Um direkt mit der Tür ins Haus zu fallen: Training fördert eine erhöhte Oxidation von BCAAs (Shirmomura et al., 2004). Dieser ansteigende Abbau von BCAAs hilft dabei, die Energiehomöostase zu erhalten, indem es Kohlenstoff als direkte Energiequelle zur Verfügung stellt. Zusätzlich erhält der Abbau die Glucosehomöostase, indem er Substrate für den Citratzyklus und die Gluconeogenese liefert (Glycose-Alanin Zyklus).
Was bedeutet Homöostase?
Homöostase beschreibt die Tendenz des Körpers, einen inneren Gleichgewichtszustand zu suchen und zu erhalten, selbst wenn sich die äußere Umgebung ändert. Ein einfaches Beispiel für Homöostase, ist die Fähigkeit des Körpers, die innere Körpertemperatur bei ungefähr 98.6 Grad Fahrenheit (= 37 Grad Celsius) zu halten, unabhängig von der äußeren Temperatur. Mit anderen Worten ausgedrückt, sie beschreibt die Fähigkeit des Körpers, ein inneres Gleichgewicht zu erhalten, indem er die physiologischen Prozesse (körperliche Abläufe) entsprechend einstellt. Der Körper versucht stets nicht zuviel oder zuwenig einer beliebigen wichtigen Flüssigkeit, eines Hormons, etc. zu haben. Die Glutamin Konzentrationen im Plasma und im Muskel, sind nach einem Training vermindert, und es kann Stunden dauern, bis sie wiederhergestellt sind (Rowbottom, 1996). Die Glutamin Konzentrationen im Skelettmuskel und im Plasma, sind vermindert in Zeiten mit verstärktem Stress und erschwerten metabolischen Anforderungen, wie beispielsweise Krankheit und Training, wohingegen die BCAA Konzentrationen oft unverändert bleiben. Einige Personen werden dies nun so interpretieren, als seinen die BCAAs nicht dezimiert, was bedeutet, dass es keinen BCAA Mangel während einer Krankheit oder nach dem Training gibt.In Wirklichkeit sind die BCAA Konzentrationen nur deswegen nicht verringert, weil die Proteolyse von Skelettmuskulatur, sowie die Resynthese von BCAAs aus branched-chain keto acids (BCKA) in der Leber, die BCAA Konzentratione wieder erhöht (Holeck, 2002). Es stimmt also nicht, dass die BCAA Konzentrationen nicht dezimiert sind, sondern die Konzentrationen werden dadurch erhöht gehalten, dass Skelettmuskulatur abgebaut wird und BCAAs neusynthetisiert werden.
Forschung
Laut Houston (2001), "scheint der Glutamin Gehalt im Skelettmuskel und anderen Geweben, eine regulatorische Rolle bezüglich der Proteinsynthese des gesamten Körpers einzunehmen". Die Glutamin Konzentrationen innerhalb des Muskels steuern die Proteinsynthese sowie die Stickstoffbilanz und damit auch das Muskelwachstum (VanAcker et al. 1999). Das neusynthetisierte Glutamin wird aus BCCAs hergestellt, welche aus dem Abbau von Muskelprotein stammen (Holecek, 2002).All dies bedeutet, dass versucht wird, den Glutamin Bedarf während/nach dem Training dadurch zu decken, dass ein BCAA Katabolismus stattfindet, was daher zu einem Anstieg des BCCA Katabolismus/Abbau von Muskelprotein führt.
Was bedeutet Katabolismus?
Der Ausdruck "Katabolismus" bezieht sich auf einen Stoffwechselprozess, der durch Abbau und Energiefreisetzung (z.B. Verminderung der Muskelmasse) charakterisiert ist. Im Kontext von Bodybuilding bedeutet es daher Muskelabbau. Eine Möglichkeit, die Hypertrophie der Skelettmuskulatur zu erhöhen, ist die Verminderung der BCAA Oxidation und damit auch die Verminderung des Katabolismus der Skelettmuskel. Dies kann durch eine Supplementierung mit BCAAs und Glutamin erreicht werden.Die Supplementierung mit BCAA und Glutamin
Es wurde gezeigt, dass die Verabreichung von Glutamin, die Leucin Oxidation vermindern kann (Holeck, 2002). Als Mechanismus hinter dieser verminderten Oxidation, wird angenommen, dass eine Oxidation von Glutamin die NADH Konzentrationen erhöht (und damit das Verhältnis von NADH/NAD+ erhöht), wobei die BCKA Dehydrogenase gehemmt wird. Dies ist das wichtigste Enzym der BCAAs Oxidation (Holeck, 2002).Die Forschung an Leucin hat gezeigt, dass Leucin, sobald die Minimalanforderungen für die Proteinsynthese erreicht sind, verschiedene Signalwege (wie beispielsweise den mTOR Signalweg) aktivieren kann (Layman, 2003).
Für was steht "mTOR"?
"mTOR" steht für Mammalian Target of Rapamycin, und ist einer der Regulatoren der Proteinsynthese des Körpers, sowie ein Energiesensor und Nährstoffsensor für die Verfügbarkeit von Aminosäuren (hier speziell für Leucin). mTOR wird aktiviert, wenn die ATP Konzentrationen hoch sind, und bei geringen ATP Konzentrationen blockiert. Die Aktivierung von mTOR ist von entscheidender Bedeutung für die Hypertrophie der Skelettmuskulatur.Es mag sich nun so anhören, als wäre Leucin ständig in der Lage seine starke Wirkung auf die Aktivierung von mTOR auszuüben. Man muss sich aber daran zurückerinnern, dass Proteinabbau und Proteinsynthese im gesamten Körper stattfinden. Die Proteinspeicher des Körpers befinden sich in einem ständigen Fluß. Dieser konstante Fluß, plus die durch Training erhöhte Oxidation von BCAA/Leucin bedeutet, dass eine hohe Nachfrage nach Leucin besteht, was zur Folge haben kann, dass es nicht mit seinem vollen Potential zum Muskelwachstum beitragen kann. An dieser Stelle kommt eine Supplementierung mit zusätzlichen BCAAs (oder freiem Leucin, anhängig woran Du glaubst) und Glutamin ins Spiel. Eine Supplementierung mit Glutamin wird dabei behilflich sein, die Plasma-, und Skelettmuskelkonzentrationen des Glutamins erhöht zu halten. Gleichzeitig hilft es, die BCAA/Leucin Oxidation zu vermindern und dadurch den Muskelkatabolismus zu reduzieren.
Schlussfolgerung:
Die Supplementierung von BCAAs wird dabei helfen, die trainingsinduzierte Erhöhung der Oxidation von BCAAs auszugleichen, indem die BCAAs beim Training als Substrate der Energiegewinnung und Proteinsynthese dienen und Vorläufer für Alanin und Glutamin darstellen. Dies bedeutet, dass in Folge mehr BCAA/Leucin zur Verfügung steht um die Proteinsynthese mittels mTOR-abhängigen oder unabhängigen Signalkaskaden zu stimulieren.Quellen:
- Holecek M. Relation between glutamine, branched-chain amino acids, and protein metabolism. Nutrition. 2002 Feb;18(2):130-3. Review.
- Layman, DK (2003). The role of leucine in weight loss diets and glucose homeostasis. J. Nutr. 133: 261S-267S.
- Rowbottom DG, Keast D, Morton AR. The emerging role of glutamine as an indicator of exercise stress and overtraining. Sports Med. 1996 Feb;21(2):80-97. Review.
- Shimomura, Y. Murakami, T.Nakai, N. Nagasaki, M. Harri, R.A. (2004). Exercise Promotes BCAA Catabolism: Effects of BCAA Supplementation on Skeletal Muscle during Exercise J. Nutri. 134: 1583S-1587S.