Proteine

Protein bzw. Eiweiß ist der Baustein aller unserer Zellen und Grundlage für unser Leben. Kein Wunder also, dass Proteine auch im Sport eine solch große Rolle spielt! Auf dieser Themenseite findest du alles über Proteine und proteinhaltige Ernährung für Sportler!

Aufbau eines Protein Moleküls
Chemischer Aufbau eines Protein Moleküls

Aus dem Fitness Studio ist er kaum mehr wegzudenken: Der Eiweißshake! Doch weshalb greifen so viele Amateursportler zu Nahrungsergänzungsmitteln? Welche Funktion hat Eiweiß im Körper? Wie viel Eiweiß brauche ich zum Muskelaufbau? Um diese Fragen zu beantworten, soll zunächst der chemische Aufbau von Proteinen und ihre Rolle im menschlichen Körper untersucht werden. Somit bekommt Ihr ein fundiertes Verständnis über die Rolle von Eiweiß im Sport!

Proteine – Bausteine des Lebens

Jede Zelle unseres Körpers und jedes Organismus auf der Erde besteht aus Proteinen. Proteine beeinflussen alle Funktionen unsers Lebens!

Herkunft der Begriffe Eiweiß und Protein

Die Begriffe Eiweiß und Protein werden synonym verwendet: Beide Begriffe beschreiben ein aus Aminosäuren gebildetes Molekül. Im Jahr 1838 tauchte der Begriff Protein erstmals in der Forschungsliteratur auf, abgeleitet vom griechischen Wort proteuo (πρωτευω; „erstes", „wichtigstes") [1]. Die Namensgebung reflektiert die wichtige Rolle, die Proteine für das Leben einnehmen!

Der Begriff Eiweiß taucht dabei häufiger in der Umgangssprache und im Bereich der Küche auf, Protein wird in der wissenschaftlichen Literatur häufiger verwendet.

Aufbau von Proteinen

Proteine sind Moleküle bestehend aus Aminosäureketten. Proteine können durch zwanzig unterschiedliche Aminosäuren gebildet werden. Alle Aminosäuren haben dabei den gleichen Aufbau [3]:

Aminosäuren bestehen aus einer Aminogruppe (NH2), einer Carboxylgruppe (COOH), einem Wasserstoffatom (H), einem verbindenden Kohlenstoffatom (C) sowie einer Restgruppe R. Diese Restgruppe R ist das Element, in der sich die verschiedenen Proteine voneinander unterscheiden.

Reihen sich Aminosäuren in Form einer Kette aneinander, so entstehen sog. Peptide und ab einer Kettenlänge von 100 Aminosäuren spricht man von einem Protein [2].

Arten von Proteinen

Die aus den unterschiedlichen Aminosäuren gebildeten Proteine spielen im Körper unterschiedliche Rollen. Von den zwanzig bestehenden Aminosäuren sind acht essentiell – können vom Körper also nicht selbst hergestellt werden und müssen über die Nahrung aufgenommen werden. Folgende Aminosäuren sind zur Herstellung von Proteinen im Körper essentiell [4]:

  • Lysin
  • Isoleucin
  • Leucin
  • Methionin
  • Threonin
  • Phenylalanin
  • Tryptophan
  • Valin

Diese Aminosäure sind in unserer Nahrung ausreichend vorhanden, selten kommt es in entwickelten Ländern zu Eiweißmangelerscheinungen (#). Essentielle Proteine finden sich vor allem in Lebensmitteln wie Fisch, Eiern und Milchprodukten. Auch pflanzliche Lebensmittel enthalten essentielle Proteine, jedoch nicht immer alle gleichzeitig. Von daher sollte hier stets auf eine ausgewogene Mischung geachtet werden: Eine Kombination aus Hülsenfrüchten und Milch beispielsweise deckt die Zufuhr aller wichtigen Proteine ab.

Biologische Wertigkeit von Lebensmitteln

Die biologische Wertigkeit beschreibt die Verdaulichkeit eines Proteins. Sie misst, in welche Menge ein Protein in körpereigene Aminosäuren umgewandelt werden kann.

Neben der Frage wie viel Protein der menschliche Körper benötigt, ist also auch die Frage welche Lebensmittel das richtige Protein liefern entscheidend.

Die biologische Wertigkeit von Proteinen ist somit ein wichtiger Faktor bei der Zusammenstellung von Ernährungsplänen für Sportler: Je höher die biologische Wertigkeit eines Proteins, desto weniger muss davon verzehrt werden um den Proteinbedarf des Körpers zu decken!

Die Messung der biologischen Wertigkeit richtet sich dabei nach der Wertigkeit eines Hühner-Eis. Die Wertigkeit eines Ei-Proteins wurde bei 100 festgelegt. Ein Lebensmittel, dessen Proteine vom Körper nicht in dem Maße wie die eines Eis umgewandelt werden können, haben eine biologische Wertigkeit von unter 100.

Andere Lebensmittel, wie zum Beispiel Molkeprotein können vom Körper noch besser in eigenes Protein umgewandelt werden und haben daher eine Wertigkeit von über 100.

Entscheidend für die biologische Wertigkeit ist dabei der Anteil von essentiellen Proteinen, welche der Körper selbst nicht herstellen kann, in einem Lebensmittel. Je ähnlicher die Zusammensetzung der Proteine in einem Lebensmittel der Mischung im Körper gleicht, desto höher ist die biologische Wertigkeit dieses Lebensmittels.

Biologische Wertigkeit Tabelle

Folgende Tabelle zeigt die biologische Wertigkeit von Lebensmitteln. Je hochwertiger die Proteine eines Lebensmittels, desto höher ist die Zahl der biologischen Wertigkeit in der Tabelle. Dabei bezeichnet „hochwertig" allein den Wert des Proteins, nicht aber die allgemeine Verträglichkeit oder den gesundheitlichen Wert eines Lebensmittels!

Lebensmittel Biologische Wertigkeit
Ei 100
Molkenprotein (Whey) 100
Kartoffel 96
Thunfisch 92
Rindfleisch 92
Kuhmilch 85
Sojamilch 84
Reis 82
Roggenmehl 76
Mais 72
Weizen 59
Bohnen 73
Weizenmehl 56

Neben der biologischen Wertigkeit existieren noch weitere Modelle zur Berechnung der Wertigkeit von Proteinen. Der Aminosäuren-Score (AAS) bildet die chemische Wertigkeit ab. Der 1993 von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) entwickelte Maßstab PDCAAS (protein digestability corrected amino acid score) ist eine weitere Methode der Berechnung [5].

Verarbeitung von Proteinen im Körper

Die in der Nahrung aufgenommenen Proteine werden vom Körper in die kleinsten Bestandteile zerlegt und schließlich wieder in neuer Form zusammengebaut. Erst in der neu zusammengebauten Form eigenen sich die Eiweiße für die Verwendung im Körper!

Die Verdauung der Proteine beginnt im Magen des Menschen. In diesem sauren Milieu werden die Proteinketten von Enzymen in kürzere Stränge zerlegt. Im Dünndarm wird dieser Prozess fortgeführt, bis schließlich nur noch einzelne Aminosäuren übrig bleiben. Diese wandern durch die Darmwand hindurch über das Blut in die Leber und können dort in körpereigene Proteine verwandelt werden.

Funktion von Proteinen im Körper

Doch diese Proteine sind nicht nur für Sportler und für den Muskelaufbau elementar: Proteine übernehmen wichtige Aufgaben in verschiedensten Bereichen des Körpers und sind als Gerüst- und Strukturproteine (Kollagene, Keratine, Elastine) am Aufbau aller Gewebe beteiligt:

„Proteine sind an vielen biochemischen Prozessen beteiligt. Sie bestimmen u.a. den Aufbau einer Zelle, steuern als Enzyme den Stoffwechsel, sorgen im Hämoglobin für den Sauerstofftransport und übernehmen als Hormone wichtige Aufgaben im Körper. Sie erfüllen somit lebensnotwendige Funktionen und werden so zu wichtigen Bausteinen des Lebens." [7]

Proteine erfüllen folgende Funktionen im Körper:

  • Zellaufbau: Kollagen, Elastin und Keratin sind Baustoffe für Haare, Haut und Nägel.
  • Struktur: Aktin und Myosin sind strukturbildende Eiweiße in den Muskeln.
  • Muskelkontraktion: Spezielle Proteine gleiten bei der Kontraktion von Muskeln ineinander und verkürzen somit deren Länge.
  • Immunabwehr: Körpereigene Abwehrkörper bestehen aus Proteinen.
  • Transport: Als Blutplasma dienen Proteine dem Transport von Vitaminen, Eisen und Cholesterin.
  • Hormone
  • Enzyme
  • Reserve: Aus Eiweißen schafft sich der Körper Energiereserven im Hungerfall.

Die Funktionen der Proteine im Körper ist sind also zahllos. Vom Schutz und der Verteidigung gegen Mikroorganismen, ihrer Funktion als Reservestoff, der Rolle von Eiweiß im Stoffwechsel sowie für Körperstruktur und Bewegung: Proteine sind lebensnotwendig.

Für Sportler sind vor allem die Strukturfunktion von Proteinen zum Muskelaufbau relevant: Nur durch die Zufuhr von genügend Eiweiß durch die Ernährung kann neues Muskelgewebe geschaffen werden. Auch der Zeitpunkt der Einnahme von Proteinen ist wichtig.

Proteine im Sport

Nichts ist wichtiger als Aufbau und Training von Muskeln um Leistungen im Sport zu verbessern. Wenn auch viele Sportarten keinen Zuwachs von Muskelmasse fördern, so zielen sie dennoch auf die Stärkung des vorhandenen Muskelgewebes für mehr Ausdauer oder Schnellkraft ab.

Die Rolle von Eiweiß im Sport

Und genau hier spielt Protein für jeden Sportler eine zentrale Rolle: Wo trainiert wird, da wachsen und verändern sich Muskeln. Beim Training entstehen mikroskopische Risse im Muskelgewebe. Bei der Reparatur dieser kleinen Risse wird das Gewebe zusätzlich verstärkt, der Muskel wächst.

Als Baustoff für die Reparatur der Muskeln verwendet der Körper – richtig: Protein. Das aus der Nahrung gewonnene und in körpereigenes Eiweiß umgewandelte Protein ist der Stoff aus dem das neue Muskelgewebe geschaffen wird. Protein im Sport ist unersetzlich!

Quellen