Freitag, 2. März 2018

Protein

1. Grundsätzliches

Die Muskulatur des menschlichen Körpers besteht überwiegend aus Wasser und Proteinen. Des Weiteren spielen Proteine bei vielen Körperfunktionen eine wichtige Rolle. Muskulatur, Haut, Haare, und Enzyme werden auf Proteinbasis im Körper aufgebaut. Außerdem werden sie auch für die Synthese von Hormonen und Neurotransmittern (Botenstoffe im Gehirn) benötigt. Aus diesem Grund ist es sinnvoll, dem Körper eine ausreichende Menge an Eiweiß zur Verfügung zu stellen, damit der Bedarf zum Aufbau von neuem Muskelgewebe auch hinreichend gedeckt wird.
Hierbei gilt aber zu beachten, dass der Körper Proteine nicht auf Vorrat speichern kann, so wie es ihm mit Fetten bzw. Kohlenhydraten möglich ist.

Deshalb müssen diese ständig mit der Nahrung zugeführt werden.

Erfolgt dies nicht, so beginnt der Körper nach einigen Stunden seine eigenen Proteinreserven in Form von Muskulatur aufzuzehren. Dies bedeutet wiederum einen Abfall der körperlichen Leistungsfähigkeit.

Die mit der Nahrung zugeführten Proteine können vom Körper allerdings nicht direkt verarbeitet werden, sondern müssen vom Verdauungsapparat erst in ihre Bestandteile, die Aminosäuren aufgespalten werden. Dabei unterscheidet man zwischen 8 essenziellen und 12 nichtessenziellen Aminosäuren. Die essenziellen Aminosäuren sind die Aminosäuren, die dem Körper auf jeden Fall zugeführt werden müssen, weil er sie nicht selbst in ausreichender Menge herstellen kann.

Essenzielle Aminosäuren:
  • 01. Isoleucin
  • 02. Leucin
  • 03. Lysin
  • 04. Methionin
  • 05. Phenylalanin
  • 06. Theronin
  • 07. Tryptophan
  • 08. Valin
Isoleucin, Leucin und Valin spielen hierbei eine Sonderrolle. Sie werden auch als BCAA´s (branched chain amino acids, verzweigtkettige Aminosäuren) bezeichnet und die menschliche Muskulatur ist zu 35% aus ihnen aufgebaut. Analog sind die nichtessenziellen Aminosäuren, die der Körper selbst aus den essenziellen Aminosäuren zusammensetzen kann. Bei der Verdauung spaltet der Körper das Nahrungsprotein in einzelne Aminosäuren auf, die dann in den Blutkreislauf aufgenommen werden und so zum Aufbau von Körperproteinen (z. B. Muskulatur) zur Verfügung stehen.

Nichtessenzielle Aminosäuren: 
  • 01. Alanin
  • 02. Arginin
  • 03. Asparagin
  • 04. Asparaginsäure
  • 05. Cystein
  • 06. Glutamin
  • 07. Glutaminsäure
  • 08. Glycin
  • 09. Histidin
  • 10. Prolin
  • 11. Serin
  • 12. Tyrosin
2. Die Proteinqualität / biologische Wertigkeit
 
Je nach Qualität des zugeführten Nahrungsproteins liegen Aminosäuren in einem unterschiedlichen Verhältnis vor. Dieses Verhältnis ist entscheidend dafür, wie viel von dem Protein der Körper auch tatsächlich verwerten kann. Es wird durch die biologische Wertigkeit ausgedrückt und richtet sich nach dem Gehalt an essenziellen Aminosäuren. Damit Körper das Nahrungsprotein verwerten kann, muss es also zuerst in seine einzelnen Aminosäuren zerlegt werden. Anschließend fügt er diese wiederum in für ihn optimale Aminosäurenverbindungen, so genannte Peptidketten zusammen. Ist hier eine Aminosäure nicht ausreichend oder vielleicht gar nicht vertreten, so kann das zugeführte Nahrungsprotein nicht vollständig verwertet werden. Insofern bildet die am geringsten vorhandene Aminosäure den limitierenden Faktor bei der biologischen Wertigkeit.

Volleiprotein dient hierbei als Referenz und wird mit einer biologischen Wertigkeit von 100 angesetzt. Proteingemische, die in ihrer biologischen Wertigkeit höher liegen, stellen dem Körper bei gleicher Gesamteiweißzufuhr mehr verwertbare Aminosäuren zur Verfügung. Insofern sind auch Werte größer als 100 möglich, da eben nicht angegeben wird, wie viel Protein absolut im menschlichen Körper verwertet wird, sondern wie viel Protein im relativen Vergleich zu Volleiprotein.

Tierische Proteinquellen wie Fleisch, Eier, Milchprodukte oder Fisch haben aufgrund des höheren Gehalts an essenziellen Aminosäuren generell eine höhere Wertigkeit als pflanzliche Proteinquellen Hülsenfrüchte, Getreide oder Gemüse. Dafür haben tierische Proteinquellen allerdings auch wieder den Nachteil, dass bei ihrem Verzehr oft größere Mengen an Fett, Cholesterin und Purin den Körper belasten. Diese negativen Begleiterscheinungen sind bei pflanzlichen Proteinquellen nicht anzutreffen. Jedoch haben Letztere oft nur einen recht geringen Proteingehalt, sodass bei größeren Mengen stets sehr viele Kohlenhydrate verzehrt werden. Die biologische Wertigkeit lässt sich allerdings durch Mischen verschiedener Proteinquellen erhöhen, da hierdurch ein anderes Verhältnis der Aminosäuren erreicht wird. So sind z.B. Bohnen in ihrer Wertigkeit normalerweise recht gering, erreichen aber durch die Kombination mit Mais eine Wertigkeit, die der von Vollei gleichwertig ist.

Ein paar Proteinquellen mit ihrer biologischen Wertigkeit:

Nahrungsmittel Biologische Wertigkeit
  • Vollei 100
  • Kartoffeln 98
  • Rindfleisch 91
  • Fisch 87
  • Tofu 86
  • Edamer 84
  • Naturreis 81
  • Roggenmehl 76
  • Bohnen (grün) 73
  • Mais 72
  • Weizenmehl 57
Ein paar Kombinationen von Proteinquellen
  • Nahrungskombination Biologische Wertigkeit
  • Kartoffeln/Vollei (Verhältnis: 10/1) 136
  • Tofu/Vollei (Verhältnis: 10/3) 123
  • Milch/Vollei (Verhältnis: 2/5) 122
  • Weizen/Vollei (Verhältnis: 1/3) 118
  • Weizen/Joghurt (Verhältnis: 4/3) 110
  • Reis/Vollei (Verhältnis: 2/3) 106
  • Bohnen (grün) / Mais (Verhältnis: 7/6) 100
  • Rindfleisch/Kartoffeln (Verhältnis: 3/ 7) 90
Aufgrund der obigen negativen Begleiterscheinungen bei natürlichen Proteinquellen sind Proteinkonzentrate eine gute Alternative. Natürlich sollten diese eine ausgewogene Ernährung zur Versorgung mit Protein nicht ersetzen, als Ergänzung sind sie jedoch sehr gut geeignet, um dem Körper eine möglichst komplette Aminosäurenbilanz zu liefern.

Der Schlüssel liegt hier, wie so oft, in der Abwechslung. Verzehren Sie möglichst viele verschiedene Arten von Proteinquellen und Sie werden dem Körper eine viel bessere Aminosäurenbilanz zur Verfügung stellen, als wenn Sie sich auf nur eine oder zwei Proteinquellen beschränken.

3. Proteinbedarf des Einzelnen

Grundsätzlich werden von der Deutschen Gesellschaft für Ernährung 0,8 g/kg Körpergewicht für einen normalen, körperlich inaktiven Menschen empfohlen. Mit zunehmender körperlicher Betätigung steigt die benötigte Proteinmenge aber teilweise drastisch an. Ging man früher z.B. davon aus, dass vornehmlich Sportler in einer anaeroben Sportart wie Bodybuilding oder Powerlifting einen erhöhten Bedarf haben, so weiß man heute, dass auch bereits Ausdauersportler eine deutlich größere Proteinmenge benötigen. Die empfohlene Menge liegt hier bei 1,5 g/kg Körpergewicht pro Tag.

Der Bedarf für Kraftsportler im weitesten Sinne liegt noch einmal höher. Die Praxis hat gezeigt, dass ein hoher Proteinkonsum den Muskelaufbau beschleunigt. Hier liegt die Empfehlung bei 1,5 g - 2 g/kg Körpergewicht, was den ungedopten Kraftsportler betrifft. Über mehr rede ich nicht.

Die gerade angegebenen Mengen beziehen sich auf einen Athleten, der sich in einer Aufbauphase befindet. In einer solchen Situation bekommt der Körper einen Überschuss an Nährstoffen, sodass die zugeführte Proteinmenge komplett zur Versorgung der Muskulatur/Körperfunktionen mit Aminosäuren genutzt werden kann.
 
Anders sieht es aus, wenn man sich in einer Diät befindet. In jeder Diät ist es Grundvoraussetzung, dass man den Körper in ein Energiedefizit bringt, d.h. weniger Kalorien zuführt, als er verbraucht. Je nach Größe des Defizits werden neben Kohlenhydraten auch Proteine zur Energiegewinnung herangezogen. Dieser Vorgang der Umwandlung von Aminosäuren in der Leber wird auch als Gluconeogenese bezeichnet. Deshalb sollte man in einer Diät den Proteinanteil - in der Ernährung gegenüber der Aufbauphase erhöhen, um auch dann noch eine ausreichende Versorgung mit Eiweiß sicherzustellen. Eine Erhöhung um 0,5 g/kg sollte ausreichend sein.

Auf eines muss man bei einer erhöhten Eiweißzufuhr allerdings auf jeden Fall achten. Die Wasseraufnahme sollte in gleichem Maße erweitert werden, da bei einer größeren Eiweißzufuhr die Belastung der Nieren signifikant steigt.

4. Vorteile einer erhöhten Proteinzufuhr

Manch einer mag jetzt entgegenhalten, dass es Studien für Bodybuilder gibt, in denen gezeigt wird, dass ein Proteinkonsum von 1,2 g - 1,5 g/kg Körpergewicht ausreichend ist, um das Stickstoffgleichgewicht aufrecht zu erhalten, denn bei einer geringen Proteinzufuhr würde der Körper mit einem vermehrten Abbau von Muskelzellen reagieren, was wiederum in einem gesteigerten Stickstoffverlust resultieren würde. Dieses Stickstoffgleichgewicht sagt allerdings lediglich, dass der Körper in der Lage ist, seine Muskelmasse zu erhalten. Die meisten Kraftsportler sind allerdings an einem Muskelzuwachs interessiert. Für diesen muss jedoch mehr Protein über die Nahrung zugeführt werden, als zum Erhalt der Muskelmasse erforderlich ist. So wurde auch in Studien nachgewiesen, dass eine erhöhte Eiweißzufuhr zu einer verminderten Stickstoffausscheidung führt.

Auch das Argument, dass eine ständig erhöhte Proteinzufuhr dazu führt, dass ein größerer Anteil an Aminosäuren einfach oxidiert, also zu Energie verbrannt wird, kann so nicht stehen gelassen werden. Zwar ist es richtig, dass die überschüssigen Aminosäuren zur Energiegewinnung herangezogen werden, was auch sicher besser ist, als wenn sie als Körperfett eingelagert werden, wie es mit einem :Überschuss an Fett oder Kohlenhydraten geschieht. Der menschliche Körper funktioniert aber nicht einfach so, dass eine gewisse Menge an körpereigenen Eiweißen abgebaut wird, die dann nur durch Nahrung ersetzt werden:

Vielmehr wird vom abgebauten Eiweiß ein Teil wieder zum Aufbau verwendet. Insgesamt baut der menschliche Körper am Tag etwa 3-5 g Eiweiß je kg Körpergewicht ab. Hiervon wird der größte Teil aber erneut der Synthese zugeführt, weshalb effektiv lediglich ein Verlust von etwa 50 g eintritt. Dieses entspricht der empfohlenen Eiweißmenge, die somit den minimalen Erhaltungsbedarf bei Personen ohne körperliche Aktivität darstellt.

Dazu kommt aber noch der Eiweißabbau der eintritt, wenn die Konzentration von Aminosäuren im menschlichen Körper einen bestimmten Wert unterschreitet. Dieses ist z.B. bei einem harten Training, schwerer Arbeit oder Stress der Fall, wo auch Aminosäuren zur Energiegewinnung herangezogen werden. Hier führt der zusätzliche Aminosäurenbedarf dazu, dass der Körper Muskelgewebe abbaut, um diesen Bedarf zu decken. Solche vorübergehenden Schädigungen des Gewebes führen aber wiederum zu einer vermehrten Proteinsynthese nach dem Training. Deshalb ist ein Proteinshake zeitnah zum Trainingsende sinnvoll, um diese Aufbauvorgänge zu unterstützen.

Weiterhin führt eine erhöhte Eiweißzufuhr auch zu einem Anstieg der IGF- I -Werte (insulinähnlicher Wachstumsfaktor). Hierbei hat sich gezeigt, dass besonders Milchprotein (Casein) die IGF- I - Ausschüttung begünstigt.

5. Optimale Verteilung der Proteinzufuhr über den Tag

Neben einer erhöhten Proteinzufuhr zum Muskelaufbau und der Wahl der idealen Proteinquelle ist aber auch entscheidend, wie der Athlet die Proteinzufuhr über den Tag gestaltet. Grundsätzlich sollte man seine Eiweißzufuhr gleichmäßig über den Tag verteilen, um die aufzunehmende Proteinmenge pro Mahlzeit möglichst niedrig zu halten. Die immer wieder vorgebrachte Behauptung, dass man nur maximal 30 g Protein mit einer Mahlzeit aufnehmen kann, ist als wissenschaftlich nicht belegt zu werten.

Im Gegenteil, der Magen-Darm-Trakt kann sogar 500-700 g Aminosäuren täglich resorbieren. Dennoch bleibt im Zuge einer möglichst optimalen Proteinausnutzung festzuhalten, dass der Körper eine geringere Proteinmenge pro Mahlzeit effizienter verarbeitet werden kann, als wenn man seine tägliche Eiweißzufuhr von 200 g z.B. auf lediglich zwei Mahlzeiten verteilt. Dabei kommen vor allen Dingen auch mengenmäßige Probleme zum Tragen, so wären für eine Proteinmenge von 200 g über 800 g Putenfleisch zu verzehren, was doch eher schwierig ist. Dennoch könnte der Körper theoretisch etwa 12-15 Stunden ohne erneute Proteinzufuhr auskommen, bevor ein nennenswerter Eiweißabbau durch Glukoneogenese aus der Muskulatur beginnt, da er einen Aminosäurenpool besitzt, der etwa für diesen Zeitraum ausreichend ist.

Besondere Aufmerksamkeit muss der Proteinzufuhr nach dem Training geschenkt werden, sowie der letzten Mahlzeit des Tages vor dem Schlafengehen. Direkt im Anschluss an das Training hat der Körper ein Energiedefizit und ist bemüht, die verbrauchte Energie möglichst schnell wieder aufzufüllen. Aus diesem Grund ist es zu diesem Zeitpunkt nicht sinnvoll, direkt eine proteinlastige Mahlzeit zu sich zu nehmen sondern der Schwerpunkt sollte auf schnell verwertbaren Kohlenhydraten wie Dextrose oder besser noch dem ultraschnell resorbierbaren Vitargo Iiegen. Vitargo ist ein Glykogenlader par excellence, sinnvollerweise auch noch mit Glutamin und Creatin ergänzt werden kann. Empfehlenswert ist die Zufuhr von 0,7- I g Kohlenhydraten pro kg Körpergewicht.

Ungefähr 45-60 Minuten später, wenn der Insulinspiegel wieder abgesunken ist, sollte dann eine proteinreiche Mahlzeit auf dem Speiseplan stehen. Da der Körper selbst zu diesem Zeitpunkt noch bemüht ist, sein Energiedefizit auszugleichen, sollte man allerdings keine schnell resorbierbare Proteinquelle wie Whey Protein wählen, da diese in zu kurzer Zeit zu viele Aminosäuren zur Verfügung stellt, die dann aber zur Energiegewinnung herangezogen werden. Es ist vielmehr sinnvoller, eine langsam verdauliche Proteinquelle wie Fleisch, Eiklar, Quark oder auf ein gutes Drei-Komponenten-Proteinpulver zurückgreifen, da bei diesen der Aminosäurenspiegel im Blut über einen längeren Zeitraum hochgehalten wird. Optimalerweise sollte diese Mahlzeit ebenfalls komplexen Kohlenhydraten ergänzt werden wie Nudeln, Reis oder Haferflocken, wobei 0,7 g - 1 g/kg Körpergewicht hier wiederum als guter Anhaltspunkt dienen.
 
Ähnliches gilt für die letzte Mahlzeit des Tages vor dem Schlafengehen. Hier gilt zu bedenken, dass der Körper in der Schlafphase etwa 8 Stunden ohne erneute Nahrungszufuhr auskommen muss. Es wäre also falsch, nun ein extrem schnell verdauliches Protein zuzuführen. Vielmehr sollte man, wie nach dem Training, eine langsam verdauliche Proteinquelle nutzen, was gewährleistet, dass während der Schlafphase einem Stickstoffverlust und einer damit verbundenen Aminosäurenverbrennung vorgebeugt wird und somit die Muskulatur intakt bleibt. Nicht wenige Sportler essen vor dem Schlafen eine Portion Magerquark oder Hüttenkäse, da diese Lebensmittel die vielleicht besten Lieferanten für Casein sind und damit eine langsame Resorption sichergestellt wird. Eine gute Alternative wäre wiederum ein Drei-Komponenten-Proteinpulver in Milch angerührt.

6. Proteinpulver - sinnvoll oder nicht?

Grundsätzlich muss versucht werden, ein Großteil der Proteinversorgung des Körpers über die normale Ernährung sicherzustellen. Dabei sollte, um eine möglichst vollständige Aminosäurenbilanz sicherzustellen auf viele verschiedene Proteinquellen zurückgegriffen werden. Allerdings ist eine Ernährung, die Fleisch, Milchprodukte oder Hülsenfrüchte enthält, oft auch mit vielen negativen Begleitumständen verbunden, wie Purinen, Cholesterin oder einfach nur einer recht hohen Kohlenhydrat- und Fettzufuhr. Außerdem steigt naturgemäß mit einer erhöhten Proteinaufnahme auch die Menge der zu verzehren Nahrungsmittel. Der Magen hat aber nur eine bestimmte Kapazität, um diese zu verdauen.

Um deshalb einem ständigen Völlegefühl vorzubeugen und die negativen Begleiterscheinungen in Grenzen zu halten, kann es vorteilhaft sein, einen Teil der Proteinversorgung durch Proteinshakes zu ersetzen. Personen mit einer Lactoseintoleranz, die keine Milchprodukte aufgrund des Milchzuckers vertragen, bieten mit Wasser angerührte Proteinshakes außerdem den Vorteil, dass sie trotzdem hochwertiges Milch- und Molkenprotein zu sich nehmen können, ohne gleichzeitig die für sie negativen Begleiterscheinungen zu erleiden:

Proteinshakes haben aber auch noch andere Vorteile, die nicht im ernährungs - physiologischen Bereich zu suchen sind. So ist ein Proteinshake in der Regel deutlich billiger, als die gleiche Proteinmenge in Form von Fleisch. Er lässt sich außerdem leicht mitnehmen und schnell zwischendurch trinken, wenn nicht die Zeit für eine komplette Mahlzeit bleibt, so wie es in der Schule oder im Beruf oft der Fall ist. Gerade, wenn man den Shake mit einer zusätzlichen Kohlenhydratquelle wie Haferflocken oder auch Bananen ergänzt, hat man schnell eine komplette Mahlzeit verzehrt, ohne große Umstände damit zu haben. Wer ein Drei-Komponenten-Protein wählt, stellt damit außerdem sicher, dass der Körper stets mit unterschiedlichen Proteinquellen versorgt wird.