedrigere Raten der subjektiv empfundenen Anstrengung wurden auch bei der Glukoseinfusion während körperlicher Aktivität niedriger Intensität und bei der Einnahme kohlehydrathaltiger Getränke während Ausdauer-Fahrradtrainings bei 70% VO2max  beobachtet. Das moderate Absinken der Plasmakonzentration an freien Fettsäuren nach Kohlehydratzufuhr (aufgrund der gestiegenen Konzentration an Insulin und der gesunkenen Konzentrationen an EPI, Wachstumshormonen und Cortisol) könnte auch dazu beitragen, allgemeine Ermüdung zu verzögern. Wie könnte dies funktionieren? Sinkt die Konzentration an freien Fettsäuren im Blut, reduziert sich auch die Konzentration an freiem Tryptophan. Dies bedeutet, dass weniger Tryptophan aus dem Blut aufgenommen und im Gehirn in Serotonin umgewandelt wird. Man glaubt, dass Serotonin die allgemeine Ermüdung fördert. Kohlehydratzufuhr während körperlicher Aktivität senkt auch die Blutkonzentrationen an Glukagon und Cortisol und erhöht Insulin. Diese Veränderungen könnten die Ammoniakkonzentration im Blut und im Gehirn reduzieren; Ammoniak ist für das Gehirn toxisch und könnte auch den Muskelstoffwechsel beeinträchtigen. Zusammenfassung In den späten Phasen ausdauernder körperlicher Aktivität lassen sich häufig starke Erhöhungen der Konzentrationen an glukoseregulierenden Hormonen feststellen, was darauf hinweist, dass der Blutglukosespiegel nicht auf hohem Niveau gehalten werden kann. Diese hormonellen Veränderungen können ein wichtiger Hinweis auf eine bevorstehende Ermüdung sein. Der Anstieg an EPI, Cortisol, Glukagon und Wachstumshormonen kann, gemeinsam mit dem Absinken des Insulinspiegels, zur Entstehung von Ermüdungserscheinungen beitragen. Kohlehydratgaben während der körperlichen Aktivität können diese Reaktionen der glukoseregulierenden Hormone abschwächen und damit teilweise für ein verzögertes Einsetzen der Ermüdung verantwortlich sein. Zum Ausgleich von Kohlehydraten und Flüssigkeit sollten Sportler während des Ausdauertrainings alle 15-20 min etwa 240-350 ml eines kohlehydrathaltigen Sportgetränks zu sich nehmen. Dies verhindert einen Abfall des Blutglukosespiegels und zögert das Auftreten von Ermüdungserscheinungen wahrscheinlich hinaus. An der Ermüdungsverzögerung unter diesen Umständen können sowohl zentrale als auch periphere Mechanismen beteiligt sein. Kernaussagen Ausdauernde, intensive körperliche Aktivität erhöht die Plasmakonzentrationen der Hormone Epinephrin, Cortisol, Glukagon und der Wachstumshormone. Die Insulinkonzentration wird verringert. Die Einnahme von Kohlehydraten während des Ausdauersports mildert diese Hormonreaktionen und verzögert Ermüdungserscheinungen. Die abgeschwächte Hormonreaktion kann dazu beitragen, sowohl zentrale (Gehirn) als auch periphere (Muskel) Ermüdung zu verzögern, indem in der Leber und den Muskeln vorhandenes Glykogen nicht verbraucht wird, der Glukosespiegel im Blut auf hohem Niveau bleibt und die Blutkonzentrationen freier Fettsäuren, freien Tryptophans und von Ammoniak reduziert werden. Zur Vermeidung eines Abfalls der Glukosekonzentration im Blut und um die Hormonreaktion auf das Training zu mildern, sollten Sportler alle 15-20 min etwa 240-350 ml eines kohlehydrathaltigen Sportgetränks zu sich nehmen.
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Ausdauersport, Hormone und Kohlenhydrate Das endokrine (Hormon-)System sorgt für normale Körperfunktionen, einschließlich der Erhaltung des Blutglukosespiegels auf einem für Gesundheit und körperliche Leistungsfähigkeit optimalen Niveau. Ein Absinken des Blutglukosespiegels während intensiven Ausdauersports kann ein Hauptauslöser für Ermüdungserscheinungen sein. Das endokrine System versucht während des Trainings einen optimalen Blutglukosespiegel beizubehalten, indem es andere Energiequellen mobilisiert und die Produktion von Glukose aus Aminosäuren und anderen Quellen ohne Kohlehydrate anregt. Leider können diese Reaktionen die Erschöpfung der Kohlehydratspeicher des Körpers nur hinauszögern, und Ermüdungserscheinungen können trotz stark erhöhter Hormonmengen im Kreislauf auftreten. Es ist wahrscheinlich das der dramatische Anstieg an Stresshormonen aufgrund intensiven Trainings die Ermüdung beschleunigen könnte. Die Einnahme Kohlehydrathaltiger Getränke in geeigneter Zusammensetzung kann Ermüdungserscheinungen verzögern, indem der Blutglukosespiegel auf hohem Niveau gehalten wird  und gegebenenfalls auch die Glykogenspeicher der Muskeln nicht aufgebraucht werden. Interessanterweise wird durch die Einnahme kohlehydrathaltiger Getränke auch der Anstieg an Stresshormonen während des Trainings abgeschwächt – ob dies allerdings eine Bedeutung für die Verzögerung von Ermüdungserscheinungen hat, ist noch ungewiss. Das Ziel dieses Artikels besteht darin, einen kurzen Überblick darüber zu geben, wie die glukoseregulierenden Hormone (Epinephrin, Cortisol, Insulin, Glukagon und Wachstumshormone) auf körperliche Aktivität reagieren und auf welche Weise die Zufuhr von Kohlehydraten diese Reaktionen verändert. Weiterhin soll beurteilt werden, ob ein Zusammenhang zwischen der veränderten Hormonreaktion und der Verzögerung von Ermüdungserscheinungen besteht.   Die Hormonantwort auf ausdauernde körperliche Aktivität Zu Beginn des Trainings wird durch Nervenimpulse der motorischen Zentren des Gehirns sowie durch Rückmeldungen der sensorischen Nerven der Muskeln an die Hirnanhangdrüse (Hypothalamus) die Ausschüttung vieler Hormone entweder angeregt oder verhindert. Die anfänglichen, schnellen Veränderungen der Hormonausschüttung geschehen in Erwartung von Anpassungen des Stoffwechsels und des Herz-Kreislauf-Systems, die nötig sind, um die durch die Aktivität gesteigerten Anforderungen zu erfüllen. Diese hormonellen Veränderungen werden in dem Maße dramatischer, in dem die Trainingsintensität steigt und sich Ermüdungserscheinungen einstellen. Hormonelle Veränderungen können auch auftreten oder sich verstärken, um psychologische oder emotionale Faktoren während intensiver Aktivität zu unterstützen.   Eines der wichtigsten an der Kontrolle des neuroendokrinen Systems beteiligten Signale ist das Absinken des Blutglukosespiegels. Dies wird durch Trainingsstudien sehr deutlich, in deren Rahmen Sportler während kohlehydratarmer Ernährung, während des Fastens und mit Glukoseinfusionen untersucht wurden. Intensive, ausdauernde körperliche Aktivität führt zu vorhersagbaren Steigerungen der Blutglukose und entsprechenden Erhöhungen der Konzentrationen von Epinephrin (EPI), Cortisol, Glukagon und von Wachstumshormonen (GH)  sowie zu einem Absinken des Insulinspiegels. Diese Hormone spielen eine entscheidende Rolle bei der Bewahrung einer stabilen Konzentration von Blutglukose und werden daher oft auch als glukoseregulierende Hormone bezeichnet (Tabelle 1). Die Reaktionen der glukoseregulierenden Hormone auf intensive Ausdaueraktivität sind bei längerer Dauer der Aktivität ausgeprägter, d.h. in dem Maße, in dem die verfügbaren Kohlehydrate abnehmen und Ermüdungserscheinungen auftreten. Die zu Beginn des Trainings eher geringen Veränderungen haben vor allem zum Ziel, zusätzliche Energiequellen zu mobilisieren, um die gesteigerten Anforderungen zu erfüllen, den Fettstoffwechsel zu steigern und die Blutglukosekonzentration zu erhalten. Die starken hormonellen Veränderungen nach einer gewissen Trainingszeit, wenn bereits erste Ermüdungserscheinungen auftreten, werden dadurch verursacht, dass die Glykogenspeicher in der Leber und den Muskeln aufgebraucht sind und der Blutglukosespiegel nicht mehr auf einem angemessenen Niveau gehalten werden kann, sowie durch psychologische Faktoren im Zusammenhang mit dem vergrößerten Kraftaufwand für die Erbringung der gleichen Leistung und einem beeinträchtigten Gemütszustand.   Tabelle 1: Die wichtigsten Wirkungen der glukoseregulierenden Hormone und einige wichtige Resultate dieser Wirkungen..
Auswirkungen der Kohlehydrataufnahme auf die hormonellen Reaktionen auf körperliche Aktivität Die Aufnahme von Kohlehydraten unmittelbar vor und/oder während des Ausdauersports führt zu beträchtlichen Veränderungen der glukoseregulierenden Hormone. Dazu gehört eine Abschwächung des typischen Anstiegs von EPI, Cortisol, Glukagon und GH sowie eine geringfügigere Abnahme des Insulins. Der Insulinspiegel kann sich bei Kohlehydratzufuhr während des Sports sogar erhöhen. Dies unterstützt generell die Annahme, dass die Hauptfunktion dieser Hormone bei ausdauernder körperlicher Aktivität darin besteht, die Glukosekonzentration im Plasma zu erhalten. Die Einnahme von 30-60 g Kohlehydraten pro Stunde reicht aus, um einen Abfall des Blutglukosespiegels zu vermeiden und um die Ermüdung während des Ausdauersports zu verzögern. Hormonstudien, die ähnliche Verabreichungspläne verwenden, kommen üblicherweise zu dem Ergebnis, dass die Verabreichungen von Kohlehydraten die Reaktion der glukoseregulierenden Hormone auf körperliche Aktivität abschwächen. Werden den Testpersonen während eines fast 3stündigen Trainings bei 70% VO2max allerdings nur 13 g Kohlehydrate pro Stunde verabreicht, gibt es keine Auswirkungen auf verschiedene Stoffwechselvariablen, auf die subjektiv empfundene Anstrengung, auf EPI, Cortisol, Glukagon, Insulin und die Zeit bis zum Eintritt der Ermüdung. Insulin Bei Kohlehydratzufuhr während des Training bleiben die Insulin- Plasmakonzentrationen normalerweise auf dem Niveau des Ruhezustands oder steigen in einigen Fällen an. Epinephrin (EPI) Kohlehydratzufuhr führt in den meisten Studien zur Abschwächung des EPI-Anstiegs. Eine interessante Studie berichtet, dass EPI- Zunahmen während eines 122minütigen Radfahrtrainings bei 62% VO2max im Anschluss an 2,5 h Radfahren abgeschwächt wurden, nicht aber im Anschluss an ein Lauftraining bei 75% VO2max. Der Grund für diese Trainingsart-spezifische Reaktion ist unklar. Cortisol Kohlehydratzufuhr bei Ausdauersport kann auch das Ansteigen der Cortisolkonzentration während des Trainings und für einige Stunden danach abschwächen und zeigten, dass die Cortisolkonzentration bei Einnahme von Kohlehydratlösungen während der 2,5 Stunden im Anschluss an Lauf- oder Radfahrtraining sogar sank, während sie bei Einnahme des Placebos auf dem Niveau von vor dem Training verblieb oder gering anstieg. Andere Studien zeigten ähnliche Ergebnisse während eines 2stündigen Ausdauertrainings. Glukagon und Wachstumshormone (GH) Das Ansteigen der Blutkonzentrationen an Glukagon und GH während des Trainings kann durch Kohlehydratzufuhr abgeschwächt werden. Glukosegaben blockierten die Glukagonreaktion auf ein 4stündiges Radfahrtraining bei 30% VO2max vollständig, hatten aber keine Auswirkungen auf die Glukagonreaktion auf unterbrochene Radfahrperioden bei 70% VO2max. Der Anstieg der Plasmakonzentration an Wachstumshormonen wurde bei Testpersonen, denen kohlehydrathaltige Getränke im Gegensatz zu einem Wasser-Placebo verabreicht worden waren, in den 2,5 Stunden nach einem Lauf- oder Radfahrtraining bei 75% VO2max abgeschwächt. Mögliche Rolle der glukoseregulierenden Hormone bei der Verzögerung von Ermüdungserscheinungen im Zusammenhang mit Kohlehydratgaben Die verminderte Verfügbarkeit von Energie in Form von Kohlehydraten (Glykogen und Glukose) und das Einsetzen der Dehydration sind die wichtigsten limitierenden Faktoren beim Ausdauertraining, und es ist allgemein bekannt, dass der Ausgleich von Kohlehydraten und Flüssigkeit während des Trainings über die Einnahme kohlehydrathaltiger Sportgetränke in passender Zusammensetzung Ermüdungserscheinungen verzögert und die Leistungsfähigkeit steigert. Trotzdem sind die genauen für die positiven Effekte kohlehydrathaltiger Getränke verantwortlichen Mechanismen bisher nicht gänzlich bekannt. Es wird vermutet, dass der wichtigste Mechanismus für die verzögerte Ermüdung im Erhalt des Blutglukosespiegels und der Kohlehydratoxidationsraten während der letzten Phasen des Trainings oder Wettkampfs liegt, wenn das im Muskel vorhandene Glykogen nur noch begrenzt verfügbar ist.   Kohlehydrataufnahme kann während eines unterbrochenen Lauf- und Radfahrtrainings auch dazu führen, dass Muskelglykogen in mehreren Fasertypen nicht aufgebraucht wird. Es ist jedoch auch möglich, dass die Ermüdungsmechanismen im Hirn zu finden sind. Kohlehydratgaben können die Gehirnfunktion verbessern und dafür sorgen, dass man sich während des Trainings besser fühlt. Die meisten Menschen unterbrechen das Training oder beginnen, schlechte Leistungen zu erbringen, wenn die für das Fortsetzen des Trainings nötige Anstrengung subjektiv als zu groß empfunden wird. Diese starke Steigerung der empfundenen Anstrengung beim Ausdauersport geht fast immer der Unfähigkeit des Muskels voraus, eine ausreichende Kraft aufzubringen. Die Vorteile von Kohlehydratgaben für die Verzögerung von Ermüdungserscheinungen könnten daher auch eine verringerte Wahrnehmung der Anstrengung, verbesserte Motivation, bessere Stimmung und eine reduzierte Hemmung des zentralen motorischen Antriebs in den oberen Hirnregionen beinhalten. Es besteht die Hypothese, dass die Kohlehydrataufnahme während des Ausdauersports dabei hilft, den Blutglukosespiegel auf hohem Niveau zu halten, und dadurch die Blutkonzentrationen von EPI, Glukagon, Cortisol und GH reduziert und den Insulinspiegel erhöht. Diese Effekte der Kohlehydrataufnahme könnten den Verbrauch des in Muskeln und Leber gespeicherten Glykogens verzögern, die Aufnahme und Oxidation von Glukose in Muskeln und Gehirn steigern sowie die Plasmakonzentrationen von freien Fettsäuren (FFA – Free Fatty Acids) und Ammoniak senken, die zur allgemeinen Ermüdung beitragen. Ein starker Abfall des Blutglukosespiegels (Hypoglykämie) beim Eintritt der Ermüdung tritt nur selten auf. Die Verfügbarkeit von Glukose für das Gehirn ist daher wahrscheinlich nicht von primärer Bedeutung für das Verzögern der Ermüdung. Es ist jedoch allgemein bekannt, dass ein moderates Absinken der Glukosekonzentration im Plasma schon vor Aktivierung der Reaktion der glukoseregulierenden Hormone und vor dem Auftreten der traditionellen Symptome der Hypoglykämie zu Beeinträchtigungen der kognitiven Funktion und der Stimmung führen kann. Der Erhalt von für das Hirn verfügbarer Blutglukose kann zu niedrigeren Einschätzungen der subjektiv empfundenen Anstrengung beitragen, als sie unter diesen Bedingungen häufig beobachtet werden. Es hat sich gezeigt, dass niedrigere Raten der subjektiv empfundenen Anstrengung bei Testpersonen, die kohlehydrathaltige Getränke zu sich genommen hatten, im Zusammenhang mit höheren Kohlehydratoxidationsraten, einer höheren Blutkonzentration an Glukose und Insulin und einer niedrigeren Konzentration an Cortisol und Wachstumshormonen standen. Niedrigere Raten der subjektiv empfundenen Anstrengung wurden auch bei der Glukoseinfusion während körperlicher Aktivität niedriger Intensität und bei der Einnahme kohlehydrathaltiger Getränke während Ausdauer- Fahrradtrainings bei 70% VO2max  beobachtet. Das moderate Absinken der Plasmakonzentration an freien Fettsäuren nach Kohlehydratzufuhr (aufgrund der gestiegenen Konzentration an Insulin und der gesunkenen Konzentrationen an EPI, Wachstumshormonen und Cortisol) könnte auch dazu beitragen, allgemeine Ermüdung zu verzögern. Wie könnte dies funktionieren? Sinkt die Konzentration an freien Fettsäuren im Blut, reduziert sich auch die Konzentration an freiem Tryptophan. Dies bedeutet, dass weniger Tryptophan aus dem Blut aufgenommen und im Gehirn in Serotonin umgewandelt wird. Man glaubt, dass Serotonin die allgemeine Ermüdung fördert. Kohlehydratzufuhr während körperlicher Aktivität senkt auch die Blutkonzentrationen an Glukagon und Cortisol und erhöht Insulin. Diese Veränderungen könnten die Ammoniakkonzentration im Blut und im Gehirn reduzieren; Ammoniak ist für das Gehirn toxisch und könnte auch den Muskelstoffwechsel beeinträchtigen. Zusammenfassung In den späten Phasen ausdauernder körperlicher Aktivität lassen sich häufig starke Erhöhungen der Konzentrationen an glukoseregulierenden Hormonen feststellen, was darauf hinweist, dass der Blutglukosespiegel nicht auf hohem Niveau gehalten werden kann. Diese hormonellen Veränderungen können ein wichtiger Hinweis auf eine bevorstehende Ermüdung sein. Der Anstieg an EPI, Cortisol, Glukagon und Wachstumshormonen kann, gemeinsam mit dem Absinken des Insulinspiegels, zur Entstehung von Ermüdungserscheinungen beitragen. Kohlehydratgaben während der körperlichen Aktivität können diese Reaktionen der glukoseregulierenden Hormone abschwächen und damit teilweise für ein verzögertes Einsetzen der Ermüdung verantwortlich sein. Zum Ausgleich von Kohlehydraten und Flüssigkeit sollten Sportler während des Ausdauertrainings alle 15-20 min etwa 240-350 ml eines kohlehydrathaltigen Sportgetränks zu sich nehmen. Dies verhindert einen Abfall des Blutglukosespiegels und zögert das Auftreten von Ermüdungserscheinungen wahrscheinlich hinaus. An der Ermüdungsverzögerung unter diesen Umständen können sowohl zentrale als auch periphere Mechanismen beteiligt sein. Kernaussagen Ausdauernde, intensive körperliche Aktivität erhöht die Plasmakonzentrationen der Hormone Epinephrin, Cortisol, Glukagon und der Wachstumshormone. Die Insulinkonzentration wird verringert. Die Einnahme von Kohlehydraten während des Ausdauersports mildert diese Hormonreaktionen und verzögert Ermüdungserscheinungen. Die abgeschwächte Hormonreaktion kann dazu beitragen, sowohl zentrale (Gehirn) als auch periphere (Muskel) Ermüdung zu verzögern, indem in der Leber und den Muskeln vorhandenes Glykogen nicht verbraucht wird, der Glukosespiegel im Blut auf hohem Niveau bleibt und die Blutkonzentrationen freier Fettsäuren, freien Tryptophans und von Ammoniak reduziert werden. Zur Vermeidung eines Abfalls der Glukosekonzentration im Blut und um die Hormonreaktion auf das Training zu mildern, sollten Sportler alle 15-20 min etwa 240-350 ml eines kohlehydrathaltigen Sportgetränks zu sich nehmen.
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Ausdauersport, Hormone und Kohlenhydrate Das endokrine (Hormon-)System sorgt für normale Körperfunktionen, einschließlich der Erhaltung des Blutglukosespiegels auf einem für Gesundheit und körperliche Leistungsfähigkeit optimalen Niveau. Ein Absinken des Blutglukosespiegels während intensiven Ausdauersports kann ein Hauptauslöser für Ermüdungserscheinungen sein. Das endokrine System versucht während des Trainings einen optimalen Blutglukosespiegel beizubehalten, indem es andere Energiequellen mobilisiert und die Produktion von Glukose aus Aminosäuren und anderen Quellen ohne Kohlehydrate anregt. Leider können diese Reaktionen die Erschöpfung der Kohlehydratspeicher des Körpers nur hinauszögern, und Ermüdungserscheinungen können trotz stark erhöhter Hormonmengen im Kreislauf auftreten. Es ist wahrscheinlich das der dramatische Anstieg an Stresshormonen aufgrund intensiven Trainings die Ermüdung beschleunigen könnte. Die Einnahme Kohlehydrathaltiger Getränke in geeigneter Zusammensetzung kann Ermüdungserscheinungen verzögern, indem der Blutglukosespiegel auf hohem Niveau gehalten wird  und gegebenenfalls auch die Glykogenspeicher der Muskeln nicht aufgebraucht werden. Interessanterweise wird durch die Einnahme kohlehydrathaltiger Getränke auch der Anstieg an Stresshormonen während des Trainings abgeschwächt – ob dies allerdings eine Bedeutung für die Verzögerung von Ermüdungserscheinungen hat, ist noch ungewiss. Das Ziel dieses Artikels besteht darin, einen kurzen Überblick darüber zu geben, wie die glukoseregulierenden Hormone (Epinephrin, Cortisol, Insulin, Glukagon und Wachstumshormone) auf körperliche Aktivität reagieren und auf welche Weise die Zufuhr von Kohlehydraten diese Reaktionen verändert. Weiterhin soll beurteilt werden, ob ein Zusammenhang zwischen der veränderten Hormonreaktion und der Verzögerung von Ermüdungserscheinungen besteht. Die Hormonantwort auf ausdauernde körperliche Aktivität Zu Beginn des Trainings wird durch Nervenimpulse der motorischen Zentren des Gehirns sowie durch Rückmeldungen der sensorischen Nerven der Muskeln an die Hirnanhangdrüse (Hypothalamus) die Ausschüttung vieler Hormone entweder angeregt oder verhindert. Die anfänglichen, schnellen Veränderungen der Hormonausschüttung geschehen in Erwartung von Anpassungen des Stoffwechsels und des Herz-Kreislauf-Systems, die nötig sind, um die durch die Aktivität gesteigerten Anforderungen zu erfüllen. Diese hormonellen Veränderungen werden in dem Maße dramatischer, in dem die Trainingsintensität steigt und sich Ermüdungserscheinungen einstellen. Hormonelle Veränderungen können auch auftreten oder sich verstärken, um psychologische oder emotionale Faktoren während intensiver Aktivität zu unterstützen. Eines der wichtigsten an der Kontrolle des neuroendokrinen Systems beteiligten Signale ist das Absinken des Blutglukosespiegels. Dies wird durch Trainingsstudien sehr deutlich, in deren Rahmen Sportler während kohlehydratarmer Ernährung, während des Fastens und mit Glukoseinfusionen untersucht wurden. Intensive, ausdauernde körperliche Aktivität führt zu vorhersagbaren Steigerungen der Blutglukose und entsprechenden Erhöhungen der Konzentrationen von Epinephrin (EPI), Cortisol, Glukagon und von Wachstumshormonen (GH)  sowie zu einem Absinken des Insulinspiegels. Diese Hormone spielen eine entscheidende Rolle bei der Bewahrung einer stabilen Konzentration von Blutglukose und werden daher oft auch als glukoseregulierende Hormone bezeichnet (Tabelle 1). Die Reaktionen der glukoseregulierenden Hormone auf intensive Ausdaueraktivität sind bei längerer Dauer der Aktivität ausgeprägter, d.h. in dem Maße, in dem die verfügbaren Kohlehydrate abnehmen und Ermüdungserscheinungen auftreten. Die zu Beginn des Trainings eher geringen Veränderungen haben vor allem zum Ziel, zusätzliche Energiequellen zu mobilisieren, um die gesteigerten Anforderungen zu erfüllen, den Fettstoffwechsel zu steigern und die Blutglukosekonzentration zu erhalten. Die starken hormonellen Veränderungen nach einer gewissen Trainingszeit, wenn bereits erste Ermüdungserscheinungen auftreten, werden dadurch verursacht, dass die Glykogenspeicher in der Leber und den Muskeln aufgebraucht sind und der Blutglukosespiegel nicht mehr auf einem angemessenen Niveau gehalten werden kann, sowie durch psychologische Faktoren im Zusammenhang mit dem vergrößerten Kraftaufwand für die Erbringung der gleichen Leistung und einem beeinträchtigten Gemütszustand. Tabelle 1: Die wichtigsten Wirkungen der glukoseregulierenden Hormone und einige wichtige Resultate dieser Wirkungen.
Auswirkungen der Kohlehydrataufnahme auf die hormonellen Reaktionen auf körperliche Aktivität Die Aufnahme von Kohlehydraten unmittelbar vor und/oder während des Ausdauersports führt zu beträchtlichen Veränderungen der glukoseregulierenden Hormone. Dazu gehört eine Abschwächung des typischen Anstiegs von EPI, Cortisol, Glukagon und GH sowie eine geringfügigere Abnahme des Insulins. Der Insulinspiegel kann sich bei Kohlehydratzufuhr während des Sports sogar erhöhen. Dies unterstützt generell die Annahme, dass die Hauptfunktion dieser Hormone bei ausdauernder körperlicher Aktivität darin besteht, die Glukosekonzentration im Plasma zu erhalten. Die Einnahme von 30-60 g Kohlehydraten pro Stunde reicht aus, um einen Abfall des Blutglukosespiegels zu vermeiden und um die Ermüdung während des Ausdauersports zu verzögern. Hormonstudien, die ähnliche Verabreichungspläne verwenden, kommen üblicherweise zu dem Ergebnis, dass die Verabreichungen von Kohlehydraten die Reaktion der glukoseregulierenden Hormone auf körperliche Aktivität abschwächen. Werden den Testpersonen während eines fast 3stündigen Trainings bei 70% VO2max allerdings nur 13 g Kohlehydrate pro Stunde verabreicht, gibt es keine Auswirkungen auf verschiedene Stoffwechselvariablen, auf die subjektiv empfundene Anstrengung, auf EPI, Cortisol, Glukagon, Insulin und die Zeit bis zum Eintritt der Ermüdung.   Insulin Bei Kohlehydratzufuhr während des Training bleiben die Insulin-Plasmakonzentrationen normalerweise auf dem Niveau des Ruhezustands oder steigen in einigen Fällen an. Epinephrin (EPI) Kohlehydratzufuhr führt in den meisten Studien zur Abschwächung des EPI-Anstiegs. Eine interessante Studie berichtet, dass EPI-Zunahmen während eines 122minütigen Radfahrtrainings bei 62% VO2max im Anschluss an 2,5 h Radfahren abgeschwächt wurden, nicht aber im Anschluss an ein Lauftraining bei 75% VO2max. Der Grund für diese Trainingsart-spezifische Reaktion ist unklar.   Cortisol Kohlehydratzufuhr bei Ausdauersport kann auch das Ansteigen der Cortisolkonzentration während des Trainings und für einige Stunden danach abschwächen und zeigten, dass die Cortisolkonzentration bei Einnahme von Kohlehydratlösungen während der 2,5 Stunden im Anschluss an Lauf- oder Radfahrtraining sogar sank, während sie bei Einnahme des Placebos auf dem Niveau von vor dem Training verblieb oder gering anstieg. Andere Studien zeigten ähnliche Ergebnisse während eines 2stündigen Ausdauertrainings. Glukagon und Wachstumshormone (GH) Das Ansteigen der Blutkonzentrationen an Glukagon und GH während des Trainings kann durch Kohlehydratzufuhr abgeschwächt werden. Glukosegaben blockierten die Glukagonreaktion auf ein 4stündiges Radfahrtraining bei 30% VO2max vollständig, hatten aber keine Auswirkungen auf die Glukagonreaktion auf unterbrochene Radfahrperioden bei 70% VO2max. Der Anstieg der Plasmakonzentration an Wachstumshormonen wurde bei Testpersonen, denen kohlehydrathaltige Getränke im Gegensatz zu einem Wasser-Placebo verabreicht worden waren, in den 2,5 Stunden nach einem Lauf- oder Radfahrtraining bei 75% VO2max abgeschwächt.   Mögliche Rolle der glukoseregulierenden Hormone bei der Verzögerung von Ermüdungserscheinungen im Zusammenhang mit Kohlehydratgaben Die verminderte Verfügbarkeit von Energie in Form von Kohlehydraten (Glykogen und Glukose) und das Einsetzen der Dehydration sind die wichtigsten limitierenden Faktoren beim Ausdauertraining, und es ist allgemein bekannt, dass der Ausgleich von Kohlehydraten und Flüssigkeit während des Trainings über die Einnahme kohlehydrathaltiger Sportgetränke in passender Zusammensetzung Ermüdungserscheinungen verzögert und die Leistungsfähigkeit steigert. Trotzdem sind die genauen für die positiven Effekte kohlehydrathaltiger Getränke verantwortlichen Mechanismen bisher nicht gänzlich bekannt. Es wird vermutet, dass der wichtigste Mechanismus für die verzögerte Ermüdung im Erhalt des Blutglukosespiegels und der Kohlehydratoxidationsraten während der letzten Phasen des Trainings oder Wettkampfs liegt, wenn das im Muskel vorhandene Glykogen nur noch begrenzt verfügbar ist. Kohlehydrataufnahme kann während eines unterbrochenen Lauf- und Radfahrtrainings auch dazu führen, dass Muskelglykogen in mehreren Fasertypen nicht aufgebraucht wird. Es ist jedoch auch möglich, dass die Ermüdungsmechanismen im Hirn zu finden sind. Kohlehydratgaben können die Gehirnfunktion verbessern und dafür sorgen, dass man sich während des Trainings besser fühlt. Die meisten Menschen unterbrechen das Training oder beginnen, schlechte Leistungen zu erbringen, wenn die für das Fortsetzen des Trainings nötige Anstrengung subjektiv als zu groß empfunden wird. Diese starke Steigerung der empfundenen Anstrengung beim Ausdauersport geht fast immer der Unfähigkeit des Muskels voraus, eine ausreichende Kraft aufzubringen. Die Vorteile von Kohlehydratgaben für die Verzögerung von Ermüdungserscheinungen könnten daher auch eine verringerte Wahrnehmung der Anstrengung, verbesserte Motivation, bessere Stimmung und eine reduzierte Hemmung des zentralen motorischen Antriebs in den oberen Hirnregionen beinhalten. Es besteht die Hypothese, dass die Kohlehydrataufnahme während des Ausdauersports dabei hilft, den Blutglukosespiegel auf hohem Niveau zu halten, und dadurch die Blutkonzentrationen von EPI, Glukagon, Cortisol und GH reduziert und den Insulinspiegel erhöht. Diese Effekte der Kohlehydrataufnahme könnten den Verbrauch des in Muskeln und Leber gespeicherten Glykogens verzögern, die Aufnahme und Oxidation von Glukose in Muskeln und Gehirn steigern sowie die Plasmakonzentrationen von freien Fettsäuren (FFA – Free Fatty Acids) und Ammoniak senken, die zur allgemeinen Ermüdung beitragen. Ein starker Abfall des Blutglukosespiegels (Hypoglykämie) beim Eintritt der Ermüdung tritt nur selten auf. Die Verfügbarkeit von Glukose für das Gehirn ist daher wahrscheinlich nicht von primärer Bedeutung für das Verzögern der Ermüdung. Es ist jedoch allgemein bekannt, dass ein moderates Absinken der Glukosekonzentration im Plasma schon vor Aktivierung der Reaktion der glukoseregulierenden Hormone und vor dem Auftreten der traditionellen Symptome der Hypoglykämie zu Beeinträchtigungen der kognitiven Funktion und der Stimmung führen kann. Der Erhalt von für das Hirn verfügbarer Blutglukose kann zu niedrigeren Einschätzungen der subjektiv empfundenen Anstrengung beitragen, als sie unter diesen Bedingungen häufig beobachtet werden. Es hat sich gezeigt, dass niedrigere Raten der subjektiv empfundenen Anstrengung bei Testpersonen, die kohlehydrathaltige Getränke zu sich genommen hatten, im Zusammenhang mit höheren Kohlehydratoxidationsraten, einer höheren Blutkonzentration an Glukose und Insulin und einer niedrigeren Konzentration an Cortisol und Wachstumshormonen standen. Niedrigere Raten der subjektiv empfundenen Anstrengung wurden auch bei der Glukoseinfusion während körperlicher Aktivität niedriger Intensität und bei der Einnahme kohlehydrathaltiger Getränke während Ausdauer-Fahrradtrainings bei 70% VO2max  beobachtet. Das moderate Absinken der Plasmakonzentration an freien Fettsäuren nach Kohlehydratzufuhr (aufgrund der gestiegenen Konzentration an Insulin und der gesunkenen Konzentrationen an EPI, Wachstumshormonen und Cortisol) könnte auch dazu beitragen, allgemeine Ermüdung zu verzögern. Wie könnte dies funktionieren? Sinkt die Konzentration an freien Fettsäuren im Blut, reduziert sich auch die Konzentration an freiem Tryptophan. Dies bedeutet, dass weniger Tryptophan aus dem Blut aufgenommen und im Gehirn in Serotonin umgewandelt wird. Man glaubt, dass Serotonin die allgemeine Ermüdung fördert. Kohlehydratzufuhr während körperlicher Aktivität senkt auch die Blutkonzentrationen an Glukagon und Cortisol und erhöht Insulin. Diese Veränderungen könnten die Ammoniakkonzentration im Blut und im Gehirn reduzieren; Ammoniak ist für das Gehirn toxisch und könnte auch den Muskelstoffwechsel beeinträchtigen. Zusammenfassung In den späten Phasen ausdauernder körperlicher Aktivität lassen sich häufig starke Erhöhungen der Konzentrationen an glukoseregulierenden Hormonen feststellen, was darauf hinweist, dass der Blutglukosespiegel nicht auf hohem Niveau gehalten werden kann. Diese hormonellen Veränderungen können ein wichtiger Hinweis auf eine bevorstehende Ermüdung sein. Der Anstieg an EPI, Cortisol, Glukagon und Wachstumshormonen kann, gemeinsam mit dem Absinken des Insulinspiegels, zur Entstehung von Ermüdungserscheinungen beitragen. Kohlehydratgaben während der körperlichen Aktivität können diese Reaktionen der glukoseregulierenden Hormone abschwächen und damit teilweise für ein verzögertes Einsetzen der Ermüdung verantwortlich sein. Zum Ausgleich von Kohlehydraten und Flüssigkeit sollten Sportler während des Ausdauertrainings alle 15-20 min etwa 240-350 ml eines kohlehydrathaltigen Sportgetränks zu sich nehmen. Dies verhindert einen Abfall des Blutglukosespiegels und zögert das Auftreten von Ermüdungserscheinungen wahrscheinlich hinaus. An der Ermüdungsverzögerung unter diesen Umständen können sowohl zentrale als auch periphere Mechanismen beteiligt sein. Kernaussagen Ausdauernde, intensive körperliche Aktivität erhöht die Plasmakonzentrationen der Hormone Epinephrin, Cortisol, Glukagon und der Wachstumshormone. Die Insulinkonzentration wird verringert. Die Einnahme von Kohlehydraten während des Ausdauersports mildert diese Hormonreaktionen und verzögert Ermüdungserscheinungen. Die abgeschwächte Hormonreaktion kann dazu beitragen, sowohl zentrale (Gehirn) als auch periphere (Muskel) Ermüdung zu verzögern, indem in der Leber und den Muskeln vorhandenes Glykogen nicht verbraucht wird, der Glukosespiegel im Blut auf hohem Niveau bleibt und die Blutkonzentrationen freier Fettsäuren, freien Tryptophans und von Ammoniak reduziert werden. Zur Vermeidung eines Abfalls der Glukosekonzentration im Blut und um die Hormonreaktion auf das Training zu mildern, sollten Sportler alle 15-20 min etwa 240-350 ml eines kohlehydrathaltigen Sportgetränks zu sich nehmen.
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