Protein (Eiweiß) stammt aus dem Griechischen und bedeutet: ich nehme den ersten Platz ein. Proteine gehören zu den Grundbausteinen des Körpers. Jede Zelle besteht zum Teil aus Proteinen, die sich in einem ständigen Auf-, Um- und Abbau befinden. Proteine sind Moleküle, die aus langen Ketten von Aminosäuren bestehen, die räumlich unterschiedlich angeordnet, z.B. gefaltet, sind.
Sie enthalten rund 50 oder mehr Aminosäuren, sind es weniger, bezeichnet man sie als Peptide. Proteine enthalten Stickstoff und Schwefel, beide sind essentiell für den Körper und in Kohlenhydraten und Fetten nicht enthalten. Fette können aus Kohlenhydraten gebildet werden, Kohlenhydrate können aus Proteinen gebildet werden. Diese Umwandlung gilt jedoch nicht für Proteine. Deren Versorgung im Körper ist allein von der Zufuhr von Proteinen aus der Ernährung abhängig.
Der Bedarf an Proteinen
Der Bedarf wird mit 0,8 Gramm Protein pro Kilogramm Körpergewicht bei gesunden Erwachsenen angegeben. Bei einem Körpergewicht von 70 Kilogramm sind das 64 Gramm Protein täglich. Die Zufuhr ist meist höher, wobei allgemein sehr viel mehr tierische als pflanzliche Proteine aufgenommen werden. Bei einigen Krankheiten ist der Proteinbedarf höher (z.B. beim nephrotischen Syndrom), er kann aber auch geringer sein (z.B. bei Niereninsuffizienz und Leberkrankheiten).
Die Protein-Lieferanten in der Ernährung
Aus der Nahrung aufgenommene Proteine haben nicht die für den Körper nötige Zusammensetzung. Daher werden im Körper aus den Nahrungs-Proteinen eine Fülle von körpereigenen Proteinen hergestellt. Proteine befinden sich also in einem ständigen Prozess des Auf-, Um- und Abbaus. Doch einige Nahrungsmittel liefern Proteine, die den körpereigenen relativ ähnlich sind. Das gilt für Milch und Eier. Sie liefern qualitativ hochwertige Proteine, die alle essentiellen Aminosäuren in einem für den Körper gut nutzbaren Verhältnis enthalten.
Lebensmittel enthalten Proteine in sehr unterschiedlichen Mengen. Besonders proteinreich sind neben Milch, Milchprodukten und Eiern auch Fleisch, Fisch und Hülsenfrüchte. Bei einer ausgewogenen Ernährung sollte der tägliche Anteil der Proteine 10 bis 15 % betragen, Tatsächlich werden meist mehr Proteine aufgenommen. Ob diese überhöhte Zufuhr an Proteinen per se gesundheitsschädlich ist, wird kontrovers diskutiert.
Tatsache ist, dass mit proteinreichen Lebensmitteln auch die Zufuhr an Fetten, gesättigten Fettsäuren, Cholesterin und Purinen verbunden ist, die im Übermaß die Entstehung von Krankheiten hervorrufen können.
Die Proteinarten:
Tierische Proteine: Fibröse Skleroproteine, lange oder gefaltete Ketten von Aminosäuren, kommen in den Stütz- und Schutzgeweben vor, z.B. in Haut, Haaren und Sehnen. Sie sind in Wasser unlöslich und meist unverdaulich. Dazu gehören Keratin in Haaren, Kollagen, Fibrin (für die Blutgerinnung) und Myosin (in den Muskeln).
Globuläre Proteine: kommen in den Flüssigkeiten von Geweben vor, sie sind verdaulich. Dazu gehören Caseinogen (in Milch), Albumin (im Eiklar) und Globuline (im Blut).
Pflanzliche Proteine: vor allem Gluteline und Prolamine
Gluteline: z.B. Glutenin in Weizenkeimen, Oryzenin im Reis
Prolamine: z.B. Gliadin im Weizen.
Die Zöliakie ist eine chronische Darmerkrankung, bei der Gluten (Klebereiweiß), eine Mischung aus Gliadin und Glutenin, nicht vertragen wird. Glutenfreie Ernährung, evtl auch die Unterstützung mit Vitaminen und Mineralstoffen werden zur Therapie eingesetzt.
Proteine und ihre Bausteine: Aminosäuren
Proteine zerfallen in saurem Milieu oder durch enzymatischen Abbau in einfache organische Verbindungen, 20 alpha-Aminosäuren mit langen, unverzweigten Polypeptidketten. Aminosäuren werden in essentielle und nicht-essentielle unterschieden. Die essentiellen Aminosäuren müssen mit der Nahrung aufgenommen werden, nicht-essentielle Aminosäuren können im Körper selbst gebildet werden. Einige der nicht essentiellen Aminosäuren können jedoch bei einigen Krankheiten verstärkt benötigt werden, sie gelten daher als bedingt essentiell.
Essentiell und für das Gleichgewicht im Sauerstoff-Haushalt wichtig:
Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan und Valin.
Bedingt bzw. in bestimmten Situationen und bei einigen Krankheiten essentiell:
Histidin, Tyrosin, Cystein, Serin, Arginin, (Taurin), Glutamin.
Nicht essentiell:
Alanin, Asparagin, Asparaginsäure, Glutaminsäure, Glyzin, Prolin.
Im Novamex-Lexikon finden sich weitere Informationen über alle Aminosäuren:
Zur Aminosäuren-Übersicht
Die Funktion von Proteinen
Proteine gehören zu den Grundbausteinen des Körpers. Proteine haben einen Anteil von ca. 1/5 des Körpergewichts. Vor allem die Muskeln, Knochen und Haut enthalten reichlich Proteine. Sie sind außerdem für das Wachstum und die Wiederherstellung von Geweben sehr wichtig.
Zur Bildung von Enyzmen - alle Enzyme im Körper bestehen aus Proteinen
Zur Bildung von Hormonen und Transmitter - Proteine sind u.a. an der Bildung von Insulin, Schilddrüsenhormonen, Wachstumshormon, sowie der Neurotransmitter Adrenalin, Serotonin und Histamin beteiligt.
Zur Abwehr und zum Schutz - Antikörper im Immunsystem, z.B. Immunglobuline, außerdem Fibrinogen und Thrombin für die Blutgerinnung
Zur Speicherung - z.B. Casein (in Milch) und Gliadin (in Weizenkeimen)
Für Strukturen - meist lange, faserartige Aminosäureketten, nötig für den Aufbau von Zellen und Geweben, z.B. für Elastin und Kollagen (in Bindegeweben = 1/3 der gesamten Proteinmasse im Körper), Glykoproteine in Zellwänden und Zellhüllen.
Zum Transport - im Plasma, in der Zelle und durch Zellmembranen, Transport z.B. von Lipoproteinen, Triglyzeriden, Cholesterin im Blut, von Myoglobin (in den Muskeln), sowie Transport von Kupfer, Eisen und Sauerstoff.
Proteinverdauung und Stoffwechsel
Rund 100 Gramm Proteine nehmen wir im Durchschnitt täglich mit der Ernährung auf. Tierische Proteine werden schneller resobiert, pflanzliche benötigen etwas mehr Zeit. Der Verdauungsprozess beginnt im Magen, wo die Nahrungsproteine mit Hilfe von Salzsäure, Pepsin und Enzymen zu (Poly- und Oligo-)Peptiden gespalten werden. Im Dünndarm werden diese Peptide durch Enzyme (Trypsin und Chymotrypsin) weiter gespalten, so entstehen Di- und Tri-Peptide und freie Aminosäuren, die in den Blutkreislauf gelangen.
Die Leber sorgt für eine möglichst ausgeglichene Bilanz der Aminosäuren im Blutspiegel. Bei einem hohen Anteil von Aminosäuren baut die Leber Aminosäuren ab. Sie baut dabei auch den anfallenden Stickstoff zu Harnstoff ab, der ausgeschieden wird. Die Leber nutzt Aminosäuren für die Bildung von Leberproteinen, die vorübergehend speicherbar sind, und sie bildet Plasmaproteine, die an das Blut abgegeben werden.
So wird der Anteil an freien Aminosäuren im Blut begrenzt bzw. relativ konstant gehalten. Das Blut transportiert die Aminosäuren zu den Organen und Geweben. Die Skelettmuskulatur hat das größte Reservoir an allen Aminosäuren. Im Körper findet ein ständiger Auf-, Um- und Abbau von Proteinen statt, wobei der Umsatz höher ist als die aufgenommenen und selbst gebildeten Proteine. Das zeigt die große Fähigkeit des Körpers zum Recycling von freigesetzten Aminosäuren.
Werden dem Körper Proteine im Übermaß zugeführt oder fehlt es an der Versorgung mit Kohlenhydraten oder Fetten, werden Aminosäuren auch zur Energiegewinnung genutzt (Glukoneogenese).
Die Endprodukte der in Aminosäuren enthaltenen Stickstoffe werden mit dem Urin, teilweise auch mit dem Stuhl sowie minimal über Haut und Haare etc. ausgeschieden. Bei Gesunden ist das Verhältnis von mit Aminosäuren aufgenommenem und ausgeschiedenen Stickstoff ausgeglichen. Bei vielen Krankheiten, Protein-Malnutrition, mangelnder Qualität der aufgenommenen Proteine kann es jedoch zu einer negativen Stickstoffbilanz kommen. Sie ist messbar, daraus lassen sich Rückschlüsse auf die Versorgung und den Umsatz von Proteinen machen.
Bildung körpereigener Proteine: An dem komplexen Prozess der Synthese und des Abbaus von Proteinen in den Zellen sind u.a. die DNS und RNS beteiligt. Ein Teil der gebildeten Aminosäuren wird direkt in den Zellen genutzt, andere werden zu anderen Orten transportiert. Die Menge der gebildeten Proteine hängt zum einen von der Zelle, zum anderen von der Verfügbarkeit von (spezifischen) Aminosäuren ab.
Proteinstoffwechsel
- Reguliert vor allem die Proteinmengen im Körper in den verschiedenen Bereichen.
- Mit der Nahrung aufgenommene Aminosäuren, aber auch Aminosäuren aus dem Protein-Stoffwechsel in den Geweben, werden in den freien Aminosäuren-Pool überführt und teilweise zum Aufbau körpereigener Proteine genutzt.
- Proteine können zur Energiegewinnung dienen und nach ihrer Umwandlung auch als Fett gespeichert werden.
- Proteine können zur Bildung z.B. von Kreatin und Adrenalin genutzt werden.
Aminosäure-Ergänzungen
Im Angebot sind sowohl einzelne Aminosäuren als auch die verschiedensten Aminosäuren-Mischungen. Ergänzungen sollten nach Art und Dosierung nur nach therapeutischer Empfehlung vorgenommen werden. Das gilt auch für die Anwendung von Aminosäuren bei Kraftsportlern. Bei den Präparaten ist auch die gute Qualität der Aminosäuren wichtig.
So liefern Aminosäuren aus Molke (z.B. als Hydrolysat etc.) besonders hochwertige und gut verwertbare Proteine. Molkeproteine sind u.a. besonders reich an Valin, Leucin und Isoleucin, die für den Aufbau von Muskelproteinen im Sport und zur Regeneration wichtig sind.