Proteine sind die Grundbausteine allen Lebens, der Körper baut aus Nahrungsproteinen eigene Proteinen auf, Proteine erfüllen wichtige Aufgaben im Organismus

Was Proteine sind und wie sie aufgebaut sind

Proteine sind Hauptbestandteil jeder Körperzelle und erfüllen lebenswichtige Aufgaben im menschlichen Körper. In Gestalt von Hormonen, Antikörpern, Enzymen oder Muskelproteinen besteht der menschliche Körper aus 15% Protein.

Proteine sind aus Ketten von Einzelbausteinen, den Aminosäuren, aufgebaut, die wie Perlen auf einer Schnur miteinander verbunden sind. Wenn mehr als 100 Aminosäuren miteinander verknüpft sind, spricht man von einem Protein. Ansonsten von Peptiden, wenn weniger als 100 Aminosäuren miteinander verbunden sind. Die meisten Proteine im menschlichen Körper bestehen aus 100 bis 300 Aminosäuren, wohingegen Proteine auch aus vielen Tausend Aminosäuren bestehen können. Beispielsweise besteht ein Enzym aus 50 Aminosäuren, andernfalls ist es nicht funktionsfähig.

Um menschliche Proteine zusammen zu bauen, sind 20 bis 22 verschiedene Aminosäuren notwendig. Aminosäuren haben die Eigenschaft sich wie eine Säure, aber auch wie eine Base zu verhalten, da jede Aminosäure sowohl eine Amino- als auch eine Karbonsäure-Gruppe verfügt. Bei den Aminosäuren wird zwischen essentiellen und nicht essentiellen Aminosäuren unterschieden. Die essentiellen Aminosäuren können vom Körper nicht selbst aufgenommen. Da essentielle Aminosäuren für den Aufbau von körpereigenem Eiweiß erforderlich sind, müssen sie daher mit der Nahrung aufgenommen werden. Die in der Nahrung enthalteten Proteine werden freigesetzt und die Aminosäuren im Darm resorbiert. Die nicht-essentiellen Aminosäuren müssen nicht mit der Nahrung zugeführt werden, da sie im Körper aus anderen Aminosäuren und anderen Verbindungen gebildet werden können.

Zu den essentiellen Aminosäuren zählen:

• Isoleucin   Ile
• Leucin  Leu
• Lysin  Lys
• Methionin  Met
• Phenylalanin  Phe
• Threonin  Thr
• Tryptophan  Trp
• Valin  Val
• Arginin  Arg
• Histidin  His

Zu den nicht essentiellen Aminosäuren zählen:

• Alanin  Ala
• Asparagin  Asn
• Asparaginsäure  Asp
• Cystein  Cys
• Glutamin  Gln
• Glutaminsäure  Glu
• Glycin  Gly
• Prolin  Pro
• Serin  Ser
• Tyrosin  Tyr

Der menschliche Körper bildet aus allen essentiellen und nicht essentiellen Aminosäuren Ketten, die zu Proteinen aufgebaut werden. Bei der Aneinanderreihung der Aminosäuren können die Protein-Ketten im strukturellen Aufbau drei Strukturen bilden. Bei der Primärstruktur sind die einzelnen Aminosäureketten aneinander gereiht. Ist das Protein in einer Sekundärstruktur aufgebaut, können die Aminosäureketten eine unterschiedliche Form annehmen beispielsweise eine gewundene Spirale oder in Form einer Ziehharmonika. Die Tertiärstruktur des Proteins hat die Eigenschaft, dass die Spiralen und Ziehharmonikas sich unterschiedlich im Raum anordnen können. Bei der Quartärstruktur lagern sich mehrere Tertiärstrukturen aneinander.

Welche Aufgaben Proteine im Körper erfüllen

Proteine erfüllen vielfältige und wichtige Aufgaben im Körper. Als wichtiger Baustoff sind Proteine der Rohstoff für den Aufbau und Umbau von Zellen und somit auch von Geweben und Organen.

Da jede Zelle Proteine in ihrer Zellmembran enthält, dienen Proteine als Poren in der Lipiddoppelschicht der Zellmembran für die Wasser- und Sauerstoffversorgung der Zelle.

Proteine diesen als Rezeptoren für Streßhormone, Geschlechtshormone und Schilddrüsenhormone. Damit die Selbstregulation des Körpers erfolgreich ist, sind einwandfrei funktionierende Rezeptorproteine Voraussetzung dafür.

Eine weitere Aufgabe von Proteinen ist es jede Zelle des Körpers an ihrer Zelloberfläche mit einem bestimmten Erkennungsmerkmal zu kennzeichnen. Die Antikörper des Immunsystem erkennen die Zellen anhand des individuellen Erkennungsmerkmals als körpereigen an, so dass die Abwehrzellen des Immunsystems nicht die eigenen Körperzellen angreifen.

Proteine dienen auch als Energiequelle in Notzeiten. Nach spätestens 24 Stunden ohne Nahrung werden Muskelproteine zu Aminosäuren abgebaut und über den Blutstrom zur Leber transportiert, wo sie zu Glukose umgewandelt werden. Der Blutzuckerspiegel wird dank dieser Notfallmassnahme aufrecht erhalten und das Gehirn mit Energie versorgt.

Die Aneinanderreihung bestimmter Aminosäuren bilden Proteine, die im Körper Hormone, Neurotransmitter, Purine oder Enzyme sein können. Insulin beispielsweise besteht aus 51 Aminosäuren.

Eine weitere Aufgabe von Proteinen ist es Gewebearten Struktur und Stabilität zu verleihen. Kollagen als Stabilitätsmolekül ist am Aufbau der Knochen, des Bindegewebes und u.a. der Haut beteiligt.

Worauf bei der Zubereitung von Nahrungsproteinen zu beachten ist

Proteine sind extrem hitzempfindlich. Der Einfluss von Hitze hat irreversible Folgen bezogen auf ihre Struktur und Funktionalität, so dass die Proteine denaturieren (Zerstörung der drei dimensionalen Struktur). Die drei-dimensionale Tertiär- oder Quartärstruktur von Proteinen wird zerstört und die Proteine können sich nicht mehr regenerieren. Ein Beispiel für die Zerstörung von Proteinen kann man anhand eines gekochten Eies sehen. Nach dem Kochen eines Eies behält das gekochte Eiklar seine feste weiße Konsistenz.

Weil Proteine aus der Nahrung sowieso verdaut werden, brauchen sie bei der Nahrungsaufnahme nicht mehr funktionsfähig zu sein. Beim Verdauungsvorgang werden Proteine in die einzelnen Aminosäuren zerlegt. Beim Verzehr gekochter Nahrung wird dem Organismus somit ein Verdauungsschritt erspart.

Ab einer Temperatur von 120° C bis 140 °C reagieren Aminosäuren mit Zuckerarten wie Glucose, Fructose und Lactose zu neuen Verbindungen. Das Ergebnis dieser neuen Verbindungen sind Brat-, Röst- und Grillaroma wie sie von Keksen, einer Fleischkruste und der braunen Kruste des Brotes bekannt sind. Die Denaturierung der Aminosäuren bei solch hohen Temperaturen birgt das Risiko einer Maillard-Reaktion, wodurch der Stoff Acrylamid entsteht. Acrylamid steht im Verdacht krebserrgend und fortpflanzungsgefährdend zu sein. Der Verzehr von Maillard-Produkten erhöht den oxidativen Stress im Körper und schwächt das Immunsystem. Daraus können sich langfristig gesehen chronische Entzündungen und Gefäßerkrankungen entwickeln. Durchblutungsstörungen, Thrombosen, Krampfadern und Arteriosklerose sind somit auch begünstigt.

Weitreichende Folgen hat auch die Zerstörung körpereigener Proteine in ihrer dreidimensionaler Struktur bei hohem Fieber. Der kritische Punkt für die irreversible Protein-Zerstörung durch den Anstieg der Körpertemperatur liegt bei 42°C. Wenn körpereigene Proteine wie Enzyme und Hormone bei Fieber unterhalb des kritischen Temperaturpunkts erhitzen, können sich die Proteine wieder erholen.

Ein weiteres Risiko birgt das Erhitzen von Nahrungsproteinen, in dem sich durch Kochen und Braten die Ausrichtung der Aminosäuren ändert. Das Erhitzen von Nahrungsmitteln kann die Struktur von Aminosäuren in ihr Spiegelbild verwandeln, welche nicht mehr vom menschlichen Körper in den Aufbau körpereigener Proteine verwendet werden kann.

Aus ganzheitlicher Sicht besteht ein Lebensmittel aus einer Vielzahl von Inhaltsstoffen wie sekundären Pflanzenstoffen, Vitaminen und Fettsäuren, die unter Hitzeeinwirkung ihre Funktion verlieren oder sich sogar in schädliche Formen umwandeln. Hitzeempfindliche Vitamine verlieren ihre Wirkung und gute Fettsäuren können sich in gesundheitsschädigende Transfettsäuren umwandeln. Bei unerhitzer Nahrung unterstützen Enzyme und Proteine die Verdauung, während gekochte Nahrung keine funktionsfähigen Proteine mehr enthält und sogar eine gesundheitsschädigende Wirkung auf den Organismus mit sich bringen kann. Viele Vitalstoffe, die am Proteinstoffwechsel im menschlichen Körper beteiligt sind, gehen in erhitzen Speisen verloren, was zu einem zunächst zu einem Vitalstoffmangel und später zu einem Proteinmangel führt. Das hitzeempfindliche Vitamin B6 wie auch fast alle Vitamine des B-Komplexes hitzeempfindlich sind, ist hauptsächlich am Proteinstoffwechsel beteiligt. Wird nur gekochte und erhitzte Nahrung gegessen, wird beispielsweise Vitamin C und Vitamin A zerstört, welche auch ihre Aufgaben am Proteinstoffwechsel haben. Aus denaturierten Proteinen kann der Körper keine Aminosäuren für den Aufbau körpereigener Proteine mehr gewinnen.

Ein regelmässiger Rohkostanteil sollte daher in der Ernährung eine große Rolle spielen, um funktionsfähige Proteine aufzunehmen.

Wie die biologische Wertigkeit von Proteinen erhöht wird

Bei der Aufnahme der Nahrungsproteine spielt die biologische Wertigkeit eine größere Rolle als die Gesamtmenge der im Nahrungsprotein enthaltenen Aminosäuren. Das richtige Verhältnis der Aminosäuren zueinander ist entscheidender als die Menge der Aminosäuren. Eine höhere biologische Wertigkeit besitzen tierische Proteine im Vergleich zu pflanzlichen. Die Kombination durch den gemeinsamen Verzehr bestimmter pflanzlicher Lebensmittel erhöht die biologische Wertigkeit von Proteinen. Kartoffelstampf mit Ei gehört zu den Mahlzeiten mit einer hohen biologischen Wertigkeit, da alle essentiellen Aminosäuren vertreten sind und sich gegenseitig ergänzen.

Zu den oft verzehrten Getreidesorten gehören Mais, Weizen, Reis und Hirse, die jedoch arm an Lysin sind. Lysinreiches Getreide wie Hafer, Roggen und Gerste weisen ein Aminosäureprofil auf, welches dem tierischen Rindfleisch ähnelt. Daher sollten diese lysin-reichen Getreide auf dem Speiseplan stehen.

Bei der Frage ob, tierisches oder pflanzliches Protein das bessere ist, lässt sich sagen, dass tierisches Protein trotz seiner besseren biologischen Wertigkeit zu den komplexen Proteinen gehört, da es aus langen Aminosäureketten besteht. Der menschliche Organismus benötigt mehr Energie bei der Verdauung als bei den kurzkettigen pflanzlichen Proteinen. Das tierische Protein sorgt für schnelleres Wachstum und eine grössere Gewichtszunahme, was langfristig gesundheitliche Folgen mit sich bringt. Neben einem gestörten und krankheitsanfälligen Verdauungssystem, geht ein Mangel an Vitaminen, Antioxidantien und sekundären Pflanzenstoffen einher.

Zwar weist das Pflanzenprotein ein perfektes Aminosäureprofil auf, jedoch lässt sich das Protein aus dem dichten Cellulosegerüst bei der Verdauung schlechter lösen. Das Mixen von grünen Blattsalaten für einen Smoothie kann die Proteine durch Aufspaltung der Cellulosegerüste lösen und verfügbar machen.

Quelle eines jeden einzelnen tierischen Proteins ist die Pflanze, denn in Pflanzenkost sind alle essentiellen Aminosäuren enthalten, aus denen sowohl Tiere als auch Menschen in der Lage sind ihre eigenen Proteine, die sie für ihren eigenen Körper benötigen, zu verwenden.

Die Folgen eines Proteinüberschusses

Der Tagesbedarf an Proteinen ist individuell und von der Körpergröße und des Körpergewichts abhängig. In der Regel reichen bei Erwachsenen ca. 55 bis 65 Gramm Proteine aus, um den täglichen Bedarf zu decken. Mit der bei uns üblichen Ernährung werden meistens mehr Proteine aufgenommen als der Körper an Aminosäuren benötigt. Bei einer ausgewogenen Mischkost werden alle essentiellen Aminosäuren aufgenommen, aus denen der Organismus sein körpereigenes Protein herstellt.

Ein Proteinüberschuss durch Proteine aus falscher Ernährung wie durch isolierte Kohlenprodukte und fast food kombiniert mit einem Mangel an frischen Lebensmitteln hat weitreichende gesundheitliche Folgen.

Beim Abbau von Proteinen entstehen die Abbauprodukte Harnstoff und Harnsäure, die über die Nieren ausgeschieden werden und bei reichlichem Verzehr die Nieren überfordern können.

Fällt mehr Harnsäure an als, dass sie ausgeschieden werden kann, wird die Harnsäure vom Körper eingelagert. Die Einlagerung von Harnsäure in den Gelenken der Hände führt zu Gichtanfällen.

Eine weitere Folge durch reichlichen Proteinverzehr ist die chronische Übersäuerung des Körpers mit der Entstehung unterschiedlicher Krankheiten. Herz-Kreislauferkrankungen, Rheuma und Osteoporose sind typische Krankheiten einer Übersäuerung. Bei Osteoporose beispielsweise übersäuert proteinreiche Ernährung den Organismus und verbraucht körpereigene Mineralstoffvorräte, wenn keine Mineralstoffe mit der Ernährung eintreffen. Außerdem verhindert proteinreiche Ernährung die Aufnahme von Calcium und führt zur verstärkten Ausscheidung von Calcium.

Wie der Proteinbedarf auf gesunde Weise gedeckt werden kann

Zu den proteinreichsten tierischen Proteinen gehören Fleisch, Fisch und Eier. Wichtig ist die Herkunft, daher sollten tierische Proteine aus einer biologischen Weidehaltung und einer Bio-Aquakultur stammen.

Freilandeier in biologischer Qualität als Proteinshake eingenommen, können Bestandteil einer gesunden Ernährung sein, denn in einem Ei ist bereits alles enthalten, was ein Küken für seine Entwicklung braucht.

Milchprodukte sind aufgrund ihrer Unverträglichkeit wie Lactoseintoleranz und ihrer Eigenschaft zur Verschleimung der Atemwege, was häufige Erkältungen, Bronchitis, Asthma und Anginen auslösen kann, weniger geeignet als Proteinquelle zu beziehen.

Bereits kleine Mengen an tierischen Proteinen genügen zur Deckung des Proteinbedarfs, so dass der Grossteil des Proteinbedarfs aus einer optimalen Kombination aus pflanzlichen Proteinen stammen sollte. Pflanzliche Lebensmittel liefern nicht nur alle Aminosäuren, sondern auch Vitamine, Bitterstoffe, sekundäre Pflanzenstoffe und weitere Vitalstoffe, die in der Gesamtheit betrachtet viele Vorteile für den Körper mit sich bringen.

Pflanzliches Protein kann am besten aus Hülsenfrüchten, Ölsaaten, Nüssen und Getreide gewonnen werden.

Weitere Protein-Quellen:

• Fleisch, Geflügel, Fisch und Eier
• Erbsen, Linsen, Kicherebsen, Sprossen, Sojabohnen
• Erdnüsse, Kürbiskerne, Sonnenblumen, Sesam
• Nüsse, Mandeln, Amarant, Quinoa
• Hafer und Gerste gehören zu den lysinreichen Getreidesorten

Bei den meisten pflanzlichen Proteinen fehlt wenigstens eine Aminosäure. Hülsenfrüchte beispielsweise sind arm an Methionin, was jedoch durch den Verzehr anderer Lebensmittel, die die fehlende Aminosäure enthalten, im Laufe des Tages wieder ausgeglichen wird.

Lysinarme Getreidearten wie Weizen und Roggen können mit Hülsenfrüchten kombiniert werden, um ihre biologische Wertigkeit zu erhöhen. Getreidearten und Hülsenfrüchte eignen sich auch dazu sie keimen zu lassen, so dass sie nicht mehr säurebildend, sondern basisch verstoffwechselt werden. Weizen und Roggen können sogar ihren Gehalt an Lysin sogar um die 5-fache Menge steigern, wenn sie keimen.

Über ein harmonisches Aminosäurenprofil verfügen Erdnüsse. Einfach roh knabbern, als Mus, Pastete oder Erdnussmilch genießen.

Bei einigen Krankheiten kann die Gabe und Dosierung von zusätzlichem Protein sinnvoll sein. Diese sollte nur unter therapeutischer Aufsicht verabreicht werden.

Hohe Dosen von Aminosäuren für Bodybuilder zur Steigerung der Muskelmasse ist keine sichere Methode für verstärkten Fettabbau oder zur Gewichtskontrolle.

Hohe Dosen von Aminosäuren können den körpereigenen Stoffwechsel durcheinander bringen und als weitere mögliche Folge einen Nierenschaden verursachen.

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Literatur und Quellen

Webseiten / Bücher

Robert O. Young, Shelley Redford Young – Die pH-Formel für das Säure-Basen-Gleichgewicht
Miriam Polunin – Die 50 besten Lebensmittel für Ihre Gesundheit
https://www.netdoktor.de/ernaehrung/eiweiss/
https://eatsmarter.de/blogs/ingo-froboese/proteine-wie-viele-brauchen-wir-wirklich
https://www.fr.de/ratgeber/gesundheit/wann-eiweiss-nicht-mehr-gesund-sondern-viel-11118604.html
https://www.quarks.de/gesundheit/ernaehrung/machen-eiweisse-besonders-satt/