Aminosäuren: die Bausteine der Proteine
Aminosäuren (
engl. amino acids) benötigt unser Körper für jeden Stoffwechselvorgang. So sind Aminosäuren für den Transport und das Speichern von
Nährstoffen verantwortlich. Zudem fungieren sie als Bausteine von
Proteinen (Eiweißen) und als Vorstufe von
Enzymen und Neurotransmittern. Auch Antikörper bestehen aus Aminosäuren.
Was genau ist eine Aminosäure?
Aminosäuren - genauer:
proteinogene Aminosäuren - sind die Grunbausteine der Proteine. Und mit Proteinen wiederum baut unser Körper Muskeln,
Knochen,
Knorpel, Haut und Haare, aber auch
Blutkörperchen, Vitamine, Enzyme und Neurotransmitter. Damit diese Aufbauprozesse ablaufen können, ist allerdings u.a. ein ausgewogenes Aminosäurengleichgewicht Voraussetzung.
Neben den proteinogenen gibt es noch die
nicht-proteinogenen Aminosäuren. Nicht-proteinogene Aminosäuren können im Körper zwar keine Eiweißstrukturen aufbauen, übernehmen aber andere wichtige Funktionen in den verschiedensten Prozessen unseres Körpers. Es gibt mehr als 250 nicht-proteinogene Aminosäuren.
Ferner lassen sich Aminosäuren in
essentiell, semi-essentiell und nicht-essentiel einteilen.
Aminosäuren: Welche sind essentiell, semi-essentiell oder nicht-essentiell?
Aminosäuren lassen sich danach einteilen, ob unser Körper sie selbst herstellen kann oder nicht: Essentielle Aminosäuren müssen unserem Organismus über die Nahrung zugeführt werden, denn wir können sie nicht selbst im Körper synthetisieren. Häufig findet man sie auch unter dem Begriff der unentbehrlichen Aminosäuren. Daneben gibt es noch die nicht-essentiellen Aminosäuren, die unser Körper aus den essentiellen Aminosäuren herstellen kann.
Semi-essentielle Aminosäuren kann der Körper nur in Ausnahmefällen z.B. unter hohen körperlichen
Belastungen nicht in ausreichender Menge selbst herstellen.
Heute sind
22 Aminosäuren bekannt, aus denen sich die
Proteine zusammensetzen. Sie gehören zu den sogenannten Alpha-Aminosäuren. Die wichtigsten Vertreter findest Du in der Tabelle:
Das sind die bekanntesten essentiellen Aminosäuren
Unter Sportlern sind essentielle Aminosäuren als Nahrunsgergänzungsmittel (NEM) sehr beliebt, denn durch regelmäßiges und intensives Training laufen die Stoffwechselvorgänge auf Hochtouren und der Bedarf an Aminosäuren steigt an.
Was sind die BCAA?BCAA steht für
branched-chain amino acids, übersetzt: verzweigtkettige Aminosäuren. Die BCAA sind die drei essentiellen Aminosäuren Leucin, Isoleucin und Valin. Die BCAA gehören zu den Proteinbausteinen und machen rund ein Drittel des Proteins in unserem Muskelgewebe aus.
Was ist Methionin?Methionin ist als Aminosäure essentiell und muss daher ausreichend über die Nahrung zugeführt werden. Die schwefelhaltige Aminosäure ist am Aufbau wichtiger Proteine (proteinogene Aminosäure) beteiligt und wird gern unterstützend während Diätphasen eingesetzt.
Was ist Tryptophan?Aus der proteinogenen Aminosäure Tryptophan und Vitamin B6 stellt unser Körper das Glückshormon Serotonin her. Eine Unterversorgung mit Tryptophan kann also zu einem niedrigen Serotoninspiegel führen, was sich langfristig auf die Stimmung und den Schlaf auswirkt. Aus der Aminosäure kann unser Organismus zudem Niacin (Vitamin B3) herstellen.
Das sind die bekanntesten semi-essentiellen Aminosäuren
Was ist Arginin?
Arginin, beziehungsweise L-Arginin, ist eine semi-essentielle Aminosäure, die an zahlreichen Stoffwechselvorgängen beteiligt ist. Die Aminosäure Arginin kommt im Harnstoffzyklus vor, der ein wichtiger Bestandteil des Proteinstoffwechsels ist. Dort finden zu jeder Sekunde Abbau- und Aufbauprozesse statt. Außerdem gilt Arginin als Vorläufersubstanz für die Kreatin- und Stickstoffmonoxid-Bildung. Arginin ist bei Sportlern, die ihren Pump verbessern möchten, sehr beliebt.
Was ist Cystein?
Cystein ist eine schwefelhaltige proteinogene Aminosäure, die in der Leber aus Methionin und Serin bilden kann. Damit unser Körper Cystein bilden kann, muss auch ausreichend Vitamin B6 vorhanden sein.
Was ist Tyrosin?
Tyrosin kann zum Teil aus der Aminosäure Phenylalanin synthetisiert werden und wird somit als nicht-essentiell beziehungsweise semi-essentiell bezeichnet. Tyrosin wird für den Aufbau von Hormonen und Neurotransmittern benötigt. Dazu gehört Adrenalin. Als Stresshormon wird Adrenalin vor allem bei sportlichen Belastungen ausgeschüttet.
BCAA - die Muskelaminosäuren und Nr.1 unter Sportlern
Unter Sportlern sind besonders die sogenannten
BCAA sehr beliebt.
BCAA ist die Abkürzung für die englische Bezeichnung
branched-chain amino acids. Damit sind die essentiellen verzweigtkettigen Aminosäuren
Leucin,
Isoleucin und Valin gemeint. Die BCAA nehmen aufgrund ihrer Struktur eine Sonderstellung ein, denn anders als zum Beispiel die Aminosäure Arginin, werden die BCAA nicht über die Leber verstoffwechselt, sondern gelangen direkt zu den Muskeln.
Die
BCAA werden auch als Muskelaminosäuren bezeichnet, da sie
rund ein Drittel der Muskelproteine ausmachen. Bei einem Mangel an Energie können die BCAA u.a. in die Aminosäure Alanin umgewandelt werden. Auch die Aminosäuren G-säure und Beta Alanin können in den
Energiestoffwechsel einfließen und zu
Glukose oder Ketone umgewandelt werden. Diese Entdeckung machte einst ein Ehepaar namens Cori, nach dem auch der Stoffwechselkreislauf benannt wurde: der Cori-Zyklus.
Der Glucose-Alanin-Zyklus ist ein erweiterter Prozess des Cori-Zyklus. Bei diesem Stoffwechselprozess werden bei Energienot Aminosäuren aus den Muskeln abgebaut, damit genügend
Energie erzeugt werden kann, um lebensnotwendige Körperfunktionen zu erhalten. Dazu zählt die Zuckerversorgung des Gehirns, der Blutkörperchen und der Nieren. Zudem muss der
Blutzuckerspiegel immer konstant gehalten werden. Daher sind die BCAA nicht nur essenziell, sondern indirekt in Notsituationen auch an der Energieversorgung von Organen beteiligt.
BCAA: optimales Verhältnis 2:1:1
Das optimale Verhältnis der Aminosäuren Leucin, Isoleucin und Valin liegt bei 2:1:1. In dieser speziellen Zusammensetzung werden die BCAA von unserem Körper optimal verwertet. Ein Produkt, das 4000 mg BCAA enthält, sollte also im Idealfall 2000 mg Leucin und je 1000 mg Isoleucin und Valin enthalten. Einige Hersteller setzen auf weitaus höhere Dosierungen von Leucin. Das erscheint allerdings übertrieben. Denn: Auch die Aminosäuren Isoleucin und Valin sind für unseren Körper essentiell, werden also ebenso gebraucht wie Leucin und das Verhältnis 2:1:1 entspricht unserem Bedarf.
Die BCAA gehören zu den proteinogenen Aminosäuren, die in Körperproteine umgebaut werden.
Milcheiweiß und
Whey Protein zum Beispiel zählen zu den besten Lieferanten von BCAA. Diese Proteine haben eine hohe biologische Wertigkeit und zum
Muskelaufbau und -erhalt bei.
Die BCAA sind besonders für Sportler optimal und daher in Athletenkreisen schon lange äußerts beliebt. Denn Sportler, insbesondere Kraftsportler und Bodybuilder, aber auch Ausdauersportler mit einem hohen Trainingsumfang, haben einen erhöhten Umsatz an Proteinen und benötigen vermehrt Aminosäuren für die Stoffwechselprozesse. Neben den BCAA und anderen Aminosäuren sollten Vitamine wie
Vitamin B6 und
Pantothensäure (Vitamin B5) nicht fehlen, denn diese sind am normalen Proteinstoffwechsel und an der normalen Synthese der Steroide, von
Vitamin D und verschiedener Botenstoffe beteiligt.
Aminosäuren und Muskelaufbau
Protein ist am
Muskelaufbau und dem Erhalt von Muskelmasse beteiligt (vgl. Health-Claims-Verordnung, 2012). Baustoff der
Proteine sind die proteinogenen Aminosäuren. Und die stecken auch in Nahrungsproteinen. Darum ist die Ernährung vieler Sportler sehr proteinreich und wird gerne mit Aminosäuren-Pulvern oder speziellen Kapseln ergänzt, denn nur wenn den Muskeln ausreichend Baustoffe zur Verfügung stehen, können sie wachsen.
Der Bedarf an
Aminosäuren bemisst sich nach körperlicher und geistiger Belastung. Bei leistungsorientiertem Training ist der Proteinumsatz in der Regel höher. Das ist unter anderem auf die verstärkte Muskelarbeit zurückzuführen. Sportler haben demzufolge einen erhöhten Bedarf an Protein, respektive Aminosäuren.
Dieser Mehrbedarf an Proteinen muss gedeckt werden, damit eine negative
Stickstoffbilanz verhindert wird. Eine negative Stickstoffbilanz hat zur Folge, dass der Körper mehr Protein ab- als aufbaut. Protein liefert Stickstoff, der für die Proteinneubildung gebraucht wird. Deshalb ist der Körper auf eine entsprechende Zufuhr an Proteinen beziehungsweise proteinogenen Aminosäuren angewiesen.
Der Zusammenhang von Proteinen, Aminosäuren und Muskelaufbau lässt sich auf eine einfache Formel herunterbrechen:
Aminosäuren = Proteinbausteine = Muskelaufbau und -erhalt
Beachte aber: Muskeln bauen sich nicht alleine durch die Zufuhr von Protein beziehungsweise proteinogener Aminosäuren auf. Das
Training ist und bleibt unerlässlich. Die Kombination von regelmäßigem Krafttraining mit einer ausreichenden Versorgung mit Protein und essentiellen Aminosäuren ist optimal, um den Muskelaufbau voranzutreiben.
Was passiert mit aufgenommenem Protein in meinem Körper?
Um zu verstehen, wie der Muskelaufbau überhaupt funktioniert, sollten wir uns die Reise der Aminosäuren in unserem Körper einmal genauer anschauen. Nehmen wir hierzu einen Proteinriegel als Beispiel: Proteinriegel haben einen erhöhten Eiweißanteil. Und dieses Eiweiß besteht aus sehr
langen Ketten einzelner Aminosäuren. Deutlich über 100 Aminosäuren sind hier in einer Kette aufgereiht. Je nach Protein sogar weit über tausend Aminosäuren.
Bei der Verdauung werden diese langen Ketten dann mit Hilfe von Enzymen immer weiter zerkleinert. Enzyme sind selbst auch Proteine. Sie fungieren wie kleine Scheren in unserem Magen-Darm-Trakt. So bleiben vom Protein letztlich nur noch einzelne Aminosäuren oder maximal kleine Ketten aus zwei oder drei Aminosäuren übrig. Diese Ketten nennt man dann Peptide. Einzelne Aminosäuren und kurze Peptide können dann im Dünndarm aufgenommen werden, werden dann zur Leber transportiert und dort verstoffwechselt. Es gibt hier nur eine Ausnahme: die BCAA. Bei den BCAA handelt es sich um die verzweigtkettigen essentiellen Aminosäuren Leucin, Isoleucin und Valin. Diese drei Aminosäuren werden direkt zu den Muskeln transportiert.
Aminosäuren in der Ernährung
Die acht essentiellen Aminosäuren musst Du zwingend mit der Nahrung aufnehmen, da Dein Körper sie nicht selbst herstellen kann. Aminosäuren stecken in
proteinreichen Lebensmitteln. Ergänzend sind vor allem für Sportler und Menschen, die ihren Körper im Arbeitsalltag sehr stark belasten oder jene, die Diät halten, sinnvoll.
Natürliche Quellen für Aminosäuren wie
Fleisch oder Milchprodukte, die für die Muskeln wichtig sind, haben häufig jedoch einen hohen Fettanteil. Im Gegensatz dazu werden Nahrungsergänzungsmittel oftmals mit wenig Fett hergestellt. So kannst Du Deinem Körper hochwertige Aminosäuren zugführen, während Du gleichzeitig eine fettarme Ernährung forcierst. Sportler können damit ihren Proteinmehrbedarf decken und sind optimal versorgt.
Aminosäuren in Lebensmitteln
Aminosäuren finden sich vor allem in tierischen Lebensmitteln, aber auch einige pflanzliche Vertreter sind darunter:
- Fleisch- und Fleischprodukte
- Fisch
- Ei
- Milch- und Milchprodukte (z.B. Quark, Joghurt, Käse)
- Hülsenfrüchte (z.B. Linsen, Erbsen, Bohnen und Soja)
- Nüsse und Walnüsse
Ausschlaggebend dafür, wie gut die Proteine eines Lebensmittels in körpereigenes Protein umgewandelt werden kann, ist sein
Aminosäurenprofil und seine biologische Wertigkeit. Da tierische Proteinquellen meist eine ähnliche Struktur wie die des Menschen haben, kann aus ihnen mehr Körperprotein aufgebaut werden als aus Proteinen in Lebensmitteln pflanzlichen Ursprungs.
Vegane Proteine sind oft nicht vollständig, das heißt, in einer essentiellen Aminosäure oder auch mehreren limitiert. Aminosäuren als Nahrungsergänzungsmittel, etwa in Kapseln oder als Pulver, sind dann als Ergänzung ideal. Zudem enthalten viele Amino-Präparate zusätzlich mit Vitamine und Mineralstoffe. Eine beliebte Zutat ist zum Beispiel Vitamin B6, das u.a. zu einem normalen Proteinstoffwechsel beiträgt, die Immunfunktion unterstützt und für die Cystein-Synthese benötigt wird.
Biologische Wertigkeit
Die sogenannte biologische Wertigkeit von einem Protein gibt an, wie viel g Körperprotein aus 100 g Protein aus Lebensmitteln aufgebaut werden kann. Richtmaß für die biologische Wertigkeit ist das Hühnerei mit 100. Noch höher liegt allerdings Whey Protein.Das Aminosäurenprofil ist ein Indikator für die biologische Wertigkeit. Je höher der Anteil essentieller Aminosäuren in einem Protein ausfällt, desto höher ist die biologische Wertigkeit und desto wertvoller ist das Protein für unseren Körper. Um Deinen Muskelaufbau optimal zu unterstützen, solltest Du also auf hochwertige Proteinquellen achten.
Aminosäuren als Nahrungsergänzungsmittel
Proteine haben einen hohen Gehalt an Aminosäuren. Nimmst Du regelmäßig zum Beispiel Whey Protein, dann versorgst Du Deinen Körper auch mit Aminosäuren. Reine Aminosäuren sind meist als
Kapseln, Pulver oder Liquid zu haben. Die Zusammensetzung ist sehr unterschiedlich: Manche Produkte liefern nur eine Aminosäure in hochdosierter Form, zum Beispiel Arginin, Tryptophan oder die verzweigtkettigen BCAA. Andere kombinieren zum Beispiel sämtliche essentielle Aminosäuren. Beliebt ist auch die Kombination der Aminosäure Beta Alanin mit Citrullin, beide gehören zu den nicht-proteinogenen Aminosäuren. Einige Amino Produkte sind dabei auch für Vegetarier und Veganer geeignet.
In Supplementen sind die Aminosäuren praktisch schon vorverdaut. All die Arbeit, die unser Verdauungssystem mit der Aufspaltung von Proteinen zu Aminosäuren hat, ist schon erledigt. Der Körper kann sie also direkt aufnehmen und verwerten. Ein weiterer Vorteil: Du kannst gezielt genau die Aminosäuren in konzentrierter Form zuführen, die Dein Körper braucht.
Helfen Aminosäuren beim Abnehmen?
Als Proteinbausteine spielen Aminosäuren nicht nur für die Muskeln und den Muskelaufbau eine Rolle, sondern auch während der
Diät beziehungsweise beim Abnehmen. Im
Fettstoffwechsel sind unterschiedliche
Hormone aktiv. Bestimmte Aminosäuren sind an der Produktion solcher Hormone beteiligt und somit auch für das Abnehmen von Bedeutung.
Aminosäuren wie
Arginin, G-säure, aber auch
Ornithin,
Tyrosin und
Tryptophan sind an der Bildung von Hormonen und
Neurotransmittern beteiligt, die wiederum für den Energiestoffwechsel wichtig sind.
Nicht nur Hormone, auch andere Eiweißverbindungen können aus Aminosäuren aufgebaut werden. Aus Methionin und Lysin wird etwa
L-Carnitin synthetisiert.
Carnitin ist ein vitaminähnlicher Stoff. Als Transportsubstanz ist Carnitin am Fettstoffwechsel beteiligt. Der Großteil von Carnitin wird in den Muskeln eingelagert und auch dort verbraucht. Als Nahrungsergänzungsmittel wird Carnitin vor allem begleitend zum intensiven Fatburner-Trainingseinheiten und während der Diät eingesetzt.
Fazit: Ohne essentielle Aminosäuren kein Muskelaufbau
Für einen bestmöglichen Muskelaufbau benötigst Du neben ausreichend Energie auch genügend Protein über die Nahrung. Und entscheidend beim Protein ist in erster Linie der Gehalt essentieller Aminosäuren, denn dieser ist ausschlaggebend dafür, wie gut unser Körper das aufgenommene Protein verwerten kann. Gerade rund um die Trainingseinheiten kann eine Ergänzung mit Proteinen beziehungsweise essentiellen Aminosäuren daher sinnvoll sein.
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