Was bedeutet Proteinqualität?
An dieser Stelle möchte ich direkt aus "The Protein Book" zitieren:- Die Proteinqualität bezieht sich - im allgemeinen Sinn – darauf, wie gut oder schlecht der Körper ein gegebenes Protein verwenden wird. Etwas technischer ausgedrückt bezieht sich die Proteinqualität darauf, wie gut das Profil der essentiellen Aminosäuren eines Proteins mit den Bedürfnissen des Körpers übereinstimmt. Auch die Verdaulichkeit des Proteins und die Bioverfügbarkeit der Aminosäuren spielen hierbei eine Rolle (1, 2).
Die Proteinqualität hat etwas damit zu tun, wie gut ein gegebenes Nahrungsprotein vom Körper für all die unterschiedlichen Zwecke verwendet wird, für die Protein im Körper verwendet wird. Und die Qualität des Proteins hat mit Faktoren wie dem Aminosäureprofil des Proteins (Aminosäuren sind die Bausteine der einzelnen Proteine) und der Verdauungsgeschwindigkeit, die ich in der letzten Sektion dieser Artikelserie beschrieben habe, zu tun. Ich werde im nächsten Artikel dieser Serie etwas näher auf das Aminosäureprofil eingehen.
Man sollte sich z.B. daran erinnern, dass Wheyprotein aufgrund seiner schnellen Verdauung dazu neigt, die Aminosäure Oxidation (Verbrennung) zu fördern und offensichtlich können Aminosäuren, die zum Zweck der Energiegewinnung verbrannt werden, nicht für Prozesse wie die Synthese von Muskelgewebe oder was auch immer verwendet werden.
Nachdem dies gesagt wurde, möchte ich einen kurzen Blick auf die primären Methoden der Bewertung der Proteinqualität werfen. Auch in diesem Zusammenhang sei für eine detailliertere Beschreibung auf "The Protein Book" verwiesen.
Methoden der Messung der Proteinqualität
Chemischer Score
Der chemische Score eines Proteins bezieht sich einfach auf das Aminosäureprofil dieses Proteins in Relation zu einem Standard- oder Referenzprotein. Jede Aminosäure wird auf einer Skala bewertet, die angibt, welche Menge dieser Aminosäure im Vergleich zum Referenzprotein enthalten ist.Sagen wird z.B., dass das verwendete Referenzprotein 100 mg der Aminosäure Leucin enthält. Wenn das Protein, das wir betrachten, nur 75 mg Leucin enthält, dann bekommt dieses Protein für die Aminosäure Leucin einen chemischen Score von 75%. Wenn das Protein stattdessen 125 mg Leucin enthalten würde, dann bekäme es einen chemischen Score von 125% für diese Aminosäure.
Offen gesagt wird der chemische Score nicht mehr oft verwendet und das ganze Konzept basiert darauf, dass man weiß, was das ideale Protein für die menschliche Gesundheit und Funktion tatsächlich ist. Selbst in diesem Fall sagt der chemische Score nichts über die Verdauung oder wie ein gegebenes Protein tatsächlich vom Körper verwendet wird, aus. preview
Biologische Wertigkeit (Biological Value(BV))
Die biologische Wertigkeit ist eine der häufiger verwendeten Methoden zur Messung der Proteinqualität und sie neigt dazu, die Methode zu sein, die man am häufigsten sieht, weshalb ich auf diese Methode am detailliertesten eingehen werde. Die Biologische Wertigkeit ist ganz einfach ein Maß dafür, wie viel des Proteins, das tatsächlich in den Blutkreislauf gelangt, vom Körper einbehalten wird (d.h. für die Proteinsynthese oder was auch immer verwendet wird). Hierbei wird die Verdaulichkeit mit berücksichtigt. Ich möchte anmerken, dass ein Teil des Proteins (auch hier messen die Wissenschaftler in Wirklichkeit die Stickstoffzufuhr im Vergleich zur Stickstoffausscheidung, doch das ist an dieser Stelle nicht wichtig), das in den Blutkreislauf gelangt, über den Urin wieder ausgeschieden wird.Da die biologische Wertigkeit Proteinzufuhr vs. Proteinausscheidung vergleicht, ist der höchste mögliche Wert für die biologische Wertigkeit 100, was bedeuten würde, dass 100% des Proteins, das in den Blutkreislauf gelangt, vom Körper verwendet wird (an dieser Stelle sei noch einmal darauf hingewiesen, dass ein Teil des zugeführten Proteins erst gar nicht verdaut wird). Kein Protein besitzt eine biologische Wertigkeit größer 100 und Behauptungen, dass Wheyprotein eine biologische Wertigkeit von 104 aufweist, sind ganz einfach Unsinn (sie basieren auf einer Fehlinterpretation eines spezifischen Papers). Eine biologische Wertigkeit von 104 würde bedeuten, dass der Körper für jedes verzehrte Gramm Protein 1,04 Gramm Protein speichert, was völlig unmöglich ist.
Die biologische Wertigkeit wird gemessen, indem Probanden für drei Tage eine proteinfreie Ernährung befolgen und danach eine abgemessene Menge an Protein erhalten. Im Anschluss hieran wird die Menge an Protein gemessen, die über den Urin, den Stuhl und die Haut, usw. ausgeschieden wird. Anhand dieser Werte wird die biologische Wertigkeit berechnet. Dieser Typ von Studie wird als Stickstoffbilanzstudie bezeichnet und kann aus einer Reihe von Gründen sehr inakkurat sein. Weitere Details können in "The Protein Book" gefunden werden.
Ich möchte anmerken, dass die biologisch Wertigkeit bei einer sehr geringen Proteinzufuhr getestet wird, die weit unter dem liegt, was der amerikanische Durchschnittsbürger (und mit Sicherheit jeder Sportler) zu sich nehmen würde. Der Verzehr von mehr Protein reduziert die offensichtliche biologische Wertigkeit, was zu einigen recht witzigen, grottenschlechten Interpretationen der biologischen Wertigkeit geführt hat. Auch die Gesamtenergiezufuhr beeinflusst die biologische Wertigkeit drastisch - wenn man mehr Kalorien zu sich nimmt, steigt die offensichtliche biologische Wertigkeit und wenn man weniger isst, dann sinkt sie.
Aus diesen Gründen weist die biologische Wertigkeit eine Menge praktischer Probleme auf. Sie ist bei einer niedrigen Proteinzufuhr sehr akkurat, wobei die Kalorienzufuhr jedoch genau kontrolliert werden muss. Bei der hohen Proteinzufuhr, die man in den meisten modernen Ländern und erst recht bei Sportlern beobachtet, neigt die biologische Wertigkeit dazu, nicht viel auszusagen.
Netto Proteinverwendung (Net Protein Utilization (NPU))
Die Nettoproteinverwendung ist der biologischen Wertigkeit sehr ähnlich. Während die biologische Wertigkeit jedoch die Menge an Protein, die tatsächlich verdaut wird, mit der Menge vergleicht, die im Körper gespeichert wird, vergleicht die Nettoproteinverwendung die Menge an verzehrtem Protein mit der Menge an Protein, die im Körper gespeichert wird. Anders ausgedrückt berücksichtigt die biologische Wertigkeit die Verdauung und die tatsächliche Absorption von Protein, während die Nettoproteinverwendung dies nicht tut. Dies macht die Nettoproteinverwendung nicht besonders nützlich.Proteineffizienzverhältnis (Protein Efficiency Ratio (PER))
Das Proteineffizienzverhältnis ist ein Maß für die Menge an Gewichtszunahme (in Gramm) bei Ratten im Vergleich zu ihrem Proteinkonsum. Es wird immer bei jungen, wachsenden Ratten gemessen und hat offen gesagt für die menschliche Physiologie keinerlei Relevanz.Um die Verdauung korrigierter Aminosäurescore (Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score (PDCAAS))
Der PDCAAS ist die neuste Methode zur Bewertung der Proteinqualität und stellt die am häufigsten verwendete Methode dar. Wie der chemische Score vergleicht auch der PDCAAS das Aminosäureprofil eines gegebenen Proteins mit einem Referenzprotein, wobei jedoch zusätzlich die Verdauung mit berücksichtigt wird. Interessanterweise erreichen Proteine, die bei anderen Methoden einen niedrigen Wert erreichen (wie z.B. Sojaprotein), bei dieser Methode einen sehr viel höheren Wert. Dies stimmt mit wissenschaftlichen Untersuchungen überein, die zeigen, dass qualitativ hochwertiges Sojaprotein bezüglich der Unterstützung der grundlegenden menschlichen Proteinbedürfnisse gut funktioniert.Der PDCAAS weist jedoch eine Reihe von Problemen auf. Das erste ist, dass der höchste mögliche Score bei 1.0 festgelegt ist. Kein Protein kann einen höheren Wert erreichen, egal wie hoch seine offensichtliche Qualität auch ist. Höhere Werte als 1 werden einfach auf 1 abgerundet.
Zusätzlich hierzu ist ein Teil der Voraussetzungen für den PDCAAS, dass das ideale Schema von Aminosäuren zur Unterstützung der menschlichen Gesundheit (oder der sportlichen Leistungsfähigkeit) tatsächlich bekannt ist. Es ist jedoch möglich, dass sich das ideale Protein zur Unterstützung der grundlegenden menschlichen Gesundheit mit dem Alter verändert (die Aminosäure- und Proteinbedürfnisse verändern sich z.B. mit dem Alter) oder für unterschiedliche Sportler unterschiedlich ausfallen könnte. Die Idee, dass ein einziges Aminosäureprofil unter allen Umständen ideal sein kann, ist bestenfalls dürftig.
Spielt die Proteinqualität eine Rolle?
Dies bringt mich zu meinem primären Kommentar zum Thema Proteinqualität: Ich sehe sie im Grunde genommen als irrelevant an. Ich habe oben z.B. angemerkt, dass die biologische Wertigkeit bei sehr geringen Proteinspiegeln gemessen wird und dies ist auch bei vielen der anderen Methoden der Fall. Die Proteinqualität wird im Zustand einer niedrigen Proteinzufuhr gemessen, da die primäre Anwendung der Proteinqualität damit zusammenhängt, eine adäquate Ernährung für Personen sicherzustellen, die nicht genug Nahrung haben. Dies bedeutet, dass sie bei einer hohen Proteinzufuhr nicht mehr viel Relevanz besitzt.Dies bedeutet weiterhin, dass geringe Unterschiede bezüglich der Proteinqualität einen massiven Unterschied machen werden, wenn man über jemanden in der dritten Welt redet, der nur geringe Mengen Protein aus einer einzelnen Quelle mit einer niedrigen Proteinqualität zu sich nimmt und dies darüber hinaus im Umfeld einer insuffizienten Gesamtkalorienzufuhr tut.
In dieser Situation können sich bereits kleine Verbesserungen der Proteinqualität (durch den zusätzlichen Verzehr anderer Nahrungsmittel oder sogar nur einer spezifischen Aminosäure) massiv im Bezug auf eine Verbesserung der Gesundheit oder dem Überleben der Gruppe auszahlen. Dasselbe würde für eine Erhöhung der Nahrungsmenge gelten. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) beschäftigt sich sehr intensiv mit diesem Thema, was der Grund dafür ist, dass sie aus der Proteinqualität eine so große Sache machen – sie ist für die Population relevant, über die sie sich die größten Sorgen machen.
Jeder, der diesen Artikel liest, befindet sich wahrscheinlich nicht in dieser Situation. Wenn der Leser Zugang zum Internet hat und die Zeit hat, meine Seite zu besuchen, stehen die Chancen nicht schlecht, dass er auch Nahrung im Allgemeinen oder Protein finden kann. Zu Essen ist heutzutage nicht die primäre Sorge. Wenn man gemischte Proteine in den Menge konsumiert, wie man sie bei der allgemeinen Bevölkerung (typischerweise das zwei bis dreifach der empfohlenen Mindestmenge) und insbesondere bei Sportlern (die häufig noch mehr Protein zu sich nehmen) beobachtet, dann ist die Proteinqualität nicht länger ein Thema. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn eine große Menge an Kalorien konsumiert wird.
Und auch wenn es möglich ist, dass spezifische Proteine für sportliche Anwendungen mehr oder weniger gut geeignet sind (da sie z.B. spezifische Aminosäuren liefern, die von diesen Sportlern benötigt werden), wird jeder Sportler, der große Mengen an Protein zu sich nimmt, im Allgemeinen reichlich von dem konsumieren, was er braucht.
Sportler neigen generell dazu, von diesem Thema besessen zu sein (und natürlich Supplementfirmen, die dies noch fördern), doch bei einer Proteinzufuhr von 2 bis 3,5 Gramm Protein pro Kilogramm fettfreier Körpermasse, die sich aus unterschiedlichen Quellen zusammensetzt, wird die Qualität keine Rolle spielen. Auf dieses Thema wird in "The Protein Book" noch sehr viel detaillierter eingegangen.
Eine mögliche Ausnahme hiervon ist das Diäten. Wenn die Kalorienzufuhr eingeschränkt ist, kann sich die Art und Weise, auf die der Körper Protein verwendet, ändern und unterschiedliche Proteine können besonders von Vorteil sein (die Milchproteine Wheyprotein und Casein oder ganz einfach nur Milch sind in dieser Hinsicht aus Gründen, die über den Rahmen dieses Artikels hinaus gehen, besonders wertvoll).
Ich vermute, dass wenn jemand in der modernen Welt nur eine geringe Menge Protein aus nur einer Quelle mit niedriger Proteinqualität zu sich nehmen würde, die Proteinqualität eine Rolle spielen dürfte. Doch das wäre ein seltsames, selbst auferlegtes Ernährungsschema und hätte mit der Art von Ernährung, die in vielen Teilen der Welt befolgt wird, nicht viel zu tun, da hier alles Notwendige verfügbar ist.
Fazit ist, dass bei Menschen, die in der modernen Welt leben und recht große Mengen an Protein und Kalorien zu sich nehmen, die Proteinqualität bezüglich der Antwort auf die Frage nach guten Proteinquellen kein großes Thema ist. Abgesehen von einigen wenigen seltsamen Ausnahmen, wird sie ganz einfach nicht relevant sein.
Im den nächsten Teilen dieser Artikelserie werde ich auf ein verwandtes Thema – das spezifische Aminosäureprofil von Proteinen – eingehen.