Aminosäuren sind essentielle Komponenten im menschlichen Körper und werden auch als die Bausteine des Lebens bezeichnet. Wir benötigen sie für die Bildung, Funktion und Regulation von allen Zellen, Geweben und Organen. Wie werden sie unterschieden und woher weiß man, welches die besten Aminosäuren sind?
Was sind Aminosäuren?
Die Gesamtheit aller verschiedenen Proteine (Eiweiße) in einem Lebewesen wird Proteom genannt. Diese zählen im Menschen zwischen 500.000 und 1.000.000 und bestehen aus langen Ketten von Aminosäuren. Die Funktionen von Proteinen erstrecken sich als Hormone und Neurotransmitter von der Regulation des Glucose-Haushaltes (Insulin), über die Beeinflussung der Genaktivität (mRNA) bis hin zu Funktionen wie Schlaf (Melatonin), wach werden (Noradrenalin), Träumen (Dopamin und Serotonin) und vor allem als Bausteine unseres Körpers, wie in Muskulatur und Bindegewebe.
Proteine sind die essentiellen Komponenten im menschlichen Körper. Sie werden für die Bildung von Strukturen, Funktionen sowie der Regulation jeder Körperzelle, jedes Gewebes und aller Organe benötigt. Dem Körper stehen zur Bildung der Proteine 20 Aminosäuren zur Verfügung. Jedes Protein besteht aus einer spezifischen Aneinanderreihung dieser. Wie sie angeordnet werden, ist in der DNA als genetischer Code gespeichert.
Die Bausteine des Lebens
Der menschliche Organismus ist eine permanente Baustelle, auf der Aminosäuren der wertvollste, aber nicht lagerbare Baustoff sind. Die optimale Mischung erhalten Neugeborene durch die Muttermilch. Aufgenommen über die Nahrung dienen sie dem gesamten Organismus als Energiequelle und Baustoff für Eiweiß, körpereigene Rezeptoren, Enzyme, Neurotransmitter, Hormone, Muskelaufbau und Vielem mehr.
Die 20 proteinogenen Aminosäuren werden typischerweise in nicht-essentielle und essentielle Aminosäuren eingeteilt. Neun davon kann der Körper nicht selbst herstellen. Diese werden deshalb auch als essentielle Aminosäuren bezeichnet und können ausschließlich über die Nahrung oder Nahrungsergänzungsmittel aufgenommen werden.
Wie gelangen essentielle Aminosäuren in den menschlichen Körper?
Über die Nahrung werden Proteine aufgenommen und im Verdauungsprozess zerkleinert und enzymatisch aufgespalten, bis letztlich die kleinste Einheit eines Proteins, die Aminosäuren, daraus entstehen. Nach der Aufspaltung werden diese über die Darmwand in den Blutkreislauf aufgenommen. Dort können sie für Bau- und Energiestoffwechsel verwendet werden.
Wie bilden wir neue Proteine?
Um besser zu verstehen, wie der menschliche Körper Aminosäuren verwendet und woher er weiß, welche benötigt werden, dient die genaue Betrachtung einer Körperzelle mit Zellkern.
Im Zellkern liegt die DNA. Diese Desoxiribonucleinsäure besteht aus der so genannten Desoxiribose, einer Phosphatgruppe und vier unterschiedlichen Nucleotid-Basen: Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin. Da unsere DNA eine so genannte Doppelhelix-Struktur ist, paaren sich immer zwei Basen, die wie Schlüssel und Schloss zueinander gehören: Adenin mit Thymin und Guanin mit Cytosin. Die gesamte „DNA-Doppel-Helix-Kette“ findet sich in jeder Zelle unseres Organismus und stellt das Genom dar. Unter dem Begriff Genom ist eine Art Bauplan für alle Bauprozesse in einer Zelle zu verstehen. Damit nicht ständig alles gebildet wird, gibt es eine bedarfsgerechte Anpassung:
Je nachdem, welcher Reiz ausgelöst wird, sorgt ein biochemischer Reiz im Zellkern für ein Abspielprogramm eines bestimmten Abschnitts der DNA. So reihen sich Basenpaar an Basenpaar. Dabei definiert die Information dreier Basenpaare – ein Codon – die Information einer Aminosäure. Welche drei Basenpaare eine bestimmte Aminosäure codieren, ist somit die Basis zur Bildung einer neuen Eiweißstruktur. Diese soll die im Körper gebildet werden und nennt sich genetischer Code.
Beim Ablesen eines bestimmten DNA-Abschnitts spaltet sich die eine Hälfte der Doppelhelix ab, sodass aus der DNA eine RNA wird. Da diese eine Nachricht übermitteln soll, wird sie auch Messenger RNA (mRNA) genannt. Die Nachricht gelangt zu einer Struktur in der Zelle, die sich Ribosom nennt. Dies ist sozusagen die Werkstatt, in der neue Eiweiße gebaut werden. Kurz gesagt: Wenn der Zellkern mit der DNA der Architekt ist, dient die RNA als Bauplan, damit der Bauarbeiter weiß, was zu tun ist. In dem Ribosom kann nun der Bauplan übersetzt werden. Ebenfalls wieder mit einem RNA-Gegenstück. Dabei ist nach dem Bauplan klar, welcher Baustein, oder welche Aminosäure als nächstes benötigt wird.
Die tRNA (Transfer-RNA) fügt immer nach der Codierung dreier Basenpaare die passende Aminosäure an. Es bildet sich also eine lange Kette, die nach Beendigung ein fertiges Protein ergibt. Je nach Ort der Herstellung (Zelltyp) entsteht ein Botenstoff, Enzym oder auch Rezeptor.
Welche Aufgaben erfüllen Aminosäuren?
Wie wir sehen, ist das Thema hoch komplex. Heruntergebrochen kann man aber am Beispiel der Neurotransmitter, also der Botenstoffe des Gehirns, veranschaulichen, welche wichtigen Aufgaben diese übernehmen:
| Aminosäure | Eiweiß | Funktion |
| L-Tryptophan | Serotonin | Neurotransmitter /Glückshormon |
| L-Tyrosin | Dopamin | Neurotransmitter /Motivationshormon |
| L-Glutamin | GABA | Neurotransmitter /Entspannungshormon |
Was sind die besten Aminosäuren?
In Bezug auf die “besten Aminosäuren” bzw. deren Qualität wird häufig die so genannte biologische Wertigkeit bestimmt. Denn Proteine unterscheiden sich in ihrem prozentualen Verhältnis von der biologischen Wertigkeit. Grundsätzlich wird dabei das Vollei, als Referenzeiweiß verwendet und ist mit 100 oder 100% definiert, vergleichsweise häufig auch Muttermilch. [i]
Diese Angabe hat sich jedoch als relativ ungenau und verallgemeinert erwiesen, da ein wesentlicher Aspekt nicht berücksichtigt wird: Viel wichtiger ist nämlich, wie gut der Organismus die Eiweiße aufspalten und aufnehmen kann. Dies ist entscheidend, da unabhängig von Qualität bzw. Zusammensetzung des Proteins bei mangelnder eiweißspaltender Enzymaktivität im Darm oder diversen anderen Störungen im Magen-Darm-Trakt, die Aufnahme (also Bioverfügbarkeit) vermindert sein kann.
Freie Aminosäuren wiederum können direkt aufgenommen werden, ohne mechanisch oder enzymatisch zerkleinert zu werden. So direkt, dass sie bereits bei Einnahme über Mundschleimhäute resorbiert werden.
Wann sollten Aminosäuren am besten eingenommen werden?
Ein generell erhöhter Bedarf besteht während des Wachstums, der Schwangerschaft, zur Wundheilung oder direkt nach körperlicher Belastung, wie beispielsweise nach einem harten Training. Das fehlende Hungergefühl nach körperlicher Belastung oder intensiven Trainingseinheiten kommt von der aktiven Stressachse, die bis zu zwei Stunden danach sehr aktiv sein kann. Während dieser Zeit ist die Verdauung stark gehemmt.
Freie Aminosäuren können unmittelbar nach dem Training konsumiert werden und stehen dem Organismus in wenigen Minuten zu Verfügung. Bei vermehrter Belastung oder eiweißarmer Ernährung empfiehlt sich die Einnahme 2-mal pro Tag mit 5-6 Gramm. Bei sehr intensiver Belastung können höhere Dosierungen notwendig werden. Die Resorption ist auf nüchternen Magen (mindestens eine halbe Stunde vor dem Essen) am höchsten. Die Einnahme kann aber aufgrund der hohen Bioverfügbarkeit und der nicht notwendigen Verdauung jederzeit stattfinden.
Die besten Aminosäuren im Sport
Gute körperliche Widerstandsfähigkeit und Energie, die richtige Balance zwischen effektiven Trainings- und Regenerationseinheiten, kombiniert mit einer ausgewogenen und gesunden Ernährung, sind wichtige Elemente für Leistungssteigerung und Muskelaufbau im Sport. Eine entscheidende Rolle spielen dementsprechend auch hier Aminosäuren.
Anders als Fett können sie kaum gespeichert werden, wodurch Mangelsituationen sehr schnell und oft auftreten. Dann hat der Körper die Wahl, entweder die notwendige Substanz nicht in ausreichender Menge zu produzieren oder sein eignes Gewebe zu opfern. Damit es nicht dazu kommt, ist die regelmäßige Versorgung des Körpers mit essentiellen Aminosäuren die wichtigste Nährstoffzufuhr.
Quick-Win für Leistungssteigerung und Muskelaufbau
Lysin ist eine essentielle Aminosäure und für den Aufbau von Muskulatur und Aminosäuren benötigt. Aufgrund der L-förmigen Erscheinung wird sie meist als L-Lysin bezeichnet. L-Lysin dient zur Bildung von Enzymen, Hormonen und Antikörpern. Darüber hinaus erfüllt sie wichtige Aufgaben und unterstützt beispielsweise das Knochenwachstum, die Zellteilung und Wundheilung. Im Sport unterstützt Lysin den (Wieder-)Aufbau von Muskeln und sorgt für eine schnelle Regeneration nach körperlicher Belastung.
Vor allem die Kombination aus verschiedenen Aminosäuren ist wichtig, um die Muskulatur nach dem Sport optimal zu versorgen. So kann der menschliche Organismus im Zusammenwirken mit anderen Stoffen aus Lysin das vitaminähnliche L-Carnitin produzieren, welches Energiestoffwechsel und Fettverbrennung fördert. Da Lysin denselben Transportweg vom Blutkreislauf in die Zellen nutzt wie Arginin, kann die Aufnahme dieser in die Zellen gehemmt werden (Antagonist). Bei Bedarf kann dadurch das das frei im Plasma vorliegende Arginin sehr schnell in den Botenstoff Stickstoffmonoxid umgewandelt werden. Dadurch wird Arginin die Fähigkeit zugeschrieben das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu senken. Es kann mit Sauerstoff reagieren, um den winzigen körpereigenen Botenstoff Stickstoffmonoxid (N0) zu bilden. Dieser hat eine positive Wirkung auf die Gefäßerweiterung, den Blutdruck und die Blutversorgung der Organe.
L-Arginin ist eine semi-essentielle Aminosäure und kann durch den Körper selbst gebildet werden. Aufgrund regenerierender Aktivitäten, wie etwa Wundheilungs- oder Genesungsprozesse, deckt die Eigenherstellung jedoch nicht den Tagesbedarf. Da L-Arginin eine anregende, gefäßerweiternde Wirkung zeigt, kann die Nährstoffzufuhr in den Muskelzellen verbessert und somit die Leistung gesteigert werden. L-Arginin trägt zudem zum Muskelaufbau bei und ermöglicht gleichzeitig den Abbau von Fett.
Ein optimaler Muskelaufbau wird erreicht, wenn L-Arginin mit anderen aufbau- und leistungsfördernden Nahrungsergänzungsmitteln wie BCAAs oder Creatine kombiniert wird, da diese durch die geweiteten Gefäße besser aufgenommen werden können.
BCAAs zum Aufbau und Schutz der Muskulatur
Die Abkürzung von BCAAs kommt aus dem Englischen und steht für Branched-Chain Amino Acids. Diese bezeichnen verzweigtkettige Aminosäuren, bestehend aus L-Valin, L-Leucin und Isoleucin, die zu den essentiellen Aminosäuren zählen und über die Nahrung aufgenommen werden müssen.
L-Valin erfüllt wichtige Funktionen beim Aufbau von Proteinen. Durch Anregung der Insulinausschüttung reguliert L-Valin den Blutzucker und sorgt für eine schnelle Aufnahme von Aminosäuren in die Muskulatur und Leber.
L-Leucin spielt eine Schlüsselrolle für den Aufbau neuer Gewebe. Dabei ist insbesondere der Proteinstoffwechsel in Muskulatur und Leber von BCAAs abhängig. L-Leucin wirkt dem Muskelabbau entgegen und unterstützt Heilungs- bzw. Regenerationsprozesse.
Wenn durch körperliche Belastung die freien Glukosereserven des Organismus aufgebraucht sind, dient Isoleucin als Energielieferant. Es ist über mehrere Zwischenstufen an der Glukoneogenese (Glukoseneubildung) beteiligt und wird selbst bei geringer körperlicher Belastung laufend für Erhalt und Regeneration des Muskelgewebes benötigt.
Es ist zudem an der Hormonregulation beteiligt und regt beispielsweise die Insulinausschüttung an, was die Aufnahme von Glukose und Aminosäuren aus der Blutbahn in die Muskelzellen verbessert. Durch Regulation des Blutzuckerspiegels kann eine schnelle Energiegewinnung unterstützt werden. Isoleucin ist zudem an der Aktivierung von Somatotropin, einem Wachstumshormon, beteiligt.
Aminosäuren oder Eiweißshake?
Menschen haben in ihrer Evolution kaum isolierte Aminosäuren konsumiert, sondern hauptsächlich Eiweiß. Für die Aufspaltung von Eiweiß in die einzelnen Aminosäuren wurden allerdings Enzyme benötigt. Stress und industrielle Nahrung können diese Verdauungsenzyme um bis zu 90% hemmen. [1] Menschen in Industrieländern sind dementsprechend sehr schlechte Eiweißverdauer, wodurch die Aminosäuren im Dickdarm landen und von Fäulnisbakterien zu giftigen Substanzen zerlegt werden. [2] Mit anderen Worten können wir uns mit einem teuren Steak, das nicht ausreichend verdaut werden kann, von innen heraus selbst vergiften. Unverdaute Proteine können weiterhin Auslöser von Allergien, Intolleranzen und damit auch Autoimmunerkrankungen sein.
Obwohl der Körper nach intensiven Belastungen dringend essentielle Aminosäuren bräuchte, ist die Zeit für einen Proteinshake nach dem Sport alles andere als optimal. Studien zeigten, dass nur 1,5g isolierte Aminosäuren so effizient wie 40g Whey Protein waren. [3] Zudem wurde belegt, dass durchschnittlich nur 15 bis 30 Prozent eines Proteinshakes aufgenommen werden kann. [4] Proteine sind die wertvollsten Bestandteile der Nahrung, aber unzerlegt gesundheitsschädigend. Freie Aminosäuren werden durch Fermentation (Gärungsprozess) mithilfe von Bakterien aus Gemüse gewonnen, so wie es auch im Darm geschieht. Sie sind also eine dem Körper bekannte Form, gegen die es auch keine allergische Reaktion geben, da sie im gesamten Körper zirkulieren und unsere Urbausteine sind.
Literatur
- [1] Caso, Leza, & Menchen, 2008.
- [2] Windey, de Preter, & Verbeke, 2012.
- [3] Wilkinson et al., 2018.
- [4] Oben, Kothari, & Anderson, 2008.
artgerecht hat es sich zur Aufgabe gemacht, dein Leben durch perfekt auf unsere menschliche DNA abgestimmte Genussmittel und einer unserer Art entsprechenden Lebensweise besser zu machen.
