Allgemeines
Proteine (Synonym: Eiweiße) sind die Grundbausteine der Zellen aller Lebewesen. Proteine sind neben Wasser der Hauptbestandteil des menschlichen Körpers. Sie sind zuständig für Wachstum und Entwicklung des Menschen und die Erhaltung von Gesundheit und Vitalität. Proteine sind wichtigster Baustein von Muskeln, Blut, Haut, Haaren, Nägeln, inneren Organen - einschließlich Herz und Gehirn - und überwiegender Bestandteil von Gewebe, Knochen und Nerven.
Desweiteren sind Proteine wichtig für die Bildung von Enzymen, Antikörpern und bestimmten Hormonen, wie Insulin oder Wachstumshormon.
Neben diesen Aufgaben kann Protein vom Körper auch als Energiequelle herangezogen werden, falls in der Nahrung nicht genügend Fette und Kohlehydrate enthalten sind. Überschüssig zugeführtes Protein, das nicht für den Aufbau von Gewebe oder zur Energiegewinnung verwendet wird, wird in der Leber umgewandelt und in den Körperzellen als Fett gespeichert.
Proteinmangel führt zu gestörtem Wachstum, schlechter Wundheilung, schuppiger Haut, Blutarmut und einem geschwächtem Immunsystem.
Die Chemie der Proteine
Im menschlichen Körper finden sich bis zu 5000 verschiedene Eiweiße, die überwiegend als Enzyme vorkommen (Enzyme sind Biokatalysatoren, die die verschiedensten chemischen Reaktionen im menschlichen Körper möglich machen). In der Erbsubstanz des Zellkerns (der DNS) sind Informationen von über 2 Millionen verschiedenen Eiweißarten gespeichert. Trotz dieser Vielzahl von Möglichkeiten liegen den Eiweißen nur 25 Aminosäuren als Grundbausteine zu Grunde. Bei der Herstellung eines Proteins in einer menschlichen, tierischen oder pflanzlichen Zelle werden die Aminosäuren - wie die Glieder einer Kette - zu Di-, Tri-, Oligo- und schließlich langkettigen Polypeptiden verbunden. Diese langen Ketten lagern sich wiederum zu dreidimensionalen Strukturen zusammen, den funktionsfähige Proteinen. Diese Tertiärstruktur genannte Konfiguration ist allen Proteinen, ob Enzym oder Muskelprotein, gemeinsam.
Die Aminosäuren als Bausteine der Proteine
Die Grundstruktur der Aminosäuren zeigt 4 Reste an einem zentralen Kohlenstoff-Atom: eine Säuregruppe (Carboxygruppe), eine Aminogruppe, ein Wasserstoffatom und ein Rest. Der charakteristische Bestandteil aller Aminosäuren ist die Aminogruppe mit dem zentralen Element Stickstoff. Das was die Aminosäuren aber einzigartig macht, sind ihre Reste oder R-Ketten. Diese Reste können Ringstrukturen, Schwefelgruppen, saure- oder basische Gruppen oder auch verzweigte Ketten (verzweigtkettige Aminosäuren oder BCAAs) enthalten. 15 der 25 Aminosäuren kann der Körper selbst produzieren. Diese werden nicht-essentielle Aminosäuren genannt. Die restlichen 10 sogenannten essentiellen Aminosäuren müssen mit der Nahrung zugeführt werden, da sie nicht vom Körper selbst hergestellt werden können. Diese 10 Aminosäuren sind Methionin, Threonin, Tryptophan, Lysin, Leucin, Isoleucin, Valin, Phenylalanin, Arginin und Histidin, wobei Arginin und Histidin nur für Säuglinge essentiell sind. Durch besondere Situationen, wie z. B. Krankheiten, vermehrte psychische oder physische Belastungen (z.B. Training), kann ein Zustand entstehen, in dem der Körper mehr dieser Aminosäuren verbraucht, als er bilden kann. Diese Aminosäuren müssen dann ebenfalls mit der Nahrung zugeführt werden und sind somit semi-essentiell. Ein Beispiel hierfür ist Glutamin.
Die Verdauung von Proteinen
Nach der Zufuhr von Protein beginnt die Verdauung zunächst im Magen mit dem Aufschluss der dreidimensionalen Struktur der Polypeptidketten durch die Magensäure. Dieser Schritt schafft die Voraussetzung für den Angriff der Proteinasen, den proteinverdauenden Enzymen des Magens. Eine solche Proteinase ist das von den Magenschleimhautzellen sezernierte Pepsin, das die Proteine zunächst in Polypeptide aufspaltet. Diese werden im Dünndarm durch weitere Proteinasen zu Oligopeptiden und schließlich zu Tri-, Dipeptide und einzelnen Aminosäuren zerlegt. In diesem Zustand (die Kette ist nun in einzelne Glieder zerlegt) sind die Proteinbruchstücke nun bereit zur Aufnahme in die Darmschleimhaut-Zellen, von wo sie ans Blut weitergegeben werden. Jedoch werden nur einzelne Aminosäuren in die Blutbahn abgegeben, weswegen die Tri- und Dipeptide in den Mucosazellen erst durch Enzyme in einzelne Aminosäuren zerlegt werden. In der Blutbahn angelangt, stehen die Aminosäuren nun für die Muskelzellen zur Verfügung und werden nach Bedarf aufgenommen. In der Muskelzelle selber läuft nun der umgekehrte Prozess ab: die Aminosäuren werden von Trägermolekülen (den sogenannten transfer-RNAs) übernommen und zu den Ribosomen, den zellulären Proteinsynthesemaschinen, gebracht. Dort liegt schon der Plan für das neuzubildende Protein bereit (in Form einer messenger-RNA, die von der DNA des Zellkerns stammt). Je nach Bauplan des Proteins werden jetzt die verschiedenen Aminosäuren zu einem neuen Protein zusammengeführt. Im Falle des Bodybuilders nach dem Training steht natürlich ein Muskelprotein auf dem Plan!
Stoffwechselvorgänge
Proteine werden im Körper ständig auf- und abgebaut. Diese Vorgänge nennt man Anabolismus (Aufbau) und Katabolismus (Abbau). Die Geschwindigkeit dieser beiden Stoffwechselvorgänge bestimmt, ob sich Ihre Muskelmasse erhöht oder erniedrigt. Ist die anabole Rate höher, nehmen Sie an Muskelmasse zu; ist die katabole Rate höher, bauen Sie Muskulatur ab. Da sich beide Vorgänge nur schwer gleichzeitig manipulieren lassen, sollten Sie sich darauf konzentrieren, Ihren Anabolismus so stark wie möglich zu erhöhen, wobei Ihnen Proteine eine große Hilfe sein können. An dieser Stelle sei auf die Vorteile bestimmter Proteinhydrolysate (Whey-Proteine, Whey-Peptide) für den Muskelanabolismus verwiesen. (Einzelheiten hierzu in unserem Whey-Report nachsesen)
Der menschliche Körper hat wenig Proteinreserven. Nur im Zwischenstoffwechsel findet man eine Aminosäurereserve von 600 - 700 g, den sogenannten Aminosäurepool. Er bildet die einzige, wenn auch dynamische Proteinreserve, die dem Körper zur Verfügung steht. Da dieser relativ kleine Pool schnell erschöpft ist, ist es von entscheidender Bedeutung, den Aminosäurepool während des Trainings so gut es eben geht zu schützen. Zu diesem Zweck sollte man ca. 45 Minuten vor dem Training mindestens 10 bis 15 g verzweigtkettige Aminosäuren (BCAAs) zuführen. Auch müssen nach einem Training zum Muskelaufbau alle essentiellen Aminosäuren rechtzeitig und im richtigen Verhältnis zueinander vorliegen. Schon wenn nur eine einzige Aminosäure in einem geringeren Anteil vorliegt, sinkt die Proteinsynthese auf einen niedrigen Level ab oder kommt vollständig zum erliegen. Deshalb nimmt man unmittelbar nach dem Training ca. 20 g Vollspektrum-Aminosäure-Präparate (Perfect Amino) oder stark anabol wirkende Whey-Peptide ein.
Qualität der Nahrungsproteine
Nahrungsprotein, genauer gesagt die darin enthaltenen Aminosäuren, werden für den Aufbau von körpereigenem Eiweiß benötigt. Deshalb muss man bei der Beurteilung der Qualität der Nahrungseiweiße, auf die Menge und das Verhältnis der enthaltenen essentiellen Aminosäuren achten. Enthält ein Nahrungsprotein alle essentiellen Aminosäuren, wird es als vollständiges Protein bezeichnet. Fehlt eine essentielle Aminosäure, oder kommt sie in nur sehr geringer Menge vor, bezeichnet man es als unvollständiges Protein. Fleisch und Milchproteine sind in der Regel vollständige Proteine, wohin gegen die meisten Obst- und Gemüsesorten unvollständige Proteine enthalten. In der Literatur sind vorwiegend zwei Messgrößen zur Beurteilung der Qualität von Nahrungsproteinen zu finden:
Netto-Protein-Verwertung (NPU=engl. Net Protein Utilization)
Die Netto-Protein-Verwertung setzt die mit der Nahrung zugeführte Menge an Protein mit der vom Körper absorbierten Menge ins Verhältnis. Diese Größe gibt die gesamte vom Körper absorbierte Proteinmenge an, ohne zu unterscheiden, wofür es verwendet wird.
Für den Sportler ist es aber von großer Bedeutung, wie viel des aufgenommenen Proteins für den Muskelaufbau verwendet wird. Es gibt deswegen noch eine weitere, häufig zu findende Messgröße, die Biologische Wertigkeit.
Biologische Wertigkeit (BV=engl. Biological Value)
Die BV gibt die Menge an Körpereiweiß in Gramm an, die durch 100 g des betreffenden Nahrungseiweißes aufgebaut werden kann. Vollei (mit einer biologischen Wertigkeit von 100) dient dabei als Bezugsgröße. Man kann also sagen, dass ein Sportler aus 100g Vollei-Protein 100g Muskulatur aufbauen könnte.
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