Protein (Quelle und Verfasser):
1. Definitionen und Basis Einleitung Was ist ein Protein? Unentbehrliche und entbehrliche Aminosäuren (AS) Vollständige und unvollständige Proteine	5. Protein Qualität Einleitung Methoden, um die Protein Qualität zu messen Biologische Wertigkeit (Biological Value (BV)) Zusammenfassung (Protein Qualität)
2. Proteinverdauung Überblick über Proteine und Verdauung Lebensmitteleiweisse, Hydrosylate und freie Aminosäuren Schnelle oder langsame Nahrungsproteine:die nächste große Sache oder viel Wirbel um nichts	6. Bestimmung der notwendigen Aminosäurenmengen Einleitung Notwendige Proteinmengen für Kinder, Erwachsene und Kraftsportler Training unf notwendige Aminosäurenmengen Zusammenfassung
3. Notwendige Proteinmengen Einleitung Proteinumsatz und Nitrogenbalance Minmal notwendige Proteinmengen Sportler und Protein	7. Modell der AS Kinetik Einleitung Homeostase Aminosäuren Oxidation und Katabolismus Der freie Aminosäuren Pool Protein Umsatz: Die Verknüpfung von Proteinsynthese und Proteinabbau Aminosäuren und Insulin Branch-Chain-Amino-Acids (BCAAs) Cortisol: Freund oder Feind? Der Einfluß des Gewichttraining
4. Proteinverdauung Proteinverwertung	8. Adaption an einen hohen und niedrigen Protein Konsum Einleitung Was ist zyklische Proteinzufuhr (protein cycling)? Adaptions Mechanismus bei unterschiedlichen Proteinmengen Adaptions Zeitspannen Woher kommt das Protein und wohin geht es?

Protein (Quelle und Verfasser):

http://www.mesomorphosis.com/
Artikel von Lyle McDonald
In diesen Artikeln über Protein werden die wichtigsten Teile der Artilkel von Lyle McDonald in frei übersetzter
Form, teilweise gekürzt wiedergegeben.
Bemerkung: Die zahlreichen Internet Veröffentlichungen von Lyle McDonald, mit ihren einleuchtenden Begründungen
und Erklärungen, waren für mich Anlaß Artikel dieses Autors in meine homepage zu integrieren.

Die Übersetzungen stammen aus den Artikeln:
Teil 1: Technische Definitionen und Hintergrund
(Protein, Part 1 - Definitions and
Technical Background
January 1, 1999 (Volume 2, Number 1)
Teil 2: Protein Stoffwechsel and notwendige Mengen
(January 15, 1999 (Volume 2, Number 2)
Teil 3: Individuell notwendige Aminosäuremengen
February 1, 1999 (Volume 2, Number 3)
Teil 4: Adaption and Modelle des Aminosäuren-Stoffwechsels
March 1, 1999 (Volume 2, Number 5)

Bemerkung zum Protein Artikel von Lyle McDonald:

Einleitung

Wenn sie einen Bodybuilder fragen, was das wichtigste Nahrungsmittel ist, um Muskelmasse aufzubauen, werden sie wahrscheinlich zehn identische Antworten erhalten. Eine wirkliche Rarität, wenn es um Ernährung geht. Die Antwort ist, natürlich: Protein. Jeder Bodybuilder weiß das. Sie können sich noch so anstrengenden, wenn sie nicht genug Protein zu sich nehmen, werden sie nicht wachsen. Gerade dies macht den Bodybuilder sehr empfänglich für Marketing Tricks der Supplementlieferanten. Ob es sich nun um die Proteineinnahme, Qualität, Typ oder ähnliches handelt, die Marketing Typen wissen ganz genau wie man einen Bodybuilder verleidet einen Button zu drücken wenn der nur das Wort Protein liest. Wenn du eine Menge Protein verkaufen willst, dann gebrauche einfach Wörter wie Nitrogenbalance/Retention biologische Wertigkeit oder antikatabolisch und das Geld wird rollen. Wie vieles im Bodybuilding Bereich, besonders was die Supplementindustrie angeht, wird der Wert eines Protein mehr durch Marketing Absicht, als durch die für sie physiologische Realität bestimmt. Der Sinn dieses Artikels ist die Hauptmißverständnisse, was Protein angeht, zu klären. Obwohl natürlich einige Informationen technischer Natur sind, will ich versuchen mich auf das Wesentliche zu konzentrieren. Schrittweise werden in den Kapiteln 1 bis 8 Definitionen und der technische Hintergrund erklärt, so daß spätere Informationen verständlich sind. Es wird die Proteinqualität und ein einfaches Modell des Aminosäurenstoffwechsel entwickelt. Das wird dem Leser helfen, die Diskussion um Adaption an einen hohen und niedrigen Proteinkonsums zu verstehen. Natürlich können nicht alle Aminosäuren in diesem Artikel berhandelt werden, aber spezifische Aminosäuren wie zum Beispiel Glutamin diskutiert, falls notwendig.

Was ist ein Protein?

Unentbehrliche und entbehrliche Aminosäuren (AS)

Diese 20 Lebensmittel-Aminosäuren werden in zwei Kategorien unterteilt. Die moderne Terminologie unterscheidet zwischen entbehrlichen Aminosäuren (diese kann der Körper selbst herstellen) und unentbehrlichen Aminosäuren (diese müssen über die Nahrung zugeführt werden). Einer Liste der entbehrlichen und unentbehrlichen Aminosäuren zeigt Tabelle 1: > Table 1: Dispensable and indispensable amino acids Dispensable (entbehrlich) Indispensable (unentbehrlich) alanine  lysine glutamic acid  isoleucine aspartic acid  leucine glycine  valine serine histidine threonine proline  methionine glutamine phenylalanine asparagine    cysteine tryptophan tyrosine   Leucine, isoleucine und valine werden, wegen ihrer Struktur, branch chain amino acids (BCAAs), genannt.Sie werden später besprochen. Vollständige und unvollständige Proteine In der Vergangenheit wurden Nahrungsproteine in vollständige und unvollständige Proteine eingeteilt. Vollständiges Protein bedeutete, daß alle unentbehrlichen Aminosäuren vorhanden waren. Unvollständiges Protein bedeutete, dass ein oder mehrere der unentbehrlichen Aminosäuren fehlten. Es ist jedoch so, dass außer einigen wenigen Ausnahmen (z.B. Gelatine) jedes Lebensmittelprotein alle Aminosäuren in verschiedenen Mengen enthält. Das heißt, die Einteilung in vollständigen und unvollständiges Protein ist falsch. Da alle Proteine vollständig sind, ist es besser, den begrenzten Aminosäurengehalt der Nahrungsproteine zu betrachten. Von Interesse ist hier besonders die kleinste Menge an unentbehrlichen Aminosäuren im Vergleich zur erforderlichen Menge. Der begrenzte Anteil an Aminosäuren ist ausschlaggebend dafür, wie ein Protein vorm Körper verwendet wird. Ein Beispiel: Typisch für Getreide ist der niedrige Gehalt an Lysin aber hohe Anteil an Methionin. Dagegen haben Erbsen und Bohnen einer niedrigen Gehalt an Methionin und einen hohen Gehalt an Lysin. Aus diesem Grund hat man Getreide und Gemüseproteine kombiniert, um ein vollständiges Protein zu erhalten. Da sich also Proteine in ihrem Gehalt an Aminosäuren unterscheiden, sollte man verschiedene Proteinquellen nutzen, um den notwendigen Anteil an Aminosäuren zu erhalten. 2. Proteinverdauung Überblick über Proteine und Verdauung Proteine werden im Magen in kleinere Aminosäurenketten zerlegt. Dieser Arbeit leisten Enzyme, welche die Verbindungen zwischen den Aminosäuren aufbrechen. Man kann sich diese Enzyme als Messer vorstellen, welche die großen Proteine in kleinere Einheiten zerlegen. Diese werden dann verdaut. Diese kleineren Einheiten sind einfache Aminosäuren (Peptide), Ketten aus zwei Aminosäuren (Dipeptide),und Ketten aus drei Aminosäuren (Tripeptide). Weniger als fünf Prozent des aufgenommenen Proteins geht im Darmtrakt verloren. Aminosäuren werden im Darm (Dick/Dünndarm) über verschiedene Mechanismen absorbiert. Man spricht hier von Transportern, welche bestimmte Aminosäuren absorbieren und transportieren und zwar über die Darmwand ins Blut. Viele Transporter können mehr als eine Aminosäure aufnehmen. Das bedeutet für diejenigen, welche große Mengen an einfachen Aminosäuren zu sich nehmen, dass ein bestimmter Transporter überladen wird. Das beeinträchtigt den Transport von verschiedenen Aminosäuren, welche der Transporter aufnehmen könnte. Das bedeutet, daß der ekzessive Konsum einer bestimmten Aminosäure zu einem Defizit einer anderen Aminosäuren führen kann, da beide um einen Platz auf dem gleichen Transporter kämpfen Transporter gibt es für die einfachen Aminosäuren (Peptide), sowie Di- und Tripeptide. Ketten die mehr als 4 Aminosäuren haben, können nicht direkt über die Darmwand transportiert werden, sondern müssen zuerst in kleinere Ketten zerlegt werden. Die Chemie der Proteinverdauung und des Proteintransportes hat nun Auswirkungen für einer Anzahl von Supplements. Betrachten wir die Peptidhormone GH und IGF-1: Da Peptidhormone Aminosäurenketten mit mehr als 4 AS enthalten, gibt es keinen einfachen Weg, dass die orale Einnahme irgend eines der aktiven Hormone sie direkt ins Blut bringt. Oral eingenommene Peptidhormone werden durch die Enzyme in kleinere Aminosäurenketten zerlegt und werden somit wie irgendein anderes Nahrungsprotein behandelt. Aus diesem Grund macht es Sinn GH, IGF-1 und Insulin zu injizieren. Bei der oralen Einnahme werden sie im Magen in PeptidkKetten zerlegt und verlieren dadurch den Wert, den sie als Hormon haben könnten. Das gleiche gilt für Drüsen-Supplements , die in den 80ern sehr populär waren. Drüsen-Supplements waren getrocknete Extrakte verschiedener Drüsen und es wurde behauptet, daß diese Supplement entsprechender Drüsen-Funktionen verstärken. Tatsache ist jedoch, daß auch diese Drüsen-Supplements, welche große Proteine sind, in kleinere Aminosäureketten aufgebrochen werden. Und dann werden sie wie irgendein gewöhnliches Protein verwertet. Lebensmitteleiweisse, Hydrosylate und freie Aminosäuren Die drei Hauptquellen der Nahrungsproteine sind: Lebensmitteleiweisse, teilweise vorverdaute Proteine , diese werden Hydrosylate genannt (die meisten Proteinpulver) und freie Aminosäuren (einfache Peptide). Ein ganz wichtiger Punkt, der verstanden werden sollte, ist: Wenn Aminosäuren einmal im Blut sind, können sie nicht mehr voneinander unterschieden werden. Er ist einer Tatsache, daß es unmöglich ist Aminosäuren, welche aus Nahrungsproteinen stammen, von Aminosäuren zu unterscheiden, welche schon im im Körper sind. Deswegen werden Aminosäuren welche von einem Ei stammen nicht anders behandelt als Aminosäuren, welche als Kapsel eingenommen wurden, dies hinsichtlich der physiologischen Effekte auf den Körper. In diesem Sinne gibt es keinen Unterschied zwischen Lebensmitteleiweissen, Hydrosylaten und freien Aminosäuren, da sie schließlich alle im Blutstrom enden und dann gleich behandelt werden. Es gibt jedoch Unterschiede in der Absorptionsgeschwindigkeit der verschiedenen Proteine. Bei Lebensmittelproteinen dauert es etwas länger bis sie verdaut und in das Blut übergehen im Vergleich zu den Hydrosylaten, da Hydrosylate schon teilweise zerlegt sind. Darauf basiert auch die Idee Hydrosylate unmittelbar nach dem Training einzunehmen, um Aminosäuren sehr schnell den Muskeln zuzuführen. Ein möglicher Vorteil der freien Aminosäuren ist der, dass man ihre Zusammensetzung, d.h. den Anteil der verschiedenen Aminosäuren steuern kann. Das setzt jedoch voraus daß man die optimalen Beträge derer verschiedenen Aminosäuren kennt. Auch ist zu bemerken daß Di- und Tripeptide, welche beim aufbrechen von Lebensmitteleiweißen oder Hydrosylaten anfallen) etwas besser und schneller aufgenommen werden als freier Aminosäuren. Dies ist wahrscheinlich auf die Gegenwart der Transporter für dieser Di- und Tripeptide zurückzuführen. Wenn mandie niedrige Aufnahmeeffizienz der freien Aminosäuren und ihrem Preis vergleicht, dann stellen Kombinationen von freien Aminosäuren eine sehr ineffiziente Form der Protein-Supplementierung dar Es gibt jedoch einige Aminosäuren wie Glutamin oder die BCAAs, welche einige Vorteile haben können, dies wird später behandelt. Schnelle oder langsame Nahrungsproteine: die nächste große Sache oder viel Wirbel um nichts Eine neue Veröffentlichung hat eine ganz neue Kategorie/Masche von Nahrungsproteinen und Marketing aufgezeigt, nämlich die schnellen und langsamen Proteine. Die Idee entspricht vom Konzept her dem glykämischem Index (GI), welcher bei den Kohlenhydraten verwendet wird und die Geschwindigkeit wiedergibt mit der Kohlenhydrate verdaut werden und den Blutzucker und das Insulinniveau beeinflussen. In dieser Studie wurde gesunden Personen mit normalem Proteinkonsum (16 % der Gesamtkalorien) entweder 30 g Whey Protein oder 30 g Kasein (Milch) Protein gegeben. Wichtig für die Interpretation dieser Studie ist, dass diese Personen 10 Stunden nüchtern waren, bevor sie das Protein zu sich nahmen. Was bei dieser Studie gefunden wurde war: Whey Protein lässt den Leuzinpegel des Blutes schnell ansteigen, Maximalwert nach 1h. Der Leuzinpegel nimmt jedoch auch wieder schnell ab und erreicht den normalen Wert nach 4h. Im Gegensatz dazu verursacht das Kaseinprotein ein viel langsameres Ansteigen des Leuzinpegels. Der Pegel erreicht sein Maximum nach einer Stunde ( das Maximum ist niedriger als bei dem Whey Protein) wird dann aber beinahe 7h beibehalten. Zusätzlich fanden die Forscher heraus, dass Whey Protein die Proteinsynthese stimuliert und keinen Einfluß auf denen Proteinabbau hat. Demgegenüber hemmt Kasein den Proteinabbau und hat keinen Einfluß auf die Proteinsynthese. Eine andere Beobachtung war, dass Whey Protein die Leuzin Oxidation(Verbrennung) etwas mehr als beim Kasein erhöht (31 Prozent gegenüber 24 Prozent). Schließlich wurde noch herausgefunden, dass das Leuzin Gleichgewicht für Kasein höher war als für Whey (es ist das Verhältnis von Aufnahme zu Speicherung). Diese Beobachtungen führten zu verschiedenen Interpretationen. Auf der einen Seite ist der Einfluß des Proteins auf Synthese und Abbau von Interesse und es schien, dass das Whey ein ‚anaboles' Protein ist während Kasein ein ‚antikataboles' Protein ist, welches über einen Zeitraum von 7h wirkt. Daneben ist aber auch die Leuzin Speicherung ein wichtiger Faktor (Dazu mehr in einem späteren Kapitel). Ich bin sicher, dass die Interpretation dieser Studie davon abhängt, ob man nun Whey, Kasein oder eine Mischung der beiden verkaufen will. Auf diese eine Studie wurde sich nun in verschiedenen Artikeln in mehreren Bodybuilding Magazinen bezogen, in denen die Autoren schlußfolgerten, dass Whey und Kasein physiologische Wirkungen haben und das Wachstum anregen. Wenn ich sage, dass in diese einzige Studie zuviel hinein interpretiert wurde, so ist das stark untertrieben. Viele Autoren, die sich auf diese Studie bezogen haben, haben verschiedene Randbedienungen dieser Untersuchung einfach ignoriert. Der 1. und vielleicht wichtigste Punkt ist, dass die Personen 10 Stunden nüchtern waren bevor ihnen Protein gegeben wurde. Es ist eine Tatsache, dass die Proteinsynthese und Abbau nach 10 h des Fastens anders als zur Mittagszeit ist, nachdem man einige Mahlzeiten gegessen hat. Er ist außerdem bekannt, dass die Mischung der Makronährstoffe ebenfalls die Absorption der Nahrung in den Blutstrom beeinflußt ( Kohlenhydrate und Protein oder Kohlenhydrate, Protein und Fett). Natürlich beeinflußt auch unverdaute Nahrung aus vorangegangen Mahlzeiten die Verdauungsgeschwindigkeit. Was uns diese Studie aber erzählt ist, was passiert, wenn man 10 h gefastet hat und dann Whey oder Kasein Protein zu sich nimmt. Dieser Studie sagt nichts darüber aus, was passiert, wenn man Whey oder Kasein mit Fett oder Kohlenhydraten zu verschiedenen Tageszeitungen einnimmt. Einer ganz wichtige Frage blieb auch unbeantwortet, nämlich, wo wurden die bei der Proteinsynthese gewonnenen neuen Proteinverbindungen gespeichert? Die Studie sagt nur aus, dass eine Proteinsynthese vorlag, dass Protein gespeichert wurde, aber nicht wohin es gelangt ist. Da es das Ziel des Bodybuilders ist, die Muskel-Protein-Synthese zu beeinflussen, und nicht nur die gesamte Proteinsynthese zu steigern, ist es wichtig zu wissen, wo das Protein gespeichert wird. Es ist überflüssig zu erwähnen, dass man davon ausgehen muss, dass das Protein in der Leber gespeichert wird. Diese Annahme ist vernünftiger, als davon auszugehen dass das Protein als Muskelprotein gespeichert wird. Es ist klar, wenn man sagt, das Whey Protein die Leber Proteinsynthese erhöht, dass man mit diesem Argument keine Supplements verkaufen kann. In einem späteren Teil wird auf die Proteinsynthese und die Speicherung nach Mahlzeiten im Detail eingegangen. Noch eine Bemerkung: Viele ernsthafte Bodybuilder essen eine proteinhaltige Mahlzeit alle 2h bis 3h. Da nach dem Whey Versuch das Blut Leuzin nicht vor 4h abfällt, wirft sich die Frage auf, ob es einen Unterschied macht Whey oder Milch Protein alle 3h zu konsumieren. Und wenn Kasein das Blut Leuzin ungefähr 7h auf hohem Niveau hält und Nahrungsproteine viel länger brauchen um verdaut zu werden, ist es dann wirklich notwendig alle 3h Protein zu sich zu nehmen? Eine letzte Frage, die dieser Studie aufwirft betrifft den Proteinkonsums nach dem Training. Denken Sie daran, dass gerade das Whey Protein 1h braucht um das Niveau des Blut Leuzins auf den höchsten Stand zu bringen. Wenn man davon ausgeht, dass man die Muskeln mit Aminosäuren sofort nach dem Training versorgen will, damit sie sich erholen können, ist es sinnvoll Protein eine oder 2h vor dem Training zu sich zu nehmen. Dann können die Aminosäuren in den Blutstrom gelangen gerade wenn das Training endet. 3. Notwendige Proteinmengen Einleitung Wieviel Protein ein Athlet braucht, darüber streiten sich schon eine kleine Ewigkeit die Gelehrten. Auf der einen Seite gibt es die Ernährungsspezialisten, die immer wieder behaupten, dass maximal ein Gramm Protein pro Kilogramm Körpergewicht vollkommen ausreichend ist, auf der anderen Seite gibt es die Kraftsportler und Bodybuilder, welche schon immer sehr viel Protein zu sich genommen haben, um schneller Muskelmasse aufzubauen. Um Licht in diese kontroverse Diskussion zu bringen, betrachten wir zuerst die Methode, mit der die notwendige Proteinmenge bestimmt wird. Danach schauen wir uns die unbedingt notwendige Proteinmenge an. Dann untersuchen wir den Einfluß von Training auf die Proteinmenge. Proteinumsatz und Nitrogenbalance Jeden Tag baut der Körper Proteine auf und ab. Das wird als Proteinumsatz bezeichnet und im Detail in einem nachfolgendem Kapitel behandelt Unter normalen Ernährungsbedingungen, kann eine durchschnittliche Person ungefähr 300g Protein in 24h umsetzen. Aber offensichtlich braucht der Körper keine 300g Protein pro Tag. Das kommt daher her, dass das meiste Protein, welches zerlegt wurde, für die Proteinsynthese wieder verwendet wird. Es ist nun halt so, dass keine Reaktion im Körper mit 100 prozentiger Effizienz abläuft. Was den Proteinumsatz angeht, so werden einige Aminosäuren oxidiert und Stickstoff wird ihnen Form von Urin, Kreatinin und anderen Substanzen verloren. Bei normalem Proteinkonsum weniger als vier Prozent des Gesamtproteinumsatzes. Das kann mit viel oder weniger Protein geändert werden. Ein Thema, welches später behandelt wird. Stickstoff wird hauptsächlich über Urin ausgeschieden. Eine Stickstoffbalance vergleicht den Anteil an Stickstoff der über das Protein eingenommen wird mit dem Anteil der von Körper ausgeschieden wird. Wenn also jemand mehr Stickstoff konsumiert als er verliert, befindet er sich in einer positiven Stickstoffbalance und speichert Stickstoff im Körper. Wenn der Anteil an zugeführtem Stickstoff und ausgeschiedenen Stickstoff gleich ist, dann befindet sich der Körper in einer ausgewogenen Stickstoffbalance, d.h. es wird weder Stickstoff gespeichert noch verloren. Wenn jemand mehr Stickstoff verliert als er konsumiert, dann befindet er sich in einer negativen Stickstoffbalance und baut Körperprotein ab. Da auch der Abbau von Aminosäuren die Hauptquelle des Stickstoffverlustes ist, geben Stickstoffausscheidungen einem Hinweis auf den Aminosäurenabbau. Die Stickstoff Ausscheidung gibt jedoch keinen Hinweis darauf, welche Aminosäuren abgebaut werden oder woher sie kommen. Man muß auch beachten, dass die Stickstoffbalance entscheidend von den Gesamtkalorien abhängt. Eine Person, die fastet, wird mehr Stickstoff verlieren als jemand der Kohlenhydrate und wenig oder fast kein Protein ißt. Personen, welche große Mengen an Protein zu sich nehmen, scheiden mehr Stickstoff aus. Ein Thema dass später diskutiert wird. Minimal notwendige Proteinmengen Der notwendige Bedarf an Protein wird definiert als der Betrag der notwendig ist, damit eine Person im Stickstoffgleichgewicht bleibt. Wie wird das gemessen? Die Stickstoffausscheidungen einer Person, welche eine proteinfreie Diät einhält, werden gemessen. Da die Stickstoffaufnahme 0 ist, werden alle Stickstoffausscheidungen durch den Abbau von Körperprotein verursacht. Wie schon oben angedeutet muß man dabei normalen Kalorien- und Kohlenhydratkonsum annehmen. Darauf basierend kam man auf einen Wert von 50-60mg/kg/Tag. Das bedeutet, dass eine 100kg schwere Person am Tage 5g bis 6g Stickstoff verliert. Da Protein ungefähr aus 16 Prozent Stickstoff besteht, bedeutet der Verlust von 5 bis 6g Stickstoff, einen gleichwertigen Verlust von ca. 33g Protein pro Tag. Damit Verdauungseinflüsse und individuelle Besonderheiten berücksichtigt werden, wurde ein Sicherheitsfaktor addiert und es wird ein Proteinkonsum von 0,8g/kg/Tag empfohlen. Dieser Wert sollte für ca. 95% der Bevölkerung ausreichend sein, um deren Proteinspeicher zu bewahren. Das bedeutet für einen Mann 55g Protein pro Tag und für eine Frau 44 g Protein pro Tag. Sportler und Protein Die Empfehlung 0,8 g/kg/Tag berücksichtigt nicht den Proteinbedarf von Sportlern. (Das geht aus dem entsprechenden Handbuch hervor. Besondere Stresssituationen, wie sie beim Training vorliegen, wurden nicht berücksichtigt). Jeder Bodybuilder weiß, dass intensives Training außergewöhnlichen Stress bedeutet. Verschiedene Studien haben gezeigt, dass Training den Bedarf an Protein erhöht. Ob man nun aerobes oder anaerobes Training durchführt, beides erhöht den Bedarf an Protein. Die Ursachen hierfür sind natürlich verschieden. Während aerobem Training können Aminosäuren zur Energiegewinnung herangezogen werden (besonders BCAAs, Leuzin, Isoleuzin und Valin). Diese können bis zu zehn Prozent der gesamten Energie während des Ausdauertrainings liefern. Beim aeroben Training werden die Glykogenspeicher in besonderem Maße abgebaut. Deshalb wirkt sich exzessives Kardio-Training, wenn man eine kohlenhydratarme Diät durchführt, sehr katabolisch aus. Beim Gewichttraining liefern die Aminosäuren keinen nennenswerten Beitrag zur Energiegewinnung. Es findet jedoch ein Abbau von Aminosäuren statt und ein zusätzlicher Bedarf zur Proteinsynthese liegt vor. Es Ist nicht die Ursache für den zusätzlichen Proteinbedarf so interessant, sondern die Beobachtungen, dass mehr Protein gebraucht wird. Entsprechende Untersuchungen bei Ausdauerathleten und Kraftsportlern ergaben, dass Ausdauerathleten 1,2-1,4g/kg und Kraftsportler 1,6-1,8 g/kg Protein brauchen, um in einer positiven Stickstoffbalance zu bleiben. D.h., damit Protein im Körper gespeichert werden kann. 4. Proteinverdauung Proteinverwertung Ein wichtiger Gesichtspunkt beim Proteinstoffwechsel ist, wie gut oder schlecht ein bestimmtes Protein verdaut bzw. verwertet wird. Manchmal wird behauptet, dass Proteinpulvers (besonders vorverdaute oder hydrolysierte Proteine) viel besser verwertet werden als Nahrungsproteine. Ab und zu wird auch behauptet, dass Proteine auf vegetarischer Basis besser verwertet werden als tierische Proteine. Die Proteinverwertbarkeit wird gemessen, indem man den Stickstoff im Kot mit dem Stickstoff vergleicht, der eingenommen wurde. Dabei wird berücksichtigt, dass immer ein bestimmtes Maß an Stickstoff über den Kot ausgeschieden wird. Das heißt, wenn man die Verwertbarkeit eines Proteins untersucht, wird geprüft wieviel Stickstoff über dem normalen Maß ausgeschieden wird, wenn ein Protein eingenommen wird. Beispiel: Wenn eine Person 5g Stickstoff zu sich nimmt (also ungefähr 30g Protein) und 1g Stickstoff wird im Kot ausgeschieden, entspricht dies einer Verwertbarkeit von 80 Prozent (4 g werden im Körper zurückgehalten dividiert durch 5g welche konsumiert wurden). Die nachfolgende Tabelle zeigt die Verwertbarkeit einiger Proteine: Table 1: Digestibility of common proteins foods Food source Protein digestibility (%) Egg 97 Milk and cheese 97 Mixed US diet 96 Peanut butter 95 Meat and fish 94 Whole wheat 86 Oatmeal (Haferschrot) 86 Soybeans 78 Rice 76 Source: National Research Council. Recommended Dietary Allowances, 10th ed. National Academy Press, 1989. Mit Ausnahme einiger pflanzlicher Proteine können wir sehen, dass die üblichen Proteine, die besonders von Bodybuildern gegessen werden, eine hohe Verwertbarkeit haben. Unter der Annahme, dass die Verdauungsfunktion normal abläuft, gibt es keinen Grund anzunehmen, dass ein Proteinpulver besser verdaut wird oder eine bessere Wachstums-Wirkung hat als ein Nahrungsprotein. Angenommen ein Proteinpulver erreicht einer Verwertbarkeit von 100 Prozent (unwahrscheinlich da kein Prozeß im Körper mit hundertprozentiger Wirkung abläuft) bedeutet dies nur eine Differenz von drei Prozent zu Ei- oder Milch- Protein. Das heißt, wenn man 100g Protein zu sich nimmt er, macht das nur eine Differenz von 3g aus. Das kann vielleicht wichtig sein, wenn man wenig Protein zu sich nimmt, aber bei den Mengen, die normalerweise ein Bodybuilder einnimmt, hat dies keinen Einfluß auf das Wachstum. Daraus ergibt sich, dass der Hauptunterschied zwischen einem Proteinpulver und einem Nahrungsprotein nicht die Verwertbarkeit ist, sondern wie schnell das Protein verdaut wird. Wie schon erwähnt werden vorverdaute Proteine schneller verdaut und in den Blutstrom freigegeben. 5. Protein Qualität Einleitung Über Proteinqualität wird sowohl in der Forschung als auch bei den Supplementlieferanten diskutiert. Man kann immer wieder hören, dass ein Protein eine höhere Qualität als ein anderes haben soll, oder dass ein Proteinpulver besser als ein Nahrungsprotein ist. Dieses Thema soll nachfolgend näher erörtert werden. Ganz allgemein sagt Proteinqualität etwas darüber aus, wie gut oder schlecht ein Protein vorm Körper verwertet wird. Etwas genauer: Proteinqualität sagt etwas darüber aus, wie gut das Profil der unentbehrlichen Aminosäuren eines Proteins den Bedürfnissen des Körpers entspricht. Aber deshalb darf man nicht annehmen, dass der Inhalt an entbehrlichen Aminosäuren in einem Protein für die Proteinqualität irrelevant ist. Methoden, um die Protein Qualität zu messen Ein Protein, das optimal für einen Bodybuilder in der Aufbauphase ist, muß nicht das gleiche Protein sein, dass ein Ausdauerathlet zu sich nimmt. Diäten und körperliche Aktivitäten können die Aminosäurennutzung im Körper beeinflussen. Beispiel: Ausdauerathleten oxidieren im allgemeinen große Mengen einen BCAAs. Das läßt die Vermutung zu, dass Ausdauerathleten mehr BCAAs brauchen als Nicht-Ausdauerathleten. Aller Wahrscheinlichkeit nach gibt es kein einzelnes Protein, welches allen Anforderungen gerecht wird. Da es verschiedene Methoden gibt die Proteinqualität zu messen wird sich die Frage auf, welche Methode ist nun die Richtige. Die kurze Antwort ist, dass keine der Messmethoden ideal ist, da sie alle bestimmte Annahmen treffen oder auf Modellen basieren die nicht exakt sind. Eine interessante Frage ist auch, ob die Aminosäurenbedürfnisse einer Person mit sitzender Tätigkeit die gleichen sind wie die eines hart trainierenden Bodybuilders. (: Von den verschiedenen Messmethoden wird nachfolgend nur der BV, Biological Value, hier biologische Wertigkeit, zitiert). Biologische Wertigkeit (Biological value (BV)) Die biologische Wertigkeit ist wahrscheinlich die am häufigsten benutzte Methode, um die Qualität eines Proteins zu messen. Die je biologische Wertigkeit ist definiert als (im Körper verbleibender Stickstoff / absorbierter Stickstoff). Das heißt die Verwertbarkeit des Proteins wird berücksichtigt. BV = (nitrogen retained / nitrogen absorbed) * 100 Eine biologische Wertigkeit von 100 würde die vollständige Umsetzung eines Proteins bedeuten. 100% des zugeführten Proteins wird im Körper gespeichert, es liegt kein Verlust vor. Wie wird nun die biologische Wertigkeit gemessen? Üblicherweise werden die Kandidaten auf einer proteinfreien Diät gehaltenen, so dass der normale Stickstoffverlust gemessen werden kann. Dann wird das Protein in verschiedenen Mengen zugeführt und eine Stickstoffbalance Studie durchgeführt (die Mengen sind im allgemeinen 0,6, 0,5, 0,4 und 0,3g/kg). Einige Studien benutzen längere Zeiträume des fastens und das ist ein ganz wichtiger Punkt, wenn man die Daten bewertet. Wenn entsprechender Ergebnisse veröffentlicht werden, wird nicht erwähnt das Fasten ganz entscheidend die Eigenschaft des Körpers beeinflußt, wie er zugeführtes Protein verwertet. Dass führt im Endeffekt zu überhöhten BV Werten. Diese Studien haben keinen Bezug zum gewöhnlichen hohen Proteinkonsum von Bodybuildern. In einem nachfolgenden Kapitel wird der Einfluß einer proteinarmen Phase noch diskutiert. Obwohl die Stickstoffbalance-Messmethoden ihre eigenen Probleme haben, geben Sie doch einen groben Hinweis wie gut oder schlecht ein Protein den Bedarf des Körpers unterstützt. Der größte Nachteil der Stickstoffbalance Methoden ist, dass keine Informationen bezüglich spezifischer Aminosäurenstoffwechsel oder spezifischer Gewebe (z.B. Muskeln, Leber) gewonnen werden. Da verschiedene Gewebe verschiedene Aminosäurenbedürfnisse haben ist es möglich, dass ein Protein die Proteinsynthese in einem Organ z.B. der Leber unterstützt, aber die Synthese andere Gewebe da z.B. Muskeln vernachlässigt wird. Dieses Thema wird in besprochen. Trotz der Tatsache, dass manchmal behauptet wird ein Protein habe eine biologische Wertigkeit größer 100, ist dies nicht möglich. Beispiel: Nehmen wir an, ein Whey Protein hat einen BV von 157. Das würde bedeuten, dass 1,57g Stickstoff im Körper gespeichert werden und zwar für jedes Gramm zugeführten Stickstoff. Das ist der thermodynamisch nicht möglich. Die Messung der BV wird von vielen Faktoren beeinflußt: Z.B. dem Kalorienkonsum. Eine hohe Kalorienzufuhr verbessert das Stickstoffgleichgewicht bei jeder beliebigen Proteinmenge. Das bedeutet, dass eine Person die eine Menge Kalorien konsumiert (z.B. ein Bodybuilder auf dem Massetrip) mehr Stickstoff zurückhält, also eine verbesserte Stickstoffbalance erreicht. Wenn die Kalorien reduziert werden, verschlechtert sich das Stickstoffgleichgewicht. Ein 2. Faktor welcher die BV beeinflußt ist die Aktivität. Training, besonders Gewichttraining verbessert die Stickstoffspeicherung, was demzufolge einen höheren BV liefert. Ein 3. Faktor und dieser wird typischerweise in der populären Literatur ignoriert, ist, dass die biologische Wertigkeit eines Proteins von der Menge des zugeführten Proteins abhängt. Wenn der Proteinkonsum ansteigt, fällt der BV dieses Proteins. Beispiel: Milch Protein hat eine biologische Wertigkeit nahe 100, wenn 0,2g/kg eingenommen werden. Wenn der Proteinkonsum ansteigt (ungefähr in der notwendigen Menge) 0,5 g/kg, fällt der BV auf ungefähr 70. Das heißt aber, dass ein Protein, wenn es in kleinen Mengen zugeführt wird, am besten verwertet wird. Kleine Mengen bedeutet hier Größenordnungen die unter dem notwendigen Maß liegen. Wenn also die biologische Wertigkeit bei einem niedrigen Proteinniveau gemessen wird, wird zwangsweise die BV überschätzt. Die nachfolgende Tabelle gibt die biologische Wertigkeit üblicher Proteine wieder: Table 2: BV of some common proteins Protein BV whey 100? egg 100 milk 93 rice 86 casein, fish and beef 75 corn 72 peanut flour 56 wheat gluten 44 Source: Normal and Therapeutic Nutrition, 17th ed. Corinne H. Robinson, Marilyn R. Lawler, Wanda L. Chenoweth, and Anne E. Garwick. Macmillan Publishing Company, 1986. Wenn man bedenkt, dass viele Kraftsportler 2 g/kg Proteine zu sich nehmen, muß man sagen, dass die biologische Wertigkeit für diese Personen keine Rolle spielt. Aller Wahrscheinlichkeit nach ist jedes annehmbare Qualitätsprotein austauschbar. Die etwas höhere biologische Wertigkeit von Whey Protein im Vergleich zu Milch oder Eiern, bringt längerfristig gesehen keinen zusätzlichen Massezuwachs. Zusammenfassung (Protein Qualität) Letzten Endes zeigt diese Diskussion der verschiedenen Messmethoden, dass es keine geeignete Methode gibt, um Bodybuildern einen geeigneten Bewertungsmasstab zu liefern. Keine der Methoden definiert die Qualität eines Proteins im Hinblick auf das Bodybuildingziel, nämlich Muskelmassezuwachs. 6. Bestimmung der notwendigen Aminosäurenmengen Einleitung Die meisten Methoden zur Abschätzung des Proteinbedarfs Erwachsener basieren auf der Annahme, daß der Hauptteil der konsumierten Aminosäuren hauptsächlich zur Bewahrung existierenden Gewebes gebraucht wird. Nicht zum Aufbau neuen Gewebes. Es ist klar, dass diese Annahme nicht auf Bodybuilder zutrifft. Für Bodybuilder, die neues Gewebe aufbauen wollen, sind die gängigen Methoden die Proteinqualität zu bestimmen, nicht brauchbar. Daraus ergeben sich verschiedene wichtige Fragen. Die 1. und wichtigste Frage ist, ob es Unterschiede in dem benötigten Aminosäurenbedarf zwischen Bodybuildern und Personen mit sitzender Tätigkeit (inaktive Personen) gibt. Die 2. Frage ist, ob es für einen Bodybuilder ausreicht, das gleiche Aminosäurenprofil, welches die inaktive Person braucht, zu konsumieren, nur in größeren Mengen. Oder muß das zusätzliche Protein ein anderes Aminosäurenprofil haben. Unglücklicherweise benötigen beide Fragen eine Untersuchung der Veränderung des Aminosäurenstoffwechsels während des Gewichttrainings. Dazu gibt es fast keine Studien. Verschiedene Untersuchungen haben den Einfluß von Ausdauertraining auf den Aminosäurenstoffwechsel untersucht, diese Modelle sind aber nicht direkt auf das Bodybuilding anwendbar. Bei all diesen Betrachtungen kommt erschwerend hinzu, daß der Körper sich an einen hohen und niedrigeren Proteinkonsum gewöhnen kann. Das macht die Bestimmung der notwendigen Aminosäurenmengen sehr schwierig. Notwendige Proteinmengen für Kinder, Erwachsene und Kraftsportler Beim durchschnittlichen Erwachsenen findet im allgemeinen kein nennenswerter Aufbau von Körpergewebe statt (der ständige Abbau und die Synthese von Gewebe sei hier vernachlässigt). Das bedeutet, daß das meiste Protein, was eingenommen wird, zur Bewahrung vorhandenen Gewebes benutzt wird, nicht für die Synthese von neuem Gewebe. Bei Kindern, die sehr schnell wachsen, liegt der Anteil des Proteins, welches für das Wachstum benutzt wird bei den ungefähr 15 Prozent. Der Rest wird zur Aufrechterhaltung sonstiger Körperfunktionen benutzt. Bei erwachsenen Bodybuildern können wir davon ausgehen, daß dieser Prozentsatz geringer ist, da das Muskelwachstum mit geringerer Geschwindigkeit abläuft. Der Unterschied im Stoffwechsel zwischen Kindern und Erwachsenen wird dann deutlich, wenn man die notwendigen Proteinmengen (besonders die unentbehrlichen Aminosäuren) von Säuglingen und Erwachsenen vergleicht. Aus diesem Grunde bietet es sich an, die Protein- und Aminosäurenbedürfnisse verschiedener Altersstufen zu untersuchen, um evtl. eine Übereinstimmung zu entdecken. Die nachfolgende Tabelle liefert entsprechende Informationen. Tabelle: Notwendige Proteinmengen und notwendige unentbehrliche Aminosäuren in verschiedenen Altersstufen Age group Protein requirement (g/kg) Indispensable AAs (% of total)   Infant 1.8 43   Preschool child 1.2 32   School child 1.0 22   Adult (1) 0.6 11   Adult (2) 0.6 33   Strength athletes (3) 1.6-1.8 Undetermined   Endurance athletes (3) 1.2-1.4 Undetermined 1. FAO/WHO/UNU. Energy and protein requirements. Report of a joint FAO/WHO/UNU expert consultation. WHO Tech Report Ser 1985; 724. 2. Suggested values for indispensable AAs in Young, V. 1987 McCollum lecture. Kinetics of human amino acid metabolism: nutritional implications and some lessons. Am J Clin Nutr (1987) 46: 709-725. 3. Lemon P. Is increased dietary protein necessary or beneficial for individuals with a physically active lifestyle? Nutrition Reviews (1996) 5 Besonders interessant ist hier, dass der Proteinbedarf von Säuglingen, der Gruppe die am schnellsten wächst, in etwa mit dem Bedarf von Kraftsportlern übereinstimmt. Man kann deshalb erwarten, daß der Bedarf an unentbehrlichen Aminosäuren bei erwachsenen Bodybuildern höher ist als bei inaktiven Personen (Personen mit überwiegend sitzende Tätigkeit zum Bsp.). Wenn dem so ist, dann kann man davon ausgehen, daß empfohlene Proteinmengen für Erwachsene, welche nur ihr Körpergewebe bewahren wollen, nicht für Bodybuilder gelten. An dieser Stelle muß bemerkt werden, daß Bodybuilder bei weitem nicht so schnell wachsen wie Säuglinge. Außerdem ist das neue Gewebe, welches bei Säuglingen gebildet wird sehr verschiedenen von dem Gewebe welches ein erwachsener Bodybuilder aufbaut. Deshalb ist eine quantitative Extrapolation ungeeignet. Aller Wahrscheinlichkeit nach ist das Aminosäurenprofil, welches einen Bodybuilder braucht um Muskelprotein aufzubauen, nicht mit den Aminosäurenbedürfnissen eines Säuglings zu vergleichen, der unterschiedliches Gewebe aufbaut (Muskeln, Organe, Gehirn usw.). Neuester Forschungsergebnisse schlagen nun vor, die notwendige Aminosäurenmenge, im Vergleich zu den bisherigen Empfehlungen, zu verdreifachen. Damit liegt man auf dem Niveau von ungefähr 2 Jahre alten Kindern. Die nächste Tabelle vergleicht den Aminosäurenbedarf von 2 Jahre alten Kindern mit dem Aminosäurengehalt üblicher Proteine. Tabelle: Alle Werte in mg Aminosäuren/ g Protein Amino acid Children (~ 2 years) Human milk Egg Cow's milk Beef Whey Hydrosylate Soy Isolate Histidine 19 26 22 27 34 16 NR Isoleucine 28 46 54 47 48 54 49 Leucine 66 93 86 95 83 89 82 Valine 35 55 66 64 50 82 48 Lysine 58 66 70 78 89 88 64 Methionine 25 42 57 33 40 32 26 + Cysteine               Tyrosine + 63 72 93 102 80 65 92 Phenylalanine               Threonine 34 43 47 44 46 65 38 Tryptophan 11 17 17 14 12 22 14 Total without 320 434 490 477 445 417 ----- Histidine               NR = not reported Source: National Research Council. Recommended Dietary Allowances, 10th ed. National Academy Press, 1989 ; Values for whey hydrosylate are from Boza, JJ et. al. (12) and may vary slightly depending on how the whey is produced; Values for soy isolate (Supro-620) are from Young VR. (13). Die Tabelle zeigt, daß alle Proteine mehr Aminosäuren enthalten als, für die Aufrechterhaltung von Gewebe, erforderlich wäre. Bemerkt werden muß auch, daß der Unterschied im Aminosäurengehalt zwischen Whey Protein und anderen guten Proteinen bei weitem nicht so hoch ist, wie es die Werbung sagt. Mit Ausnahme von Valin, Lysin und Threonine ist Milchprotein sehr gut mit Whey vergleichbar und wesentlich preiswerter. Interessant ist hier auch, daß der Bedarf an unentbehrlichen Aminosäuren auch von Sojaprotein (isoliert) gedeckt wird. Wenn man obiger Tabelle zugrunde legt, dann gibt es keinen Grund zu glauben das ein Qualitätsprotein irgendeinen Vorteil gegenüber einem anderen Qualitätsprotein hat, da alle Proteine die unentbehrliche Aminosäuren im Überfluß enthalten. Das bringt uns auf die ursprüngliche Frage zurück: "Brauchen Bodybuilder ein anderes Aminosäurenprofil als inaktive Personen?" Oder einfacher formuliert: "Brauchen Bodybuilder mehr Aminosäuren (und Protein) als der Durchschnitt?" Abschließend noch eine Bemerkung zu der Aussage, dass ein Protein besser als ein anderes ist, weil es mehr unentbehrliche Aminosäuren enthält. Da alle Qualitätsproteine die normalerweise von Bodybuildern eingenommen werden ausreichende Mengen an unentbehrlichen Aminosäuren enthalten, ist dieses Argument nicht kaufentscheidend. (dabei wird natürlich angenommen, daß der Trainingsstress das notwendige Aminosäurenprofil nicht beeinflußt). Wie wir später sehen werden, werden nicht gebrauchte Aminosäuren auf irgendeine Art ausgeschieden. D.h., ob nun Whey Protein einen höheren Anteil an unentbehrlichen Aminosäuren hat als Milch spielt keine Rolle, da beide die notwendigen Aminosäuren im Überfluß enthalten. Training und notwendige Aminosäurenmengen Wie schon erwähnt, zeigten Studien an Kraft- und Ausdauerathleten, daß beide Gruppen mehr Protein benötigen, jedoch aufgrund verschiedener Mechanismen. Es ist ausreichend erforscht, dass langanhaltende Ausdauerübungen Aminosäuren oxidieren (verbrennen), besonders wenn Glykogen abgebaut wird. Während des Gewichttrainings spielt Protein keine Rolle bei der Energiegewinnung. Die Proteinmenge die gebraucht wird um der täglichen Gewebe-Synthese zu genügend, ist bei drogenfreien Bodybuildern minimal, ca. 30 mg/kg pro Tag. Für einen 100kg schweren Sportler bedeutet das, dass er zusätzlich 3g Protein pro Tag (über der Menge, die zur Bewahrung des Gewebes gebraucht wird) zu sich nehmen muß, um neues Gewebe aufzubauen. Bei Steroid Anwendern baut sich schneller Muskelmasse auf, sie brauchen ungefähr 180 mg/kg pro Tag. Das heißt ein 100g schwerer Sportler benötigt zusätzlich 18g Protein. Das erklärt aber nicht, warum man in der Realität wesentlich mehr Protein braucht, um ein Stickstoffgleichgewicht zu erreichen. Aller Wahrscheinlichkeit nach wird der Hauptteil des eingenommenen Proteins zum Ausgleich des Gewebeabbaus, welcher während des Trainings eintritt, gebraucht. Ein exakter Betrag des abgebauten Gewebes (oder das Aminosäurenprofil) konnte bis jetzt nicht bestimmt werden. Aus diesem Grund ist das Stickstoffgleichgewicht immer noch der beste Indikator, der anzeigt, dass beim Gewichttrainings mehr Protein benötigt wird. Wir können aber einige Aussagen bezüglich spezifischer Aminosäuren treffen. Es ist bekannt das Glykogen Abbau-Enzyme aktiviert, die wiederum die Oxidation von BCAAs beeinflussen. Deshalb ist es plausibel anzunehmen, daß beim Gewichttrainings, bei dem auch Glykogen abgebaut wird, verstärkt BCAAs verbrannt werden. Bedenkt man nun, daß alle Nahrungsproteine, siehe obiger Tabelle, mehr als genug BCAAs enthalten, ist es mehr als unwahrscheinlich, daß eine extra Dosis BCAAs einen bemerkenswerten Einfluß auf das Muskelwachstum hat. Dem Abbau von BCAAs während des Trainings kann man entgehen, wenn die Muskel-Glykogen-Speicher gefüllt sind und man etwas Glukose während des Trainings einnimmt. Zusätzliche BCAAs (entweder von Whey Protein oder BCAA- Supplements) können während einer Diät von Vorteil sein (z.B. wenn Kohlenhydrate reduziert werden). Das Problem: Verdauung und Stoffwechsel Mit Ausnahme von Fett und Cholesterin, startet der Stoffwechsel der meisten Nährstoffe in der Leber. Mit Ausnahme der BCAAs, welche hauptsächlich in den Muskeln umgesetzt werden, finden sich die Enzyme zum Abbau der Aminosäuren in höchster Konzentration in der Leber. Bis zu 58 Prozent aller eingenommenen Aminosäuren können in der Leber oxidiert werden. Es ist seit langem bekannt, daß essen die Oxidation von Aminosäuren in der Leber stimuliert, besonders wenn Arminosäuren exzessiv konsumiert werden. Wir kommen zur folgenden Aussage: Das Aminosäurenprofil des eingenommenen Proteins bestimmt nur teilweiser das Aminosäurenprofil welches von den Muskeln "gesehen" wird. Wenn sehr viele Aminosäuren konsumiert werden, wird ein Teil in der Leber oxidiert, während diejenigen, welche benötigt werden, ins Blut freigegeben werden. Sie können dann von verschiedenen Geweben umgesetzt werden. Schlußfolgerung: Solange Bodybuilder und andere Athleten ausreichende Mengen an Proteinen und unentbehrlichen Aminosäuren zu sich nehmen gibt es keinen Grund anzunehmen, daß irgend ein Protein einen größeren Einfluß auf das Wachstum hat als ein anderes. Dabei muß man bedenken, daß alle Qualitätsproteine mehr als ausreichend genug unentbehrliche Aminosäuren enthalten und, daß Bodybuilder im allgemeinen übermäßig viel Protein zu sich nehmen. Zusammenfassung Obwohl immer wieder behauptet wird, dass ein bestimmtes Protein einen besseren Massezuwachs bringt, als ein anderes Protein, konnten wir sehen, dass alle Qualitätsproteine mehr als ausreichende Mengen an unentbehrliche Aminosäuren enthalten. Es gibt Hinweise darauf, daß spezifische Aminosäurenmengen, z.B. BCAAs oder Glutamin, u.U. in höher Dosis benötigt werden. Der Betrag, der wirklichen gebraucht wird, konnte bis jetzt nicht bestimmt werden. Im Augenblick gibt es keinen Hinweis darauf, daß ein Qualitätsprotein einen entscheidenden Vorteil bezüglich Muskelmassezuwachs im Vergleich zu einem anderen Protein hat. Besonders wenn man bedenkt, dass Bodybuilder reichlich Protein und auch Kalorien zu sich nehmen. Während einer Diät kann evtl. die Einnahme von BCAAs Vorteile bringen, um Muskelmasseverluste zu minimieren. 7. Modell der Aminosäurenkinetik Einleitung Damit der Leser besser versteht, wie der Mechanismus des Protein- und Aminosäurenstoffwechsels im Körper funktioniert, ist es notwendig ein Modell des Aminosäurenstoffwechsels zu entwickeln. Homeostase Bevor ein Modell der Protein Kinetik entwickelt wird, muss muß man das Konzept der Homeostase verstanden haben. Mit einigen Ausnahmen versucht der Körper eine konstante Proteinspeicherung beizubehalten. Außerdem versucht er immer einen bestimmten konstanten Pool an freien Aminosäuren zu erreichen und auch den Proteinumsatz auf gleichem Niveau zu halten. Der Regulationsmechanismus wird nun kurz besprochen: Um den Zustand der Homeostase beizubehalten, hat der Körper 4 Regulationssysteme, die ihr aufrufen kann: 1) Aminosäuren Transport und Aminosäuren Aufnahme 2) Aminosäuren Oxidation und Katabolismus 3) Proteinsynthese 4) Proteinabbau Wenn jemand mit verschiedenen Streßsituationen konfrontiert wird (proteinreiche oder proteinarme Diäten, oder Fasten) dann kann der Körper die Wirkung obiger System in der Weise ändern, dass versucht wird das Proteinniveau im Körper beizubehalten Punkt 1), Aminosäurentransport und Aminosäurenaufnahme, wurde schon besprochen, wird hier also nicht weiter erörtert. Aminosäuren Oxidation und Katabolismus ( Lyle McDonald beschreibt in seinem Artikel das Prinzip der Oxidation und des Katabolismus' anhand chemischer Reaktion. Darauf will ich hier nicht eingehen. Ich zitiere dagegen seine letzte Aussage bzgl. Oxidation). In verschiedenen Bodybuilding Zeitschriften wurden negative Aussagen bezüglich Aminosäuren Oxidation und Katabolismus veröffentlicht. Was oft nicht verstanden wird ist, dass die Nebenprodukte der Aminosäuren Oxidation eine wichtige Rolle im Stoffwechsel spielen können. Die verstärkte Oxidation von Aminosäuren spielt eine Rolle beim Wachstum und wird von den Protein Forschern auch mit "anabolic drive" bezeichnet. Beispiel: Wenn Leuzin oxidiert wird, wird Ketoisocaprate (KIC) produziert, welches eine positive Rolle bei der Proteinsynthese spielt. Wenn KIC oxidiert wird, wird Beta-Hydroxy-Mehtyl-Butyrate (HMB) produziert, was auch eine Rolle bei der Proteinsynthese spielt.(Was die Anwendung von HMB als Supplement angeht, scheint es den Erwartungen nicht gerecht zu werden). Festzuhalten ist also, dass die Oxidation von Aminosäuren nicht unbedingt negativ zu sehen ist. Der freie Aminosäuren Pool Im Körper gibt es zwei er Möglichkeiten Aminosäuren zu speichern. Die 1. ist die Speicherung im Gewebe, z.B. als Muskel- und Leberprotein. Die 2. Speicherungsart ist der kleine Pool der freien Aminosäuren. Der freie Pool besteht, um den Körper mit Aminosäuren für die Proteinsynthese und Oxidation zu versorgen. Er wird wieder aufgefüllt entweder durch den Proteinabbau oder durch Aminosäuren die eingenommen werden. Die Größe dieser beiden Speicher ist äußerst verschieden. Bei einem durchschnittlichen 70 kg Mann enthält das Körperprotein ungefähr 10kg Aminosäuren. Im Gegensatz dazu enthält der freie Pool ungefähr 100 g Aminosäuren, ohne Taurin. Wenn man Taurin berücksichtigt, dann steigt der freie Pool auf 130 g. Daneben gibt es noch ungefähr 5 g freie Aminosäuren, die im Blut zirkulieren. Festzuhalten ist, dass er freie Pool nur ca. 1% der Aminosäuren beträgt, die im Gewebe gespeichert sind. Dieser freie Aminosäuren Pool spielt eine wichtige Rolle beim Gesamtproteinstoffwechsel. Der freie Pool liefert eine Verbindung zwischen dem Nahrungsprotein und Körperprotein, da sowohl Nahrungsprotein und Körperprotein den freien Pool versorgen. Daneben ist der freie Pool am Proteinumsatz beteiligt . Für Bodybuilder ist wahrscheinlich die Konzentration verschiedener Aminosäuren in diesem Pool von größerem Interesse. Anzumerken ist, dass Glutamin, welches einen Einfluß auf die Muskelprotein-Synthese hat, mit einem Anteil von 60% in dem Pool vertreten ist. Eine Bemerkung zur Wirkung von Glutamin: In zwei ähnlichen Studien entfernten Forscher Muskelgewebe von einer Ratte und tauchten dieses Muskelgewebe in verschiedene Lösungen von Glutamin und Insulin ein. Sie fanden heraus, dass die Proteinsynthese um so schneller abläuft, je höher der Anteil der Glutamin-Konzentration ist. Dieses Ergebnis wird oft als Beweis für den Vorteil einer Glutamin Supplementierung zitiert. Ähnliche Argumente wurden für eine Taurin Supplementierung, wobei Taurin das Zellvolumen vergrößern soll, angeführt. Unglücklicherweise (für Supplementlieferanten und Bodybuilder) kann man die orale Einnahme eines Nährstoffes nicht mit der direkten Zellimpfung vergleichen. Darauf wurde schon in einem vormaligen Kapitel eingegangen; das Aminosäurenprofil das eingenommen wird, hat nur einen geringen Einfluß auf die Aminosäuren, welche ins Blut freigegeben werden. Für den freien Pool gilt ebenfalls, dass hier der Typ und/oder die Menge des Proteins nur einen geringen Einfluß hat. Ein gutes Beispiel: Testkandidaten wurden riesige Mengen Protein, 3 g/kg, gegeben, was ungefähr der doppelten normalen Aminosäurenmenge entspricht. Die Aminosäurenkonzentration im Blut stieg jedoch nur um 30 % über normale Werte. Es zeigt sich, wie eingeschränkt die Regulation des freien Pools ist, und wie ineffizient die einfache Addition von der einen oder der anderen Aminosäure zu einem Supplement ist. Hier ist noch anzumerken, dass die Konzentration von Aminosäuren im Blut nicht mit der er in den Muskeln übereinstimmt. Das heißt, eine Änderung des Aminosäurenniveaus im Blut hat wahrscheinlich keinen Einfluß auf die intramuskuläre Aminosäurenkonzentration. Einem Bodybuilder zu empfehlen, Glutamin oder Taurin unter seinen Proteindrink zu mixen, um die intramuskulären Aminosäuren zu beeinflussen, ist lächerlich.. Protein Umsatz: Die Verknüpfung von Proteinsynthese und Proteinabbau Obgleich der Proteinumsatz schon in einem vormaligen Kapitel besprochen wurde, ist dieses Thema, was den Aminosäurenstoffwechsel angeht so wichtig, dass es hier näher behandelt werden soll. Der Körper ist kein statisches System und Proteingewebe unterliegt einem sich wiederholendem Prozess von Abbau und Resynthese. Dieses sich wiederholende abbauen und aufbauen von Proteinen wird als Proteinumsatz bezeichnet Der Abbau von Gewebe versorgt den freien Pool mit Aminosäuren. Bei einer Synthese werden Aminosäuren aus diesem freien Pool benutzt. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Zunahme der Proteinsynthese (wie sie in der Wachstumsphase auftritt) häufig durch eine Zunahme des Proteinabbaus begleitet wird. Die Ursache für diesen verschwenderischen Prozess ist unbekannt. Unterschiedliche Gewebe haben vorgegebene verschiedene Umsatzgeschwindigkeiten. Beispiel: Leberprotein kann innerhalb einiger Stunden abgebaut und resynthetisiert werden. Muskelprotein braucht dagegen Tage. Gewebe wie Bänder und Sehnen brauchen Monate bis zu einem Jahr zur Resynthese. Das hat natürlich ganz wichtiger Auswirkungen hinsichtlich proteinreicher und proteinarmer Ernährung. Dazu später mehr. Es wird geschätzt, dass eine Durchschnittsperson unter normalen Umständen ca. 300g Protein am Tage abbaut und resynthetisiert. Größere oder kleinere Personen werden entsprechend mehr oder weniger Protein am Tage umsetzen . Auf den 1. Blick scheint der Proteinumsatz ein ziemlich verschwenderischer Prozess zu sein, besonders da das Endergebnis mehr oder weniger nur darin besteht. Körpergewebe zu bewahren (ein Großteil des abgebauten Proteins wird wieder zur Resynthese benutzt). Es ist jedoch so, dass der Proteinumsatz eine wichtige Rolle spielt, wenn Streßsituationen vorliegen. Dann können Aminosäuren dorthin geschickt werden, wo sie gebraucht werden. Der Proteinumsatz wird durch eine Anzahl von Faktoren beeinflußt. Das schließt Hormone (Testosteron, Thyroid, Insulin, Cortisol, GH, Glukagon), Kalorienaufnahme und die Verfügbarkeit von Aminosäuren ein. Beispiel: Testosteron und Thyroid und können längerfristig durch Diäten geändert werden. So gibt es einen Zusammenhang zwischen dem Testosteronniveau und hohem Fettkonsum, das Thyroidniveau wird durch Proteine und Kohlenhydrate beeinflußt. Es scheint jedoch so, dass von Mahlzeit zu Mahlzeit die Verfügbarkeit von Aminosäuren und die Konzentration von Insulin die Hauptrollen spielen, wenn es um die Proteinsynthese und Proteinabbau geht. Aminosäuren und Insulin Wie eben erwähnt, wird der Proteinumsatz im wesentlichen von Insulin und Aminosäuren beeinflußt. Sie beeinflussen den Umsatz durch verschiedene Mechanismen. Ganz im Gegensatz zur gängigen Meinung und was auch in vielen Büchern geschrieben ist, hat Insulin die Hauptfunktion den Proteinabbau zu mindern und spielt nur eine Nebenrolle bei der Proteinsynthese. Tatsache ist, dass eine Steigerung von Insulin ohne gleichzeitige Vermehrung der Aminosäuren, eine verminderte Proteinsynthese zur Folge hat, abhängig von der unzureichenden Anzahl verfügbarer Aminosäuren. Im Gegensatz dazu scheint die Hauptrolle der Aminosäuren darin zu liegen die Proteinsynthese zu steigern, sie haben wenig oder keinen Einfluß auf den Proteinabbau. Studien, welche denen Einfluß von Glutaminkonzentrationen auf die Proteinsynthese untersucht haben, fanden heraus, dass eine verbesserte Proteinsynthese vorliegt, wenn Glutamin und Insulin vorhanden sind Vergleichbare Beobachtungen wurden für andere Aminosäuren gemacht. Eine neue Studie fand heraus, dass die Versorgung mit unentbehrlichen Aminosäuren und Glukose (um Insulin zu erhöhen) einen positiven Einfluß auf die Proteinsynthese hat. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die Kombination von Aminosäuren und Insulin positive Wirkungen hinsichtlich Proteinzuwächsen zeigt. Kommen wir zur praktischen Aussage: Wir wollen eine verbesserte Proteinsynthese, das ist das Ziel. Um das Ziel zu erreichen, brauchen wir eine konstante Versorgung mit Aminosäuren und müssen gleichzeitig darauf achten, dass ein bestimmtes Insulinniveau bewahrt wird. Das kann am einfachsten sichergestellt werden, und wenn bei jeder Mahlzeit Protein und einiger Kohlenhydrate konsumiert werden. Bemerkenswert hier ist, dass nicht viele Kohlenhydrate gebraucht werden um das Insulin auf ein optimales Niveau zu heben. Eine Studie fand heraus, dass 30g Kohlenhydrate zusammen mit 13,5g Protein ausreichend sind, die Muskel-Protein-Synthese zu verbessern. Noch interessanter bei dieser Studie ist, dass nur unentbehrliche Aminosäuren konsumiert wurden, da man annahm, dass entbehrliche Aminosäuren für die Proteinsynthese keine dominierende Rolle spielen. Branch-Chain-Amino-Acids (BCAAs) BCAAs sind einzigartig unter den Aminosäuren, da sie nur für die Synthese von Gewebeprotein aber nicht für die Synthese andere biologisch aktiver Moleküle (z.B. Hormone) verwendet werden. Tatsache ist, dass Aminosäurengemische mit einem Mangel an BCAAs ineffizient hinsichtlich Stimulierung der Proteinsynthese sind. Da die BCAAs eine wichtige Rolle bei der Proteinsynthese spielen, wird öfters vorgeschlagenen BCAAs Supplements einzunehmen. Da der Anteil der BCAAs ungefähr 50 Prozent unter den unentbehrlichen Aminosäuren ausmacht, ist ein Mangel an BCAAs unwahrscheinlich, wenn man ein entsprechender QualitätsProteinkonsumiert. Bedenkt man den im allgemeinen hohen Proteinkonsum der Bodybuilder, so ist es sehr unwahrscheinlich da die Versorgung mit einigen Gramm BCAAs einen großen Einfluß auf das Muskelwachstum hat. Cortisol: Freund oder Feind? Im allgemeinen wird Cortisol als der Feind des Muskelwachstums betrachtet. Einer der Haupteffekte von Cortisol ist die Hemmungen der Proteinsynthese, so dass der Proteinabbau überwiegt. Zusätzlich Hemd Cortisol die Aufnahme von Aminosäuren. Es ist jedoch so, dass Cortisol noch andere kritische Rollen im Körper spielt, besonders wenn es um die Behandlung von Entzündungen geht. Personen die Anti-Cortisol Drogen nehmen, berichten häufig über Gelenkschmerzen. Wie erwähnt, ist der Abbau von Gewebeprotein als Teil des Proteinumsatzes wesentlich für Gesamt-Körper-Funktionen, da durch den Abbau Aminosäuren bereitgestellt werden, die in Stresszeiten verwendet werden können. Das Cortisolniveau wird durch Blut-Glukose und das Insulinniveau gesteuert. Wenn Insulin und Blut-Glukose hoch sind, ist Cortisol niedrig und umgekehrt. Studien haben gezeigt, dass Cortisol seine negativen Effekte nicht vor 4h zeigt. Sollte Cortisol auftreten, so klingt dieser Effekt nach einer Stunde nach einer Mahlzeit ab. Höchstwahrscheinlich wegen des erhöhten Insulinspiegels. Das heißt, die im Bodybuilding üblicher Praxis aller paar Stunden etwas zu essen, ist genau die richtige Strategie, um Cortisol Effekte zu minimieren. Eine kleine Mahlzeit zur Bettzeit mit Protein, Kohlenhydraten, Fett und Ballaststoffen sollte zumindest für einen Teil der Nacht einen bestimmten Glukose-/Insulin-Pegel sicherstellen. Der Einfluß des Gewichttrainings Ohne Zweifel beeinflußt Widerstandstraining den Proteinumsatz und den Zuwachs an Muskelproteinen. Es hat sich gezeigt das Gewichttraining den Abbau und die Synthese beeinflußt. Beides, Proteinsynthese und Proteinabbau, wird im trainierten Muskel gesteigert. Es ist so, dass die Synthese den Abbau übertrifft, so dass insgesamt ein Muskelmassegewinn erreicht wird. (Vorausgesetzt es liegt kein Übertraining vor). Nach dem Training findet ein gesteigerter Aminosäurentransport in die Muskeln statt, und es hat sich gezeigt, dass die Versorgung mit Glukose und Aminosäuren nach dem Training die Proteine Synthese verbessert und den Proteinabbau hemmt. Es wurde herausgefunden, dass die Proteinsynthese ungefähr 36h nach einem Training anhält. Daraus läßt sich ableiten, dass die Muskeln mit Nahrungsproteinen und Aminosäuren sofort nach dem Training und die nächsten 36h versorgt werden sollten, um eine maximale Proteinsynthese und min. Proteinabbau zu erreichen. 8. Adaption an einen hohen und niedrigen Protein Konsum Einleitung Nachdem wir ein Modell der Aminosäuren Kinetik im Körper entwickelt haben, können wir nun die Adaption an proteinreiche oder proteinarme Mahlzeiten untersuchen. Was ist zyklische Proteinzufuhr (protein cycling)? Ein neuer Trend in der Bodybuilding Ernährung ist die zyklische Zufuhr von Makronährstoffen, als ein Versuch bestimmte physiologische Prozesse in Gang zu setzen. Beispiel: Viele kennen die zyklische ketogene Diät (ZKD), welche Zeiträume kohlenhydratarmer Mahlzeiten mit Zeiträumen kohlenhydratreicher Mahlzeiten kombiniert. Auf der gleichen Linie liegend haben verschiedene Autoren vorgeschlagenen auch die Zufuhr von Proteinen zeitlich zu staffeln. Die allgemeine Voraussetzung dafür ist, dass permanenter Konsum proteinreicher Nahrung dazu führt, dass permanent die Proteinoxidation und auch der Proteinabbau auf einem hohen Niveau ablaufen, was als negativ angesehen wird. Wenn die Proteinzufuhr für einen bestimmten Zeitraum reduziert wird (irgendwo zwischen 3 Tagen und einem Monat), erwarten diese Autoren, dass Oxidation und Abbau von Aminosäuren verringert wird, so dass Muskeln wesentlich schneller wachsen können, wenn wieder mehr Proteinkonsumiert wird. Diese Aussagen werden nun nachfolgend näher untersucht. Adaptions Mechanismus bei unterschiedlichen Proteinmengen Der Körper hat verschiedene Mechanismen mit denen er versucht die Proteinspeicher zu bewahren. Der Hauptmechanismus ist die Änderung der Oxidationsgeschwindigkeit von Aminosäuren. Wenn die Zufuhr von Aminosäuren unter der notwendigen Menge für maximales Wachstum liegt, bleibt die Oxidation der Aminosäuren niedrig. Wenn die Zufuhr der Aminosäuren das notwendige Maß übersteigt, erhöht sich die Oxidation der Aminosäuren. Diese adaptive Reaktion wurde in verschiedenen Studien untersucht. In einer Studie, die auch Gewichttraining beinhaltete, wurde den Kandidaten 1,3 g/kg oder 2 g/kg Protein pro Tag gegeben. Das war die proteinreiche Gruppe. Die Aminosäuren Oxidation steigerte sich um 150 Prozent über das normale Niveau. Während bei der proteinarme Gruppe keine Veränderung der Proteinsynthese und des Proteinabbaus eintrat, steigerte sich bei der proteinreichen Gruppe die Synthese um 105 % und der Abbau um 107 %. Bemerkenswert ist, dass trotz der Zunahme der Aminosäuren Oxidation, ein meßbarer Zuwachs an fettfreier Körpermasse erreicht wurde. Ungefähr 1,5 kg über vier Wochen. Das bestätigt noch einmal die Aussage, dass Aminosäuren Oxidation nicht negativ zu bewerten ist. Der 2. Mechanismus mit dem der Körper versucht die Proteinspeicher zu bewahren ist durch Änderungen der Proteinsynthese und des Proteinabbaus. Wenn der Proteinkonsum gesteigert wird, findet eine allgemeine Steigerung der Protein Synthese aber auch des Proteinabbaus statt. Wenn der Proteinkonsum reduziert wird, verringert sich die Synthese und der Abbau, so dass der Körper in einen Gleichgewichtszustand kommen kann. Letzten Endes spiegelt das eine Reduzierung des Gesamt-Protein-Umsatzes wieder. Bei einer niedrigen Oxidation und Abbau Geschwindigkeit, werden Aminosäurenmengen im Körper effizienter wiederverwertet. (: Soweit so gut. Was der Bodybuilder will ist: Massezuwachs. Im Augenblick ist nicht zu erkennen, wo die Vorteile einer zyklischen Proteinzufuhr liegen). Adaptions Zeitspannen In einer ausführlichen Studie wurden Personen entweder mit einer proteinarmen (96 g/Tag) oder proteinreichen (260 g/Tag) Ernährung versorgt. Dies über einen Zeitraum von 50 Tagen. In dieser Zeit wechselten die Gruppen entweder von der proteinreichen zur proteinarmen Ernährung oder umgekehrt. Da nur das Stickstoffgleichgewicht gemessen wurde sind diese Ergebnisse sehr interessant und für die Idee der zyklischen Proteinzufuhr verwendbar. Nachdem die proteinarme Gruppe zur proteinreichen Ernährung gewechselt hatte, stellte sich bei dieser Gruppe ein positives Stickstoffgleichgewicht ein, welches 9 bis 12 Tage andauerte. Nach dieser Zeit hatte sich der Körper an die großen Proteinmengen gewöhnt. Bei der Gruppe die von der proteinreichen Ernährung zur proteinarmen Ernährung wechselte, stellte sich eine große negative Stickstoffbalance ein, welche ungefähr 9 bis 12 Tage andauerte, bevor sich der Körper an die neuen Protein Mengen gewöhnt hatte. Woher kommt das Protein und wohin geht es? Betrachtet man die zyklische Proteinzufuhr, so ergeben sich folgende Fragen: Wo wird Protein verloren (während der proteinarmen Ernährung)? Wo wird Protein aufgebaut (während der proteinreichen Ernährung)? Vormals wurde schon einmal erwähnt, dass verschiedene Gewebe unterschiedliche Proteinumsatzgeschwindigkeiten haben. Leberprotein kann innerhalb mehrerer Stunden abgebaut und vollkommen wiederhergestellt werden. Muskelprotein braucht dazu einige Tage. Bänder und Sehnen brauchen Monate bis zu einem Jahr für einen Abbau und Aufbau. Das ist auch die Reihenfolge in der Protein in den proteinarmen bzw. proteinreichen Phasen ab- und aufgebaut wird. Das größte Problem bei den Studien über die zyklische Proteinzufuhr ist, dass, wenn die Proteinspeicher des Körpers wieder voll sind, wieder ein konstantes Oxidations-, Synthese- und Abbau-Niveau erreicht wird. Der Körper füllt zuerst diejenigen Proteinspeicher auf, die zuerst geleert wurden (Leber und andere organische Proteine). Danach kommt das Muskelprotein. Aller Wahrscheinlichkeit nach wird das Gesamtergebnis einer zyklischen Proteinzufuhr keiner Änderung der Proteinspeicher mit sich bringen. Außer diesem Grunde sollte man den Proteinkonsum auf einem geeigneten Niveau halten (2 g/kg), um einen stetigen Massezuwachs zu erreichen.