Wenn es um Ernährung und Gesundheit geht, stehen oft Kohlenhydrate und Fette im Mittelpunkt. Dabei sind es vor allem die Aminosäuren, die für zahlreiche lebenswichtige Funktionen im Körper verantwortlich sind – denn Aminosäuren sind die Grundbausteine aller Proteine, und stellen somit einen der wichtigsten Baustoffe für die Herstellung von funktionstüchtigen Körperzellen, Enzymen und Botenstoffen im menschlichen Organismus dar.
Der Begriff „Protein“ stammt vom altgriechischen Wort protos und bedeutet so viel wie „das Erste“ oder „das Wichtigste“. Tatsächlich bestehen große Teile unseres Körpers – abgesehen vom Wassergehalt – aus Proteinen, die umgangssprachlich auch als Eiweiß-Verbindung bezeichnet werden. Viel wichtiger ist in diesem Kontext jedoch, dass alle Proteine im Wesentlichen aus einer einer Vielzahl von Aminosäuren bestehen, die über so genannte Peptidbindungen zu einer langen Kette verknüpft sind.
Durch das Aneinanderhängen verschiedenartiger Aminosäuren lässt sich also eine enorme Vielfalt an Proteinen konstruieren. Der menschliche Körper greift hierfür auf 21 verschiedene Aminosäuren zurück. Der genetische Code in unserer DNA gibt dabei exakt vor, in welcher Reihenfolge die jeweils benötigten Aminosäuren aneinandergehängt werden müssen, damit das auf diese Weise gebildete Protein später genau diejenigen Aufgaben im menschlichen Körper erfüllen kann, für die es produziert wurde. Dieser Prozess wird als Proteinbiosynthese bezeichnet und ermöglicht es uns, Proteine mit unterschiedlichsten Eigenschaften herzustellen – von kleinen, kurzkettigen Peptiden bis hin zu enorm langkettigen, komplex gefalteten Eiweißmolekülen mit hochspezialisierten Aufgaben.
So sind letztlich nicht nur der Aufbau und die Leistungsfähigkeit jeder Zelle und jedes Gewebes, sondern auch viele Stoffwechselprozesse in anderen Bereichen des Körpers in der einen oder anderen Weise davon abhängig, welche Proteine unser Körper aus den ihm zur Verfügung stehenden Aminosäuren überhaupt bilden kann. Damit der Körper kontinuierlich neue Proteine herstellen kann, müssen alle dafür jeweils erforderlichen Aminosäuren in ausreichender Menge vorhanden sein. Einige dieser Aminosäuren kann der Körper selber produzieren. Die so genannten essentiellen Aminosäuren müssen hingegen laufend über die Nahrung zugeführt werden, weil sie andernfalls nur durch den Abbau körpereigener Eiweißstrukturen „erzeugt“ werden können.
Deshalb ist eine regelmäßige, bedarfsgerechte Zufuhr sämtlicher Aminosäuren, die unser Körper für die Herstellung verschiedenster Proteine benötigt, eine unabdingbare Grundvoraussetzung für die Ausprägung sowie für den Erhalt bzw. die Reparatur sämtlicher Zellen und Gewebe, aus denen wir bestehen. Das selbe gilt auch für die Produktion von vielen Enzymen, Hormonen und Neurotransmittern, die unser Körper laufend neu bilden muss, um lebenswichtige Stoffwechselprozesse sowohl auf zellulärer als auch auf molekularer Ebene am Laufen zu halten bzw. diese zu steuern.
Ein Mangel an Aminosäuren kann übrigens nicht nur durch eine unausgewogene Ernährung entstehen, sondern auch durch Stress, chronische Erkrankungen oder andere Ursachen. Erste Frühwarnzeichen für Defizite im Aminosäuren-Haushalt sollten unbedingt ernst genommen und korrigiert werden, da es bei länger andauernden Versorgungsmängeln zu ernsthaften Störungen wichtiger Körperfunktionen kommen kann. Weitere Details hierzu finden Sie weiter unten.
Aminosäuren sind unverzichtbar für den Erhalt von Gesundheit, Leistungskraft und Wohlbefinden
Eiweiße sind nicht nur in den Muskeln, Haaren, Sehnen, Bändern, Nägeln und der Haut enthalten, sie sind auch die Grundsubstanz für Enzyme und Hormone. Der Einfluss der Hormone auf das Wohlbefinden ist enorm. Werden genügend Hormone im richtigen Verhältnis produziert, fühlen wir uns fit, glücklich und voller Tatendrang. Das Gegenteil ist der Fall, wenn diese nur in geringem Maße gebildet werden können, weil zum Beispiel Aminosäuren fehlen. Proteine und Aminosäuren sind somit die Basis für Gesundheit und Wohlbefinden, Leistungskraft und Energie.
Der Körper kann Proteine nicht wirklich speichern sondern allenfalls die bei der Herstellung von Proteinen benötigten Aminosäuren durch den Abbau von körpereigenen Strukturen „zurückgewinnen”. Bei einer unzureichenden Zufuhr über die Ernährung können lebensnotwendige Prozesse also nur dann aufrecht erhalten werden, wenn die hierfür benötigten Aminosäuren durch den Abbau von proteinhaltigem Körpergewebe oder durch die Umwandlung anderer körpereigener Proteinstrukturen entzogen wird. Dies führt wiederum zu Muskelabbau und einer verminderten Leistungsfähigkeit. Nur bei einer ausreichenden Versorgung mit Aminosäuren und Proteinen aus der Nahrung gerät der Körper nicht in diese kräftezehrende Notlage, sondern kann alle zellulären sowie extrazellulären Strukturen und Prozesse mit Proteinen versorgen, so dass der gesamte Organismus leistungsfähig und energiegeladen bleibt.
Gute Quellen für die Versorgung mit Aminosäuren und Proteinen sind Hülsenfrüchte, Eier, Fisch, Fleisch, Soja und Milchprodukte. Mehr über die biologische Wertigkeit verschiedener Proteinquellen finden Sie weiter unten.
Aufbau und Struktur von Proteinen
Essenzielle und nicht-essenzielle Aminosäuren
Von den rund 20 Aminosäuren, die der menschliche Körper zwingend für den Erhalt seiner Gesundheit benötigt, gelten neun als
essentiell. Das bedeutet, dass der Körper diese essentiellen Aminosäuren nicht selbst bilden kann, so dass sie über die Ernährung aufgenommen werden müssen. Alle anderen Aminosäuren, die der Körper selber aus diversen Grundbausteinen erzeugen kann, werden hingegen als nicht-essenzielle Aminosäuren betrachtet. Aminosäuren, die nur unter bestimmten Voraussetzungen in ausreichenden Mengen gebildet werden können, werden dem entsprechend manchmal auch als semi-essenzielle Aminosäuren bezeichnet.
Zu den essenziellen Aminosäuren zählen Valin, Lysin, Threonin, Leucin, Isoleucin, Methionin, Phenylalanin und Tryptophan. Arginin und Histidin sind darüber hinaus für Neugeborene und Schwangere essenziell; sie werden daher auch als semi-essentielle Aminosäuren bezeichnet.
In die Gruppe der nicht-essenziellen Aminosäuren gehören Prolin, Arginin, Cystein, Alanin, Aspartat (Asparaginsäure), Asparagin, Glycin, Glutamat (Glutaminsäure), Glutamin, Tyrosin, Serin und Histidin.
Wie werden einzelne Aminosäuren zu Proteinen zusammengesetzt?
Wie schon eingangs erwähnt, bestehen Proteine aus langen, unverzweigten und gefalteten Aminosäureketten. Dabei verbinden sich verschiedene Aminosäuren miteinander. Je nach Kettenlänge und Kombination bilden sich unterschiedliche Proteine mit spezifischen Aufgaben und Funktionsweisen. Die Proteine sind so an jede Körperregion und jeden Körperprozess optimal angepasst. Anhand ihrer vielfältigen Aufgabenbereiche wird deutlich, wie stark sich die Proteine untereinander unterscheiden.
Die „Bauanleitungen” zur Bildung der Proteine sind in den DNA-Strängen verankert. Die Aminosäureketten müssen zunächst eine dreidimensionale Struktur erreichen, um ihren Aufgaben nachgehen zu können. Für jedes einzelne Protein verwendet der Körper eine einzigartige Falttechnik, die zu einer bestimmten Faltstruktur führt. Die Faltstruktur ermöglicht schlussendlich spezifische Funktionen, die genauestens an den jeweiligen Aufgabenbereich angepasst sind.
Verschiedene Aminosäuren erfüllen verschiedene Funktionen
Jede einzelne Aminosäure erfüllt spezielle Aufgaben im Organismus. Leucin unterstützt beispielsweise den Muskelaufbau und die Bildung von Wachstumshormonen. Lysin fördert die Wundheilung sowie das Immunsystem und spielt eine Rolle beim Aufbau von Kollagen. Tryptophan wiederum ist Vorstufe des Glückshormons Serotonin und des Schlafhormons Melatonin und beeinflusst dadurch Stimmung und Schlafqualität. Somit dienen einige Aminosäuren dem Körper v. a. als Bausteine, die zur Erneuerung und zum Aufbau von Zellen und anderen Bestandteilen unseren Körpergewebes benötigt werden, während andere Aminosäuren u. a. für die Produktion von Enzymen und Botenstoffen notwendig sind oder bestimmte Funktionen im Energiehaushalt erfüllen.
Hierbei kann bereits der Mangel an nur einer einzigen essentiellen Aminosäure die Bildung wichtiger Proteine beeinträchtigen, denn der Körper benötigt immer alle Bausteine gleichzeitig, um neue Eiweiße herstellen zu können.
Nichtsdestotrotz wird die gezielte Zufuhr von Proteinen und Aminosäuren als Nahrungsergänzung noch immer vor allem mit dem Leistungs- und Kraftsport assoziiert. Dies ist einerseits durchaus verständlich, denn in der Tat unterstützen etliche Aminosäuren wie Arginin, Carnitin, Valin, Leucin und Isoleucin die Bildung von Wachstumshormonen, die Energieumwandlung und den Aufbau neuer Muskelmasse. Andererseits sollte jedoch keinesfalls übersehen werden, dass Aminosäuren neben ihrem fraglos großen Nutzen für den Aufbau von Muskeln und anderem Körpergewebe eben auch an einer unglaublich großen Vielzahl weiterer lebenswichtiger Prozesse beteiligt sind, die wir im Folgenden näher erläutern wollen.
Muskelaufbau und Muskelerhalt
Proteine bilden die Grundlage unserer Muskulatur. Vor allem die verzweigtkettigen Aminosäuren Leucin, Isoleucin und Valin unterstützen den Muskelstoffwechsel und fördern Regeneration sowie Muskelwachstum. Deshalb spielt eine gute Versorgung mit diesen so genannten BCAAs (engl. für: branched chain amino acids) insbesondere für sportlich aktive Menschen eine große Rolle.
Doch nicht nur Sportler profitieren von einer gezielten Zufuhr der o. g. BCAAs. Bereits ab dem 30.Lebensjahr setzt nämlich bei allen Menschen der natürliche Muskelabbau ein, der sich im Alter zunehmend beschleunigt. Eine ausreichende Eiweißversorgung hilft dabei, Muskelmasse und Mobilität möglichst lange zu erhalten.
Immunsystem und Wundheilung
Viele Immunzellen und Antikörper bestehen aus Proteinen. Aminosäuren stärken daher die körpereigene Abwehr und unterstützen die Regeneration nach Verletzungen oder Erkrankungen. Besonders Lysin und Glutamin gelten als wichtig für ein funktionierendes Immunsystem.
Haut, Haare und Nägel
Kollagen, Keratin und Elastin bestehen ebenfalls aus Aminosäuren. Sie sorgen für eine gleichermaßen strapazierfähige wie auch elastische Haut, stabile Nägel und kräftige Haare. Ein Mangel kann sich daher durch brüchige Nägel, Haarausfall oder eine verlangsamte Wundheilung bemerkbar machen.
Gehirn und Nervensystem
Einige Aminosäuren sind Vorstufen wichtiger Neurotransmitter. Tryptophan unterstützt die Bildung von Serotonin und Melatonin. Tyrosin ist Ausgangsstoff für antriebssteigernde Botenstoffe wie Dopamin, Noradrenalin, Adrenalin und Cortisol. Dadurch beeinflussen Aminosäuren Konzentration, Stimmung, Schlaf und Stressresistenz.
Energiegewinnung und Stoffwechsel
Aminosäuren spielen außerdem eine wichtige Rolle im Fettstoffwechsel, bei der Energiegewinnung und beim Transport von Nährstoffen. Hierbei helfen sie dem Körper, Zellen zu reparieren und neue Gewebe aufzubauen. Als Bestandteil der Bluteiweißkörper fungieren sie außerdem als Transportmittel für verschiedene Substanzen (z.B. Vitamine, Eisen, Cholesterin). Gerinnungsfaktoren und Antikörper sind ebenfalls aus Proteinen aufgebaut. Aminosäuren schützen als Strukturbestandteile der Membranen die Nervenbahnen und sind Träger der Erbinformationen.
Was sind die häufigsten Ursachen und Anzeichen für einen Aminosäuren-Mangel?
Bereits wenn eine einzelne Aminosäure in nicht ausreichenden Mengen verfügbar ist, können auch andere Aminosäuren nicht mehr vollständig zum Proteinaufbau genutzt werden. Dies hat vor allem zwei Gründe: Zum einen sind viele der für den Menschen physiologisch relevanten Proteine aus verschiedenartigen Aminosäuren zusammengesetzt; und folglich können neue, vollständig funktionsfähige Eiweiße eben nur dann hergestellt werden, wenn alle hierfür jeweils benötigten Einzelbausteine gleichzeitig vorhanden sind. Zum anderen ist unser Körper sowohl bei der Zerlegung als auch bei der Synthese von Proteinen oftmals auf spezielle Enzyme angewiesen, für deren Herstellung ebenfalls eine ganze Reihe an bestimmten Aminosäuren erforderlich sein kann.
Wenn also sämtliche Körperprozesse, die auf der Erzeugung von körpereigenen Proteinen beruhen, möglichst „verlustfrei“ ablaufen sollen, muss stets eine mengenmäßig ausgeglichene Mischung an essentiellen und nicht-essentiellen Aminosäuren vorhanden bzw. verfügbar sein.
Ein Mangel oder Ungleichgewicht im Aminosäuren-Haushalt kann viele Ursachen haben, darunter unter anderem:
- allgemein einseitige oder unausgewogene Ernährung (v. a. wenn es dabei an anderen Mikronährstoffen mangelt, die für die Verwertung/Umwandlung von Proteinen erforderlich sind)
- ein allzu einseitiger veganer oder vegetarischer Lebensstil (wenn die bevorzugten Lebensmittel insgesamt zu wenig Proteine liefern oder ein unvollständiges Aminosäureprofil aufweisen)
- chronische Erkrankungen und/oder genetisch bedingte Besonderheiten, die eine normale Verwertung/Umwandlung von Proteinen erschweren.
- Verdauungsprobleme, die eine vollständige Aufspaltung bzw. Verstoffwechselung von proteinreichen Nahrungsmitteln verhindern.
- erhöhter Grundbedarf infolge außergewöhnlicher Zusatzbelastungen (z. B. sportliche Aktivitäten, chronischer Stress, Schwangerschaft, langwierige Wundheilungsprozesse, o.ä.)
Erste Anzeichen für länger bestehende Defizite bei der Zufuhr und Verstoffwechselung von Aminosäuren können sich u. a. in Form folgender Symptome äußern:
- Müdigkeit und Erschöpfung
- Muskelschwäche, Muskelabbau, oder verlangsamter Muskelaufbau
- Konzentrationsprobleme sowie Stimmungsschwankungen
- erhöhte Infektanfälligkeit
- verlangsamte Wundheilung
- Gelenkbeschwerden
- dünner werdende oder brüchige Haare, vermehrter Hausfall
- weiche, brüchige, oder langsam nachwachsende Nägel
- trockene, schuppige oder rissige Haut, vermehrte Fältchenbildung
Proteinquellen und ihre biologische Wertigkeit: Entscheidend ist das Aminosäuren-Profil!
Grundsätzlich sind essentielle Aminosäuren in so gut wie allen eiweißreichen Lebensmitteln enthalten. Besonders hochwertige Proteinquellen zeichnen sich dadurch aus, dass sie alle neun essentiellen Aminosäuren in ausreichender Menge liefern. Man spricht in diesem Zuge auch von der so genannten „biologischen Wertigkeit“. Diese gibt an, wie viel körpereigenes Eiweiß aus 100 Gramm Eiweiß, welches über die Nahrung aufgenommen wurde, hergestellt werden kann. Da tierische Eiweiße den menschlichen am ähnlichsten sind, können sie effektiver als pflanzliche Eiweißquellen zur Herstellung der körpereigenen Proteine genutzt werden.
Zu den besten tierischen Eiweißquellen zählen daher Fleisch, Eier, Fisch und Milchprodukte. Diese Lebensmittel gelten als „vollständige Proteine“, weil sie alle essentiellen Aminosäuren enthalten.
Proteine aus pflanzlichen Quellen sind tierischem Eiweiß in dieser Hinsicht oftmals qualitativ unterlegen, denn sie enthalten üblicherweise weniger essenzielle Aminosäuren, wodurch sie eine geringere biologische Wertigkeit aufweisen. So können zwar auch pflanzliche Lebensmittel eine relativ große Mengen an Eiweiß liefern, dies allerdings oftmals nicht in optimaler Zusammensetzung. Beispielsweise enthalten Hülsenfrüchte, Nüsse, Samen und Getreide meist nur eine relativ kleine Bandbreite an verschiedenen Aminosäuren, während Soja, Quinoa oder Chiasamen für einen vergleichsweise hohen Gehalt an essentiellen Aminosäuren bekannt sind und daher als besonders hochwertige pflanzliche Eiweißquellen gelten.
Durch das geschickte Kombinieren bzw. Variieren entsprechender Zutaten lässt sich also auch mit pflanzlicher Ernährung ein vollständiges Aminosäureprofil abdecken. Außerdem hat eine pflanzenbasierte Ernährung im direkten Vergleich zu tierischen Lebensmitteln den Vorteil, dass weniger Fett als Begleitstoff verzehrt werden muss, um die gewünschte bzw. notwendige Menge an Proteinen abdecken zu können.
Ideal wäre demzufolge eine ausgewogene Kombination von pflanzlichem und tierischem Eiweiß, oder die gezielte Korrektur des in der (pflanzlichen) Nahrung enthaltenen Aminosäurenprofils mit Hilfe einer passenden Nahrungsergänzung.
Zusammenfassung und Fazit — Fit in den Frühling starten!
Eine stets ausreichende Versorgung mit Aminosäuren ist für den menschlichen Körper unverzichtbar. Während Kohlenhydrate v. a. in Energie umgewandelt werden und Fette wichtige Bestandteile von Zellmembranen darstellen, übernehmen Aminosäuren und die daraus zusammengesetzten Proteine zahlreiche aktive Funktionen im Körper. Hierbei ermöglichen sie verschiedenste Stoffwechselprozesse, steuern biologische Abläufe, transportieren Nährstoffe und tragen zur Erhaltung nahezu aller Körperfunktionen bei.
Wenn über längere Zeit ein Defizit oder Ungleichgewicht im Aminosäuren-Haushalt vorliegt, können wichtige Aufbau- und Reparaturprozesse nur eingeschränkt ablaufen. Dies kann sich dann u. a. in Müdigkeit, verminderter Leistungsfähigkeit und verlangsamter Regeneration äußern, aber auch gravierende Störungen auf beinahe allen Ebenen des gesamten Stoffwechsels nach sich ziehen.
Deshalb ist es gerade in Zeiten großer Belastung sinnvoll, den Körper mit einer optimalen Mischung an Aminosäuren zu versorgen. Der Organismus verfügt dann über die notwendigen „Bausteine” bzw. „Werkzeuge”, um mit stressigen Lebenssituationen bestens zurechtzukommen. Folglich kann nahezu jeder Mensch von einer ergänzenden Einnahme profitieren, um eine zentrale Grundlage für Gesundheit, Leistungsfähigkeit und Wohlbefinden zu schaffen.
Besonders die essentiellen Aminosäuren müssen regelmäßig über die Nahrung aufgenommen werden. Wer seinen Körper langfristig gesund und leistungsfähig halten möchte, sollte daher nicht nur auf eine insgesamt ausreichende Eiweißzufuhr achten, sondern auch im Blick behalten, dass die hierfür verwendeten Lebensmittel oder Nahrungsergänzungen tatsächlich das gesamte Spektrum aller essentiellen Aminosäuren in ernährungsphysiologisch sinnvollen Mengenverhältnissen abdecken.
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