Was sind Proteine? Was sind essenzielle Aminosäuren? Wie viel Protein ist gesund? Wofür benötigen wir Protein? Was bedeutet biologische Wertigkeit? All diese Fragen wollen wir in diesem Blogartikel beantworten.
WAS SIND PROTEINE?
MAKRONÄHRSTOFFE
Proteine gehören neben Fett und Kohlenhydraten zu den Makronährstoffen. Sie sind die Grundbausteine des Lebens. Alle drei gemeinsam bilden die Hauptlieferanten für Nährstoffe in unserer Nahrung. Sie liefern Energie und erfüllen einige lebenswichtige Funktionen in unserem Körper.
AUFBAU VON PROTEINEN
Proteine sind Makromoleküle, die aus Aminosäureketten bestehen. Der Mensch kann sogar selbst Proteine herstellen und braucht dafür 21 unterschiedliche Aminosäuren. Diese werden in unterschiedlicher Reihenfolge und Kombination aneinandergereiht. Dabei entstehen Aminosäureketten mit insgesamt 50 bis 100 Aminosäuren.
DIE 9 ESSENZIELLEN AMINOSÄUREN
Jedes Protein besteht aus einer individuellen Abfolge von Aminosäuren und hat somit ein eigenes Aminosäureprofil. Beim Menschen gibt es 21 proteinogene, also proteinbildende, Aminosäuren.
Von diesen 21 Aminosäuren kann der Mensch 9 Aminosäuren nicht selbst herstellen. Folglich müssen diese 9 Aminosäuren über die Nahrung aufgenommen werden. Man nennt sie deshalb „essenzielle Aminosäuren".
Die 9 essenziellen Aminosäuren:
Isoleucin
Leucin
Lysin
Methionin
Phenylalanin
Threonin
Tryptophan
Valin
Histidin
Thyrosin (nur bei Kindern)
FUNKTIONEN VON PROTEINEN IM MENSCHLICHEN ORGANISMUS
Es gibt 6 verschiedene Protein-Typen, die jeweils unterschiedliche Funktionen in unserem Körper haben.
STRUKTURPROTEINE
Strukturproteine dienen als Bauteil in Geweben und Zellen. Zellen erhalten somit ihre Form und Gewebe seine Festigkeit und Elastizität. Typische Strukturproteine sind Kollagen (Haare und Nägel), Keratin (Bindegewebe und Knorpel) und Elastin (verleiht Blutgefäßen die Elastizität).
KONTRAKTILE PROTEINE
Ohne kontraktile Proteine könnten wir uns nicht bewegen. Sie sind nämlich maßgeblich an der Kontraktion der Muskeln beteiligt. Zu den wichtigsten kontraktilen Proteinen gehören Myosin und Aktin.
SCHUTZPROTEINE
Schutzproteine helfen anderen Proteinen bei Einwirkung von Stress (z.B. hoher Temperatur) ihre Form zu bewahren. Auch Antikörper sind Schutzproteine. Sie dienen der Abwehr von eingedrungenen Fremdstoffen. Fibrinogen ist ein wichtiges Schutzprotein und mitverantwortlich für die Blutgerinnung.
SPEICHERPROTEINE
Wie der Name schon sagt, können Speicherproteine andere Stoffe an sich binden und somit speichern. Ferritin zum Beispiel speichert beim Menschen Eisen.
TRANSPORTPROTEINE
Diese Proteine transportieren im Körper verschiedene Substanzen wie Sauerstoff oder Fett. Typische Transportproteine sind Albumin (bindet z.B. Kalzium), Hämoglobin (bindet Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid) und Lipoprotein (transportiert Fett).
HORMONE
Proteohormone und Peptidhormone sind spezielle Proteine, die Botenfunktionen im Körper übernehmen. Die meisten Hormone sind Proteohormone. Insulin beispielsweise ist solch ein Hormon und ist für die Regulation des Blutzuckerspiegels verantwortlich.
ENZYME
Der Körper benötigt Enzyme, um chemische Reaktionen im Körper zu ermöglichen und zu beschleunigen (katalysieren). Zum Beispiel benötigen wir für unseren Stoffwechsel Verdauungsenzyme für die Aufspaltung von Nährstoffen. Amylase (Verdauung von Kohlenhydraten), Aldolase (Spaltung von Fructose) und GOT (Stoffwechsel der Aminosäuren) sind solche Enzyme.
WIE VIEL PROTEIN BRAUCHT DER MENSCH?
Der Proteinbedarf eines Menschen hängt von einigen individuellen Faktoren an:
Gesundheitsstatus
Alter
Genetik
sportlicher Aktivität
Ernährung
Für einen Menschen gilt in der Regel: 0,8g Protein pro Kilogramm Körpergewicht pro Tag (ab 65 Jahren: 1,0g).
Man könnte auch sagen, dass ein durchschnittlicher Erwachsener etwa 10% seines täglichen Energiebedarfs durch Proteine aufnehmen sollte. Bei einem Tagesenergiebedarf von z.B. 2500kcal sollten also 250kcal von Proteinen stammen. Das entspricht 60g Protein.
Exkurs zu Nährstoffen und deren Kalorien:
Protein = 4,1 kcal/g Kohlenhydrate = 4,1 kcal/g Fett = 9,3 kcal/g Alkohol = 7,1 kcal/g
Protein und proteinreiche Lebensmittel werden von der Lebensmittel- und Fitnessindustrie stark beworben. Daher schätzen die meisten Menschen die täglich benötigte Proteinmenge viel zu hoch ein!
PROTEINBEDARF LAUT WHO
Safe level of protein intake for infants children and adolescents (Protein and amino acid requirements in human nutrition: report of a joint FAO/WHO/UNU expert consultation, 2002, Page 244)
Safe level of protein intake for adult men and women (Protein and amino acid requirements in human nutrition: report of a joint FAO/WHO/UNU expert consultation, 2002, Page 243)
PROTEINBEDARF BEI SPORTLERN
Für Leistungssportler gilt ein etwas höherer Wert von etwa 1,2-1,5g pro kg Körpergewicht. Allerdings neigen besonders Hobby-Sportler (aber auch Leistungssportler) dazu, diesen Wert (weit) zu überschreiten. Getreu nach dem Motto: Viel hilft viel. Wir haben diese Phase selbst durchlaufen. Solch eine Fehleinschätzung des Proteinbedarfs führt oftmals (wie z.B. bei uns) zu einer einseitigen und somit mangelhaften Ernährung. Wenn man übermäßig viel tierisches Protein zu sich nimmt und dennoch nicht zunehmen möchte, endet das zwangsläufig in einer kohlenhydrat- und ballaststoffarmen Ernährung. Auf Dauer ist das weder gesund noch gut für die sportliche Leistung.
WIE VIEL PROTEIN IST „ZU VIEL“ PROTEIN?
Die Lebensmittelindustrie und ganz besonders die Fitnessindustrie lieben Protein. Je mehr Protein, desto besser! Klar, Protein ist wichtig für viele Körperfunktionen und unentbehrlich für den Muskelaufbau und Muskelerhalt. ABER es ist nicht notwendig und aus gesundheitlicher Sicht auch nicht ratsam, große Mengen über den empfohlenen Richtwerten zu konsumieren! Wichtig ist, die Proteinzufuhr nicht nur in absoluten Mengen, sondern auch in Relation zur Gesamtenergiezufuhr und zum Körpergewicht zu betrachten. Wenn du dich gesund ernähren möchtest und/oder sportliche Ziele verfolgst, dann ist es empfehlenswert deine Ernährung nicht an der Proteinmenge zu orientieren. Denn wenn die Proteinaufnahme zu einer einseitigen Ernährung führt und andere wichtige Nährstoffe aus dem Speiseplan verdrängt, ist es zu viel Protein. Eine High-Protein/Low-Carb Diät oder eine High-Protein/High-Fat Diät machen schlichtweg für den Durchschnittsmenschen ohne Krankheiten auf Dauer keinen Sinn und können sogar die Gesundheit gefährden. Viel mehr solltest du auf eine abwechslungsreiche und ausgewogene Ernährung achten!
Amino acid requirements of infants children adolescents (Protein and amino acid requirements in human nutrition: report of a joint FAO/WHO/UNU expert consultation, 2002, Page 246)
Amino acid requirements of adults (Protein and amino acid requirements in human nutrition: report of a joint FAO/WHO/UNU expert consultation, 2002, Page 245)
DIE PROTEINQUALITÄT
WIE ERKENNT MAN HOCHWERTIGES PROTEIN? Es gibt viele Fragen in Bezug auf die Qualität von pflanzlichem Protein. Die meisten Menschen gehen davon aus, dass nur tierische Produkte – also zum Beispiel Fleisch, Fisch und Eier – dem Menschen hochwertiges Protein liefern können. Doch auch vielzählige Pflanzen enthalten reichlich Protein.
Aber kann der menschliche Körper das Protein aus den Pflanzen verwerten? Und wie hochwertig ist pflanzliches Protein im Vergleich zu tierischem Protein?
GEEIGNETE PROTEINE
Jedes Nahrungsmittel enthält unterschiedlich viel Protein. Außerdem kommen alle Aminosäuren in unterschiedlichen Mengen in den einzelnen Lebensmitteln vor – ganz egal ob tierischen oder pflanzlichen Ursprungs. Aus diesen Unterschieden ergeben sich Lebensmittel, die besser geeignet sind, um uns mit Protein zu versorgen und manche, die weniger gut geeignet sind. Um zu bestimmen, ob ein Lebensmittel eine hochwertige Proteinquelle ist, gibt es einige festgelegte Methoden. Wir wollen euch ein paar davon vorstellen.
DIE BIOLOGISCHE WERTIGKEIT Die biologische Wertigkeit (BW) gibt an, wie viel des aufgenommenen Proteins aus unserem Essen (theoretisch) in körpereigenes Protein umgewandelt werden kann. Damit ein Lebensmittel eine hohe BW erzielt, muss es über alle essenziellen Aminosäuren in ausreichender Menge verfügen. Der letztendliche Wert ergibt sich aus der limitierenden Aminosäure. Also der essenziellen Aminosäure, die im Verhältnis zum menschlichen Bedarf am unzureichendsten enthalten ist. Je höher der Gehalt der essenziellen Aminosäuren, desto effizienter ist die Nutzung des entsprechenden Nahrungsproteins zur Synthese von körpereigenem Protein und desto höher ist die BW. Als Referenzwert für die BW gilt das Ei (BW=100). Jedoch bedeutet dies nicht, dass das Ei die bestmögliche Proteinquelle darstellt! Durch die Kombination verschiedener Lebensmittel, kann man sogar eine BW von über 100 erreichen! Hierbei ist es lediglich wichtig, dass sich die kombinierten Zutaten in ihrem Aminosäureprofil, also den enthaltenen essenziellen Aminosäuren, ergänzen.
DER DIAAS UND DER PDCAAS Nun wissen wir was die BW ist. Jedoch reicht es nicht, nur den Wert der theoretischen Aufnahme des Nahrungsproteins zu kennen. Noch viel wichtiger ist, wie viel des Proteins in der Nahrung der Körper tatsächlich während der Verdauung aufnehmen und verwerten kann. Um dies zu messen, gibt es zwei Methoden: den Digestable Indispensable Amino Acid Score (DIAAS) und den Protein Digestability Corrected Amino Acid Score (PDAAS). Beide Scores beschreiben die Qualität von Proteinen (Lebensmitteln), basierend auf dem menschlichen Proteinbedarf und die Möglichkeit, diese zu verdauen.
DER UNTERSCHIED ZWISCHEN BIOLOGISCHER WERTIGKEIT, DIAAS UND PDCAAS Kurzgesagt besteht der Unterschied darin, dass der DIAAS sowie der PDCAAS den Verdauungsprozess der aufgenommenen Nahrungsproteine mitberücksichtigen. Lange galt der PDCAAS zur Messung der Proteinqualität als Mittel der Wahl. Mittlerweile wird allerdings der DIAAS als genaueres Maß der tatsächlichen Aufnahme der einzelnen Aminosäuren angesehen.
DER UNTERSCHIED ZWISCHEN DIAAS UND PDCAA Der DIAAS beurteilt die Proteinqualität auf der Grundlage der wahren, ilealen (im Krummdarm gemessenen) Verdaulichkeit der einzelnen essenziellen Aminosäuren. Er gibt für jede der neun essenziellen Aminosäuren einen Wert an. Hingegen spiegelt der PDCAA die fäkale Verdaulichkeit des Proteins wider und gibt lediglich den Wert der limitierenden Aminosäure an. Für alle, die mehr über den Unterschied der ilealen und fäkalen Messung der Proteinaufnahme wissen möchten: Report of the FAO, Page 3, „Faecal versus ileal digestibility – a physiological perspective“
FAZIT Proteine bestehen aus 21 unterschiedlichen Aminosäuren, wovon 9 essenziell sind. Diese müssen wir über unsere Nahrung aufnehmen, damit unser Körper daraus Proteine bauen kann. Proteine übernehmen verschiedene Aufgaben beim Menschen. Beispielsweise gibt es Proteine, die für den Transport von Sauerstoff zuständig sind, oder uns gegen Fremdkörper schützen. Messmethoden wie die biologische Wertigkeit, der DIAAS und der PDCAAS ermöglichen eine unabhängige und objektive Bewertung der Proteinqualität einzelner Lebensmittel aufgrund ihres Aminosäureprofils. Jedoch sollten wir nie außer Acht lassen, dass eine Mahlzeit aus mehreren Zutaten besteht. Somit sollte die gesamte Proteinversorgung aller enthaltenen Lebensmittel kombiniert bewertet werden. Der übermäßige Konsum von Protein, also mehr als 0,8g pro Kilogramm Körpergewicht täglich, ist für einen Durchschnittsmenschen bis 65 Jahren nicht empfehlenswert. Auch Sportler müssen sich keine Sorgen über ihre Proteinzufuhr machen. Für Spitzensportler sind 1,2-1,5g pro Kilogramm Körpergewicht meist ausreichend. Statt sich nur auf den Proteinwert einzelner Lebensmittel zu konzentrieren, sollte viel mehr auf eine ausgewogene und abwechslungsreiche Ernährung mit möglichst wenig verarbeiteten Lebensmitteln und Fertiggerichten geachtet werden. Dann kommt das Protein ganz von selbst… 😉