Die biologische Wertigkeit
Die biologische Wertigkeit drückt eine gewisse Qualität der Proteine in Lebensmitteln oder Lebensmittelkombinationen in Zahlen aus. Sie gibt an, wie viel Gramm Körpereiweiß durch 100 g von einem bestimmten Nahrungseiweiß aufgebaut werden kann. Dabei bestimmt immer die limitierende Aminosäure im Nahrungseiweiß, im Bezug auf den menschlichen Aminosäurepool, wie hoch die biologische Wertigkeit ist. Je höher die Zahl der biologischen Wertigkeit ist, desto mehr Eiweiß kann in körpereigenes Eiweiß umgewandelt werden. Dem Hühnerei wurde eine Wertigkeit von 100 zugeordnet, was man sich als Standard merken kann. Durch gezielte Kombination verschiedener Lebensmittel lässt sich die Wertigkeit einzelner Lebensmittel erhöhen. Ein Beispiel hierfür ist die Kombination von Hühnerei und Kartoffeln, es wird eine biologische Wertigkeit von 136 erzielt. Die Gehalte verschiedener Aminosäuren der einzelnen Lebensmittel wirken hierbei ergänzend. Die biologische Wertigkeit zeigt uns, dass nicht nur die Aufnahme von Protein eine Rolle spielt, sondern auch wie viel Eiweiß wirklich umgesetzt werden kann.Betrachten wir Eiweiße in den beiden Gruppen "tierisches Eiweiß" und "pflanzliches Eiweiß", so weisen tierische Eiweiße meist eine bessere Zusammensetzung auf. Das tierische Eiweiß kann von unserem Organismus besser verarbeitet und genutzt werden. Die Aminosäurenzusammensetzung von tierischen Lebensmitteln ist näher an einem idealen Aminosäurenmuster, als das der pflanzlichen Nahrung. Ist das wirklich so? An sich ist die Zusammensetzung von einzelnen Lebensmitteln aus Fleisch meist wirklich besser, jedoch kann man ebenso durch geschickte Kombinationen von pflanzlichen Lebensmitteln hohe Wertigkeiten erreichen (zum Beispiel Bohnen und Mais). Diese Aussagen finden auch sehr oft ihren Ansatz, wenn es um den daurhaften Fleischfokus und einen hohen Konsum von Tierprodukten geht. Neben der Qualität, sollte man bei tierischem Eiweiß natürlich auf die Cholesterinzufuhr achten, welche schnell den Grenzwert überschreiten kann. Pflanzliche Lebensmittel haben hier klar einen Vorteil. Früher wurde angenommen das tierische Eiweiße besser verwertet werden können, diese Aussage ist allerdings schon sehr lange wiederlegt. [3, 4]
Proteinzufuhr in Deutschland
Ausgehend von den D-A-C-H – Referenzwerten ist die Versorgung der deutschen Bürger übermäßig gut, wenn es um Protein geht. Sie ist in gewissen Altersklassen sogar schon bedenklich hoch. Der Durchschnitt nimmt 140% der Referenzwerte auf, dass entspricht über 1,0g Protein pro Kg Körpergewicht. Diese hohe Zufuhr ist auf unseren hohen Fleisch- und Milchkonsum zurückzuführen. Frauen schneiden bei solchen Untersuchungen immer etwas besser ab als Männer. Der deutsche Bürger ist also bei seiner Grundversorgung definitiv genügend mit Eiweiß versorgt. Schauen wir uns die Proteinaufnahme in Deutschland an, so sehen wir, dass sie stark schwankt. Von 18-24 wird im Durchschnitt 110% der Zufuhrempfehlung konsumiert, wobei dieser Wert mit Vorsicht zu genießen ist. Die Verteilung dieses Wertes ist sehr ungleich, was man oft am Beispiel von jungen Mädchen sieht, welche ihren Körper mit zu wenig Eiweiß versorgen. Ebenso gibt es Menschen, welche kein Ernährungswissen oder keine Ernährungsbildung aufweisen. Oft kommen solche Menschen aus den "unteren Schichten" der Gesellschaft. Eine komplett falsche Ernährung - die morgens, mittags und abends Fleisch verspricht, in Form von gefrorenen Pizzen, Schnitzeln und Wurstwaren. Die beiden Extreme, sehr viel oder sehr wenig Eiweiß aufzunehmen, finden trotz dem Gesundheitstrend immer mehr Einklang in der Gesellschaft. Schauen wir in die USA, dort sind diese beiden Extreme in einem ausgereiften Stadium, vor allem der Eiweißüberschuss ist in der Bevölkerung stark vertreten. Zurück zur Proteinzufuhr in Deutschland, sehen wir das je nach Alter die Zufuhr von Protein abnimmt. Im Alter von 40 Jahren nimmt der deutsche Bürger die Empfehlung zu 100% auf. Danach geht der Konsum relativ stark zurück. Ab 60 Jahren wird die Zufuhrempfehlung nur noch zu 60% gedeckt.Differenzieren wir diese Angaben in Mann und Frau sehen wir einen eindeutigen Unterschied. Männer liegen demnach im Alter zwischen 18-24 eindeutig über der Zufuhrempfehlung, Frauen hingegen eindeutig darunter. Der starke Abbau der Proteinaufnahme ist beim Mann stark ausgeprägt. Der Mann nimmt im Alter von 80 Jahren mehr Protein auf als eine Frau mit 40 Jahren. Bedenkt man dann noch, dass die Frau mit 40 Jahren durchschnittlich das meiste Protein aufnimmt, dann sieht man den extremen Unterschied von Mann und Frau.
Wir sehen, neben Ernährungsverhalten und den Gewohnheiten, welche meist zu einer extrem hohen oder sehr niedrigen Aufnahme führen, gibt es auch starke Schwankungen bei der Aufnahme, wenn wir beide Geschlechter vergleichen. Somit lässt sich schwierig eine übergreifende Ernährungsaussage treffen. [1]
Hauptquellen für Protein in Deutschland
Die Haupteiweißquellen sind in Deutschland ganz klar Fleisch und Wurst. Vor allem der deutsche Mann isst diese ausgesprochen gerne. Beim Mann steht an zweiter Stelle Milch und Käse, dicht gefolgt von Brot und Fleischgerichten. Bei der deutschen Frau sind an erster Stelle Milch und Käse, gefolgt von Fleisch und Wurst. An dritter Stelle ist bei Mann und Frau das Brot, jedoch gewichten die Fleischgerichte bei der Frau wesentlich weniger als bei dem Mann. Die Ergebnisse der "Nationalen Verzehrsstudie II, 2009" zeigen uns, dass die Essengewohnheiten bezüglich der Proteinversorgung, bei Mann und Frau sehr ähnlich ist und Fleisch, Wurst, Milch und Käse den größten Anteil unserer Proteinzufuhr ausmachen. Auch der DGE-Ernährungskreis gibt Milchprodukte, Fleisch, Brot und Wurstwaren als Hauptquellen für Protein an.Erhöhte Proteinzufuhr - Schädigung?
Zu dieser Aussage gibt es viele verschiedene Ansichten. Die D-A-C-H Referenzwerte sprechen von 2,0g/kg Körpergewicht. Sie stellt diese Zufuhr als obere Grenze dar, bei welcher keine unerwünschten Nebenwirkungen auftreten würden. Diese Menge entspricht bei einem 80kg Mann, eine Proteinzufuhr von 120g am Tag. Viele andere Autoren, vor allem im Sportbereich, sprechen jedoch von höheren Zufuhrempfehlungen, welche durch eine ausreichende Trinkmenge keine unerwünschten Wirkungen aufweisen sollen.Was passiert bei einer erhöhten Proteinzufuhr?
Eine erhöhte Proteinzufuhr kann eine erhöhte Ausscheidung von Endmetaboliten zur Folge haben und somit eine erhöhte glomuläre Filtrationsrate, was ein erhöhtes Trinken empfiehlt. Es kann zu einer vermehrten Calciumausscheidung kommen. Ebenso kann es zu einer Beeinflussung des Säure-Basen-Haushalts kommen. Auch eine Erhöhung von Cholesterin und Purin kann eine mögliche Folge eines hohen Proteinkonsums sein.Ob diese Begründungen und Folgen bei einer ausgewogenen Mischkost mit etwas höherem Proteinanteil und hoher Trinkrate wirklich zutrifft, ist meiner Meinung nach fraglich. Jeder sollte sich durch Abgleichen von Daten und evtl. neuen Studien seine eigene Meinung zum Thema - Schädigung durch zu viel Protein - machen. [2]
Der Bedarf an Aminosäuren?
Die D-A-C-H Referenzwerte geben, wie die meisten Anderen, keine Empfehlungen im Bereich Aminosäuren, weil man Proteine als ein Ganzes Betrachtet. Es gibt jedoch Empfehlungen für den Aminosäurenbedarf.Der Bedarf an essentiellen Aminosäuren und dessen Zufuhrempfehlungen
Der angegebene Bedarf an Aminosäuren ist für den normalen Bürger natürlich schwer zu berücksichtigen. Schaut man sich den Aminosäurenbedarf in Abhängigkeit des Alters an, so sieht man, dass vor allem Kinder einen erhöhten Bedarf an essentiellen Aminosäuren besitzen. Das Verhältnis von essentiellen zu nicht essentiellen Aminosäuren beträgt fast 50/50. Schon ab dem Alter zwischen 10 und 12 nimmt diese Verteilung, mit der Abnahme des Proteinbedarfs ebenfalls ab. Sobald wir erwachsen sind, ist der essentielle Aminosäurenbedarf nicht mehr sehr hoch. Er beträgt ca. 20% der täglich aufgenommenen Aminosäuren. Der wirkliche Bedarf an einzelnen Aminosäuren wird jedoch oft nicht ganz gedeckt.
Die Proteinzusammensetzung unseres Körpers
Schaut man sich die Proteinzusammensetzung des menschlichen Körpers genauer an, so ergibt sich laut Gaßmann folgende Zusammensetzung:
Die Tabelle zeigt die Zusammensetzung des Gesamtkörperproteins an unentbehrlichen Aminosäuren nach Davis in mg/g Protein ± Standardabweichung.
Wir stellen fest, dass vor allem die unentbehrlichen Aminosäuren des menschlichen Proteinbedarfs nicht mit dem Nahrungsprotein übereinstimmen. Um diese Übereinstimmung praktisch bewerten zu können, gibt es verschiedene Analysemethoden, welche Qualitätsaussagen vornehmen. Eine solche Qualitätsaussage trifft zum Beispiel die PDCAAS-Analyse. Die Analysemethode trifft nach der FAP/WHO 1991 eine Qualitätsaussage. Die PDCAAS-Analyse (protein digestibility corrected amino acid score) basiert auf einem idealen Aminosäuremuster, (Tabelle von Davis) welches als Referenzprotein dient. Zu diesem werden die Aminosäuregehalte eines Proteins ins Verhältnis gesetzt – Amino Acis Score (AAS). Es findet eine Ermittlung der limitierenden Aminosäure statt, worauf eine Multiplikation mit der "wahren Proteinverdaulichkeit PDS" stattfindet.
Die häufigsten limitierenden Aminosäuren:
- Lysin
- Methionin und Cystein
- Threonin
- Trypthophan
Was schlussfolgern wir aus einem solchen Ausflug in die Ernährungsanalytik?
Das Eiweißprofil unserer Nahrung passt meist nicht sehr gut in das Verhältnis unseres Körperproteins, jedoch könnten wir durch eine gute Nahrungszusammenstellung oder evtl. einer Supplementation der häufigsten limitierenden Aminosäuren, die Qualität laut PDCAAS verbessern. [2]Protein und Übergewicht?
Die alltägliche Diskussion über einen Auslöser für das Übergewicht in der Republik macht auch vor den Proteinen keinen Halt. Protein ist bei der direkten Aufnahme, durch seine Hauptfunktion als Baustein sicher nicht der erste Vertreter im Thema Übergewicht. Jedoch sollte auch bei Protein aufgepasst werden, denn auch diese können bei übermäßigem Verzehr und einer positivem Energiebilanz, schnell zu Körperfett umgewandelt werden. Durch den hohen Eiweißkonsum in verschiedenen Gruppierungen und Altersklassen unseres Landes, werden neben hohen Zuckeranteilen und Fettanteilen natürlich auch hohe Proteinanteile konsumiert, welche sich ebenso schlecht auf das Gewicht auswirken. Es gibt viele Mythen, welche Proteinen sogar eine gewisse Schuld an Übergewicht geben. Diese sollten jedoch schnell vergessen werden, denn Protein ist eigentlich sogar ein positiver Nährstoff, wenn es um eine Gewichtreduktion geht. Durch einen erhöhten Proteinanteil in der täglichen Nahrung und somit eine Reduktion von Fett und/oder Kohlenhydraten, lässt sich eine Gewichtsreduktion vornehmen. Vor allem durch einen Teilaustausch mit Fett werden automatisch weniger kcal zu sich genommen und die tägliche Energieaufnahme gesenkt. Proteine haben jedoch auch noch andere Effekte auf den Körper, wenn es um Gewichtsverlust geht. Durch Proteine findet beispielsweise eine erhöhte Sättigung statt, wodurch folglich weniger gegessen wird. Es findet ein erhöhter thermogener Effekt statt, wodurch der Körper mehr Energie verbraucht und die fettfreie Masse wird besser erhalten.Warum dann den Proteingehalt der Nahrung nicht einfach stark erhöhen? Wie schon im ersten Teil der Artikelreihe beschrieben, gibt es viele verschiedene Meinungen zum Thema Proteinempfehlungen, welche neben dem täglichen Leben auch im Sport stark schwanken. Die Auswirkungen auf den Körper, durch eine langfristig sehr hohe Proteinzufuhr bei adäquater Trinkmenge, sind nicht wirklich aussagekräftig oder nicht vorhanden, sodass man zum heutigen Zeitpunkt sagen kann, dass die Proteinzufuhrempfehlungen in Zukunft evtl. eine größere Spanne bekommen könnten und sollten. Als Beispiel gibt die USA und Kanada einen Wert von 10-35% der Energie an. Auch verschiedene Ernährungstherapien haben oft einen höheren Wert als die typischen 15-max. 20% der deutschen Institutionen.
Wir sollten gespannt sein, welche Empfehlungen in nächster Zeit ausgesprochen werden und wie sich die Datenlage um den wichtigsten Baustoff unseres Körpers in den nächsten Jahren verändert.
Zusammenfassung
Protein wird in verschiedene Qualitätsanalysen eingebunden, um eine perfekte Zusammenstellung für den Körper zu finden. Hier spielen vor allem die essentiellen Aminosäuren eine große Rolle. Für den normalen Bürger und Konsumenten ist dieser Überblick aber oft nicht umsetzbar. Eine Methode, welche jedoch nicht nur im Sport oft seine Anwendung findet, ist das grobe Überschlagen oder spezifische Ausrechnen von biologischen Wertigkeiten, welche uns zeigt, wie viel körpereigenes Eiweiß aufgebaut werden kann. Protein und Übergewicht wird immer wieder aufs Neue diskutiert. Der heutige Stand zeigt jedoch, dass Proteine auch bei der Abnahme von Körperfett sehr hilfreich sein kann.Vorschau
Im dritten und letzten Teil der Artikelreihe "Proteine" geht es ausschließlich um Proteine im Sport und ihre Empfehlungen, Eigenschaften und jegliche Ansätze. Vor allem im Sport ist Protein ein viel diskutiertes Thema, bei welchem die Wissenschaft schon seit Jahren immer wieder neue Erkenntnisse ans Licht gebracht hat.Quellen
- Nationale Verzehrsstudie II. 2008. Ergebnisteil 2. Seite 103, 104
- Prof. Dr. Kathrin Kohlenberg-Müller: Proteine, Humanernährung (WS 2011/2012)
- Konopka P (2009): Sporternährung, Leistungsforderung durch bedarfsangepasste und vollwertige Ernährung, BLV Buchverlag, München, S.67-77
- Schek A (2005): Top-Leistung im Sport durch bedürfnisgerechte Ernährung, Philippka Sportverlag, Munster, g.W.