Protein und Aminosäuren: Bausteine des Lebens

Proteine – umgangssprachlich Eiweiße – gehören neben Kohlenhydraten und Fetten zu den energieliefernden Hauptnährstoffen. Ihre wichtigste Bedeutung liegt jedoch nicht in der Energieversorgung: Proteine liefern dem Körper Aminosäuren und Stickstoff, die er für den Aufbau und Erhalt von Zellen, Geweben, Enzymen, Hormonen, Transportproteinen und Bestandteilen des Immunsystems benötigt.

Die Zusammensetzung: wie eine Perlenkette

Proteine bestehen aus Aminosäuren. Vereinfacht kann man sich ein Protein wie eine lange Perlenkette vorstellen, bei der die einzelnen Aminosäuren die Perlen bilden. Für die menschliche Ernährung werden 20 proteinogene Aminosäuren betrachtet, aus denen der Körper seine zahlreichen unterschiedlichen Proteine aufbaut.

Entbehrliche Aminosäuren: Einen Teil dieser Aminosäuren kann der menschliche Stoffwechsel selbst herstellen.

Unentbehrliche Aminosäuren: Neun Aminosäuren müssen regelmäßig über die Nahrung zugeführt werden, weil der menschliche Körper sie nicht selbst in ausreichender Menge bilden kann: Histidin, Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan und Valin.

Was bestimmt die Qualität eines Proteins?

Für die ernährungsphysiologische Qualität eines Proteins sind vor allem zwei Faktoren entscheidend: die Zusammensetzung der unentbehrlichen Aminosäuren und ihre Verdaulichkeit.

Die früher häufig verwendete biologische Wertigkeit beschreibt, wie gut ein aufgenommenes Nahrungsprotein zur Bildung körpereigener Proteine genutzt werden kann. Sie ist jedoch nur eine von mehreren Möglichkeiten, Proteinqualität zu beurteilen.

Neuere Bewertungsverfahren berücksichtigen stärker, welche unentbehrlichen Aminosäuren tatsächlich verdaut und verfügbar werden. Dazu gehört unter anderem der von der FAO vorgeschlagene Digestible Indispensable Amino Acid Score (DIAAS).

Pflanzliche und tierische Proteine

Tierische Proteine weisen häufig ein Aminosäureprofil und eine Verdaulichkeit auf, die zu einer hohen Proteinqualität führen. Pflanzliche Proteine unterscheiden sich dagegen stärker voneinander.

Bei vielen Getreidearten ist beispielsweise Lysin die begrenzende Aminosäure. Hülsenfrüchte enthalten meist vergleichsweise weniger schwefelhaltige Aminosäuren wie Methionin und Cystein. Das bedeutet jedoch nicht, dass pflanzliche Lebensmittel grundsätzlich keine vollständigen Proteine enthalten. Vielmehr unterscheiden sich Menge und Verhältnis der einzelnen unentbehrlichen Aminosäuren.

Einige pflanzliche Proteinquellen – darunter insbesondere Soja – besitzen bereits für sich eine vergleichsweise hohe Proteinqualität.

Unterschiedliche Proteinquellen ergänzen sich

Der Vorteil einer abwechslungsreichen pflanzlichen Ernährung besteht darin, dass sich unterschiedliche Aminosäureprofile ergänzen können.

Typische Kombinationen sind beispielsweise:

• Hülsenfrüchte und Getreide, etwa Linsen mit Reis
• Bohnen und Mais
• Erbsen oder Linsen mit Brot
• Haferflocken mit Sojadrink
• Hummus mit Vollkornbrot

Getreide liefert relativ mehr schwefelhaltige Aminosäuren, während Hülsenfrüchte meist lysinreicher sind.

Eine abwechslungsreiche Auswahl proteinreicher pflanzlicher Lebensmittel bei insgesamt ausreichender Energiezufuhr ermöglicht daher auch bei einer rein pflanzlichen Ernährung grundsätzlich eine bedarfsdeckende Proteinversorgung.

Zu den besonders wichtigen pflanzlichen Proteinquellen gehören:

Hülsenfrüchte wie Linsen, Bohnen, Erbsen und Kichererbsen, Sojaprodukte wie Tofu und Tempeh, Vollkorngetreide, Nüsse, Samen und Kerne.

Verdaulichkeit pflanzlicher Proteine

Die Verdaulichkeit von Proteinen unterscheidet sich zwischen verschiedenen Lebensmitteln. Pflanzliche Proteine weisen im Durchschnitt häufig eine etwas geringere Verdaulichkeit auf als viele tierische Proteine.

Dafür gibt es mehrere Gründe. Pflanzen besitzen komplexe Zellstrukturen und enthalten neben Protein unter anderem Ballaststoffe sowie verschiedene natürliche Pflanzeninhaltsstoffe. Einige davon können die Verdauung von Proteinen beeinflussen.

Auch die Verarbeitung spielt eine Rolle.

Kochen, Einweichen, Keimen, Fermentieren oder andere Verarbeitungsverfahren können die Proteinverdaulichkeit beziehungsweise die Verfügbarkeit einzelner Aminosäuren beeinflussen und teilweise verbessern.

Fermentierte Lebensmittel wie Tempeh sind deshalb nicht nur kulinarisch, sondern auch ernährungsphysiologisch interessante Proteinquellen.

Funktionen im Körper

Proteine erfüllen im menschlichen Körper eine Vielzahl lebenswichtiger Aufgaben:

Struktur: Proteine sind Bestandteile von Muskeln, Haut, Haaren, Nägeln, Bindegewebe und Knochen.

Enzyme: Zahlreiche Stoffwechselreaktionen werden durch Enzyme ermöglicht oder beschleunigt – und die meisten Enzyme sind Proteine.

Transport: Transportproteine übernehmen wichtige Aufgaben im Organismus. Hämoglobin transportiert beispielsweise Sauerstoff im Blut.

Immunsystem: Antikörper sind Proteine und ein wesentlicher Bestandteil der spezifischen Immunabwehr.

Hormone und Signalstoffe: Verschiedene Hormone, darunter Insulin, bestehen aus Peptiden beziehungsweise Proteinen.

Bewegung: Die Muskelproteine Aktin und Myosin ermöglichen Muskelkontraktionen und damit Bewegung.

Was passiert bei einer unzureichenden Proteinversorgung?

Ein ausgeprägter ernährungsbedingter Proteinmangel ist in Deutschland und anderen wohlhabenden Industrieländern bei ausreichender Energieversorgung selten. Eine dauerhaft unzureichende Protein- und Energiezufuhr kann jedoch erhebliche gesundheitliche Folgen haben.

Dazu können gehören:

Verlust von Muskelmasse und Körperprotein: Bei längerem Mangel greift der Organismus verstärkt auf körpereigene Proteinreserven zurück.

Beeinträchtigte Wundheilung und Regeneration: Für den Aufbau neuen Gewebes werden Aminosäuren benötigt.

Beeinträchtigung der Immunfunktion: Eine schwere Unterversorgung kann die Bildung und Funktion verschiedener Komponenten des Immunsystems beeinträchtigen.

Ödeme: Bei schwerer Protein-Energie-Mangelernährung kann unter anderem ein niedriger Albuminspiegel dazu beitragen, dass Flüssigkeit aus den Blutgefäßen ins Gewebe übertritt.

Haarausfall, Hautveränderungen oder brüchige Nägel können ebenfalls auftreten, sind jedoch unspezifisch und können zahlreiche andere Ursachen haben.

Wie hoch ist der tägliche Proteinbedarf?

Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) und die Österreichische Gesellschaft für Ernährung (ÖGE) geben für gesunde Erwachsene von 19 bis unter 65 Jahren eine empfohlene Zufuhr von 0,8 g Protein pro Kilogramm Körpergewicht und Tag an.

Für Erwachsene ab 65 Jahren gilt ein Schätzwert für eine angemessene Zufuhr von 1,0 g Protein pro Kilogramm Körpergewicht und Tag.

Diese körpergewichtsbezogenen Referenzwerte beziehen sich auf normalgewichtige Personen. Bei Übergewicht sollte für die Berechnung nicht ohne Weiteres das tatsächliche Körpergewicht verwendet werden.

Und bei Sport?

Für gesunde Erwachsene, die bis zu etwa fünf Stunden pro Woche sportlich aktiv sind, geht die DGE grundsätzlich nicht von einem erhöhten Proteinbedarf aus.

Bei Sportlerinnen und Sportlern mit einem höheren Trainingsumfang kann – abhängig von Trainingsart, Trainingsintensität und Trainingsziel – eine Zufuhr von etwa 1,2 bis 2,0 g Protein pro Kilogramm Körpergewicht und Tag sinnvoll sein.

Dabei ist nicht nur die Gesamtmenge entscheidend. Eine ausreichende Energiezufuhr, abwechslungsreiche Proteinquellen und eine sinnvolle Verteilung proteinreicher Mahlzeiten über den Tag spielen ebenfalls eine Rolle.

Fazit

Auch bei rein pflanzlicher Ernährung lässt sich der Proteinbedarf grundsätzlich decken. Entscheidend sind eine ausreichende Gesamtenergiezufuhr sowie eine abwechslungsreiche Auswahl proteinreicher Lebensmittel.

Hülsenfrüchte, insbesondere Soja und daraus hergestellte Lebensmittel wie Tofu und Tempeh, Vollkorngetreide, Nüsse, Samen und Kerne liefern nicht nur Protein, sondern ergänzen sich auch in ihrer Aminosäurezusammensetzung.

Pflanzliche Proteine sind nicht prinzipiell „minderwertig“. Ihre Proteinqualität unterscheidet sich jedoch je nach Lebensmittel und wird sowohl vom Aminosäureprofil als auch von der Verdaulichkeit beeinflusst. Eine gut geplante vegane Ernährung berücksichtigt genau diese Unterschiede.