Ich werde dieses Thema in zwei Teile aufteilen, da es etwas umfangreicher ist. Im ersten Teil werde ich über einige grundlegende Konzepte sprechen und näher betrachten, wie das Aminosäurenprofil unterschiedlicher Proteine im Zusammenhang mit der Unterstützung der grundlegenden Körperfunktionen steht. Im zweiten Teil werde ich darüber sprechen, dass die Möglichkeit besteht, dass Sportler spezifische Aminosäurebedürfnisse aufweisen könnten und was notwendig ist, um die grundlegenden Funktionen zu unterstützen.
Was sind Aminosäuren?
Wie ich im Rahmen dieser Artikelserie bereits mehrfach erwähnt habe, ohne hierbei ins Detail zu gehen, sind Aminosäuren ganz einfach die Bausteine der Proteine. Abhängig davon, welche Referenzquelle man verwendet, gibt es 18 bis 22 unterschiedliche Aminosäuren, die in der menschlichen Nahrung vorkommen. Nahrungsproteine sind ganz einfach lange Ketten dieser Aminosäuren, die aneinander gekettet sind. Typischerweise sind Nahrungsproteine extrem lange Ketten von Aminosäuren, und wie ich im Artikel “What are good sources of protein? – Digestibility“ beschrieben habe, werden diese langen Ketten während der Verdauung in kleinere und immer kleinere Bruchstücke zerlegt, bis schließlich nur noch freie Aminosäuren und Ketten von zwei bis drei Aminosäuren existieren, die dann vom Körper aufgenommen werden können.Ich möchte erwähnen, dass einzelne Aminosäuren häufig zum Zweck der Verbesserung der Gesundheit oder der sportlichen Leistungsfähigkeit verkauft werden. Der Leser wird wahrscheinlich mit der Aminosäure L-Tryptophan vertraut sein, die häufig als Einschlafhilfe verkauft wird. L-Tryptophan wird im Gehirn in Serotonin umgewandelt, welches am Schlafprozess beteiligt ist. Wenn man L-Tryptophan auf nüchternen Magen einnimmt, dann wird man aufgrund des erhöhten Serotoninspiegel im Gehirn schläfrig.
Im Bereich des Sports sind alle möglichen Arten von Aminosäure-Produkten erhältlich. Die verzweigt-kettigen Aminosäuren (BCAAs) L-Leucin, L-Isoleucin und L-Valin werden seit Jahren angepriesen und seit einiger Zeit erfreut sich vor allem isoliertes L-Leucin aus einer Reihe von Gründen, die ich im zweiten Teil dieses Artikels ansprechen werde, einer steigenden Beliebtheit.
Ein anderes Beispiel ist L-Carnitin, eine Aminosäure, die am Fettstoffwechsel beteiligt ist und seit Jahren als Fettabbauunterstützung verkauft wird (und nebenbei bemerkt nicht wirkt). Ich selbst empfehle die Aminosäure L-Tyrosin (welche im Gehirn in Adrenalin und Noradrenalin umgewandelt wird) als Teil eines Stimulanzien-Cocktails zu Verbesserung der Leistungsfähigkeit.
Der Leser wird sich vielleicht fragen, was das "L-" bedeutet. Es bezieht sich auf die chemische Struktur der Aminosäure (um technisch zu sein, ist es eine Notation aus der organischen Chemie, die für "linksdrehend" steht). Es gibt auch "D-" Aminosäuren (das "D" steht für rechtsdrehend). Der menschliche Körper verwendet nur die "L-" Form von Aminosäuren. Die "D-" Form kann sogar toxisch sein. preview
Essentielle vs. nichtessentielle Aminosäuren
Ich sollte erwähnen, dass die Aminosäuren für gewöhnlich in essentielle und nicht-essentielle Aminosäuren unterteilt werden. Es ist wichtig anzumerken, dass beide für das Leben absolut essentiell sind. Der Begriff nicht-essentiell bedeutet lediglich, dass diese Aminosäuren nicht über die Nahrung zugeführt werden müssen, da der Körper sie selbst herstellen kann. Die essentiellen Aminosäuren können nur über die Nahrung zugeführt werden, weshalb sie essentiell sind.Ich sollte weiterhin anmerken, dass die Dinge nicht wirklich so einfach sind. Einige Aminosäuren, die unter normalen Umständen nicht essentiell sind, können unter anderen Umständen essentiell werden. Glutamin ist vielleicht das bekannteste Beispiel hierfür. Unter normalen Umständen ist Glutamin nicht-essentiell und der Körper kann diese Aminosäure selbst herstellen. Bei massivem Stress (wie Traumata durch stumpfe Schläge, Verbrennungen oder Sepsis) kann der Körper jedoch nicht so viel Glutamin herstellen, wie er benötigt, also wird Glutamin unter diesen Umständen bedingt essentiell.
Und auch wenn es noch einige weitere seltsame Ausnahmen bezüglich der Unterscheidung nach essentiellen und nicht-essentiellen Aminosäuren gibt, sind diese jedoch sehr selten und unter den meisten Umständen nicht sehr relevant, weshalb ich auf diese nun nicht weiter eingehen werde.
Warum spielen Aminosäuren eine Rolle?
Wie ich im Artikel "What are good sources of protein? – Digestibility" erklärt habe, gelangen Proteine, nachdem sie im Verdauungstrakt aufgebrochen wurden, als Aminosäuren in den Blutkreislauf. Diese werden anschließend im Körper für unterschiedliche Prozesse wie die Synthese neuer Proteine verwendet.Das Herz, die Leber und viele andere Organe bestehen aus Proteinen: Die Skelettmuskulatur besteht zu 20% aus Protein (der größte Teil ist Wasser), die Haare und die Haut bestehen aus Protein, es gibt zahlreiche Enzyme und Leberproteine, die täglich im Körper hergestellt werden und alle werden aus den über die Nahrung zugeführten Aminosäuren hergestellt.
Wie ich im Artikel "What are good sources of protein – Speed of Digestion Part 1" bereits erwähnt habe, befindet sich alles Gewebe im Körper in einem kontinuierlichen Zustand des Umbaus, welcher durch eine Kombination von Abbau und Resynthese charakterisiert wird. Die Skelettmuskulatur wird abgebaut und wiederhergestellt. Selbiges gilt für Haare, Haut, usw. Da kein Prozess im Körper 100% effizient abläuft, gehen natürlich einige der abgebauten Aminosäuren verloren.
Letzteres ist im Grunde genommen die Basis für den menschlichen Proteinbedarf – die Aminosäuren, die beim Prozess des Gewebeabbaus und der Resynthese verloren gehen, müssen durch die Nahrung ersetzt werden. Anderenfalls kommt es zu einem schrittweisen Verlust von Proteingewebe im Körper (wie dies beim Zustand des kompletten Verhungerns der Fall ist). Wenn genügend Proteine verloren gehen (etwa 40%), dann stirbt man.
Da der Körper spezifische Aminosäuren für diese unterschiedlichen Prozesse verwendet, ist es eigentlich etwas akkurater, zu sagen, dass der Körper spezifische Aminosäurenbedürfnisse hat, anstatt vom Proteinbedarf per se zu sprechen. Ich möchte anmerken, dass es auch einen allgemeinen Stickstoffbedarf gibt (der nur durch Nahrungsproteine gedeckt werden kann), doch werde ich hierauf nicht näher eingehen.
Als letzten Punkt möchte ich erwähnen, dass das Gewebe im menschlichen Körper, das Proteine verwendet, diese in variierenden Proportionen und Mengen verwendet. Dies bedeutet, dass das Aminosäurenprofil der Leber z.B. nicht dasselbe wie das Aminosäurenprofil der Skelettmuskulatur, der Haare oder der Knochen ist. Im Grunde genommen, wird das Gewebe, auf das man sich konzentriert, bestimmen, wie das ideale Aminosäurenprofil aussehen könnte. Ich werde später noch darauf zurück kommen.
Zurück zur Proteinqualität
Wie ich im Artikel "What are good sources of protein – Protein Quality" erwähnt habe, hängt einer der bestimmenden Faktoren der Proteinqualität damit zusammen, wie gut oder schlecht ein Protein den Aminosäurebedarf deckt und der letzte Abschnitt erklärt im Grunde genommen, warum dies so ist. Der Körper verliert jeden Tag einige Aminosäuren, die ersetzt werden müssen. Ein bestimmender Faktor der Proteinqualität ist, wie gut ein bestimmtes Protein den Bedarf an diesen spezifischen Aminosäuren deckt.An dieser Stelle sollte ich noch einmal erwähnen, dass die meisten Arbeiten, die die Proteinqualität betrachten, sich auf die allgemeine Gesundheit konzentrieren, was insbesondere für Menschen gilt, die keine ausreichenden Mengen an Protein bekommen, die kein Protein aus hochwertigen Quellen zu sich nehmen und die insgesamt nicht genug essen. Diese Untersuchungen zielen primär auf Menschen ab, die in Ländern der dritten Welt leben.
Das Ziel besteht darin, Wege zu finden, die allgemeine Gesundheit und Körperfunktion bei den Menschen zu verbessern, die am Verhungern sind. Und der Fokus liegt im Grunde genommen darauf, diese Menschen gesund zu halten, was bedeutet, dass der Aminosäurebedarf des gesamten Körpers in der Hinsicht gedeckt wird, dass die grundlegenden Körperfunktionen gut (oder zumindest passabel) funktionieren. Themen wie die Optimierung der sportlichen Leistungsfähigkeit oder der Aufbau von Muskelmasse stehen hierbei nicht im Mittelpunkt.
Dies bedeutet nicht nur, dass diese Untersuchungen für diejenigen von uns von fraglicher Relevanz sind, die glücklich genug sind, in einer modernen Welt zu leben, in der Protein und Nahrung im Allgemeinen gut verfügbar sind. Es bedeutet außerdem, dass diese Untersuchungen nicht auf Sportler oder Menschen, die trainieren abzielen (und genau das ist die Gruppe, auf die ich mich zu konzentrieren neige). Es ist verständlich (und natürlich fördern Supplementfirmen diese Idee), dass Sportler und trainierende Menschen einen spezifischen Aminosäurebedarf besitzen könnten.
Es ist nachvollziehbar, dass jemand, der eine Kraftsportart (Powerlifting, Bodybuilding, usw.) betreibt, zur Unterstützung des Wachstums der Skelettmuskulatur ein anderes Aminosäurenprofil benötigen könnte, und dass auch ein Ausdauersportler für die Unterstützung der Synthese von Mitochondrien (die Kraftwerke der Zellen) oder Enzymen, die an der Energieproduktion beteiligt sind, ein spezifisches Aminosäurenprofil benötigt. Dieses Thema wird aber nur sehr unzureichend untersucht.
Einfach gesagt (und dies wird natürlich detailliertere in “The Protein Book“ besprochen), kann der Aminosäurengesamtbedarf unterteilt werden in den Aminosäurenbedarf, der für die Unterstützung der allgemeinen Gesundheit und die Körperfunktionen (womit sich die meisten Untersuchungen beschäftigen) benötigt wird und in den Aminosäurenbedarf (wenn es einen gibt), der für die Optimierung der sportlichen Leistungsfähigkeit benötigt wird.
Deckung der körperlichen Bedürfnisse
Aus Gründen, auf die ich noch näher eingehen werde, wird der Aminosäurebedarf von zwei bis fünf Jahre alten Kindern verwendet, um zu untersuchen, ob ein spezifisches Protein ausreichend ist. Dies bedeutet, dass jedes Nahrungsprotein, das ein Aminosäurenprofil aufweist, welches die Bedürfnisse von zwei bis fünf Jahre alten Kindern erfüllt oder übertrifft, als ausreichend zur Unterstützung der grundlegenden Bedürfnisse von Erwachsenen angesehen wird.Ich möchte im Einklang mit dem Abschnitt über essentielle und nicht-essentielle Aminosäuren anmerken, dass der wirkliche Fokus darauf liegt, ob ein gegebenes Protein den Bedarf des Körpers an essentiellen Aminosäuren decken kann oder nicht. Unter der Annahme, dass sowieso ausreichende Mengen an Proteinen konsumiert werden, ist das nicht-essentielle Aminosäureprofil nicht so relevant.
Wie ich in Tabelle 2 auf Seite 56 in "The Protein Book" (welche ich hier nicht reproduzieren werde) gezeigt habe, können im Grunde genommen, alle qualitativ hochwertigen Proteine – und dies umfasst sogar Sojaprotein – den grundlegenden Aminosäurebedarf eines erwachsenen Menschen decken. Menschliche Milch, Kuhmilch, Eier, Rindfleisch, Wheyprotein und Sojaprotein enthalten alle Aminosäuren in Mengen, die weit über den Bedarf von zwei bis fünf Jahre alten Kindern hinaus gehen, was auch bedeutet, dass sie leicht die Bedürfnis von Erwachsenen decken können.
Dies stimmt mit dem PDCAAS aus "What are good sources of protein – Protein Quality" überein, der zeigt, dass Sojaprotein (welches häufig als Protein von minderer Qualität angesehen wird) mehr als ausreichend ist, um den Aminosäurebedarf eines erwachsenen Menschen zu decken. Unter der Annahme, dass adäquate Proteinmengen konsumiert werden (und dies ist in der modernen Welt eigentlich nie ein Thema), decken alle Proteine leicht den menschlichen Proteinbedarf.
Dies macht natürlich nicht alle Proteine identisch und äquivalent. Es kann Gründe geben (wie die Gegenwart oder Abwesenheit anderer Nährstoffe wie Eisen, Zink, Kalzium oder das Fettsäureprofil), ein Protein einem anderen vorzuziehen. Vom Standpunkt des Aminosäurenprofils aus gesehen, gibt es jedoch keine großen funktionellen Unterschiede zwischen den einzelnen Proteinen (ich möchte am Rande anmerken, dass aktuelle Arbeiten nahegelegt haben, dass Fischprotein per se einige Vorzüge bezüglich der Insulinsensitivität zu besitzen scheint, was möglicherweise auf den hohen Taurin-Gehalt zurückgeführt werden kann).
All dies bezieht sich, wie weiter oben bereits angemerkt wurde, jedoch nicht auf die Probleme von Sportlern und mögliche Unterschiede bezüglich der Bedürfnisse. Doch das muss bis zum zweiten Teil dieses Artikels warten.