Eines der wichtigsten Ziele des Trainings – unabhängig von der Sportart – ist der Aufbau und die Definition der Muskulatur. Der Reiz selbst, also die Anstrengung, reicht dafür jedoch nicht aus. Entscheidend ist auch das passende „Baumaterial“, und das liefern wir über die Ernährung. Jeder weiß: Es geht um Eiweiß – doch das ist nur die halbe Wahrheit. Eine enorme Rolle spielen nämlich die proteinogenen Aminosäuren. Was sind sie? Wie viele gibt es? Was sind ihre Quellen? Und vor allem: Welche Aufgaben erfüllen sie in unserem Organismus? Wenn du Antworten auf diese Fragen suchst, lies diesen Artikel!
Was sind proteinogene Aminosäuren?
Aminosäuren sind eine Gruppe organischer chemischer Verbindungen, die aus vier Elementen bestehen: Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff und Sauerstoff. Proteinogene Aminosäuren sind organische Moleküle mit bestimmten Amino- und Carboxylgruppen. Man kann sie sich als eine Art „Haken“ und „Ösen“ vorstellen, dank derer sie sich zu längeren Ketten verbinden und Peptidbindungen bilden können. Aber… sind Aminosäuren Proteine?
Nein – auch wenn sie untrennbar mit Proteinen verbunden sind, sind sie keine Proteine an sich. Sie sind eher die „Bausteine“ der Proteine: einzelne Glieder, die sich erst zu einer langen Kette zusammenschließen. Deshalb werden sie zum Beispiel in Form von BCAA-Supplementen schneller aufgenommen als Proteinpulver: Im Gegensatz zu Proteinen wie WPC müssen sie nicht erst in kleinere Bestandteile zerlegt werden.
Welche Arten proteinogener Aminosäuren unterscheidet man?
Da du nun weißt, dass Aminosäuren keine Proteine sind, lohnt es sich zu erwähnen, dass es 20 proteinogene Aminosäuren gibt, die sich in drei Typen einteilen lassen:
- glukogene Aminosäuren,
- ketogene Aminosäuren,
- gemischte Aminosäuren.
Die erste Gruppe umfasst Verbindungen, die der Körper im Rahmen der Gluconeogenese in Glukose umwandeln kann. Das passiert vor allem dann, wenn der Blutzuckerspiegel sinkt – also häufig direkt nach einem intensiven Training oder morgens im nüchternen Zustand (daher ist es sinnvoll, möglichst bald zu frühstücken und während des Trainings bei Bedarf Glukose zuzuführen). Diese „Umwandlung“ findet in der Leber statt (durch Abspaltung der Aminogruppe) und wird vor allem dann aktiviert, wenn andere Energiereserven bereits aufgebraucht sind.
Ketogene Aminosäuren hingegen kann der Körper nicht in Zucker umwandeln. Stattdessen werden sie in sogenannte Ketonkörper oder in Acetyl-CoA überführt. Letzteres ist besonders wichtig, weil es einen zentralen „Treibstoff“ darstellt: Es entsteht direkt in den Zellen und gelangt unmittelbar in die Mitochondrien – die „Kraftwerke“ der Zelle. Hervorzuheben ist, dass der Körper auf ähnliche Weise auch Energie aus Fetten gewinnt. Dadurch wird Glukose für andere Prozesse im Körper geschont, was bei lang andauernder Belastung oder bei kohlenhydratarmen Ernährungsformen eine große Rolle spielt.
Die letzte Gruppe sind gemischte Aminosäuren, die Eigenschaften glukogener und ketogener Aminosäuren vereinen. Das bedeutet: Je nach aktuellem Bedarf kann der Körper sie entweder in Glukose oder in Ketonkörper umwandeln. Das hängt mit ihrer chemischen Struktur zusammen, die es ihren Bestandteilen ermöglicht, in beide Energiewege einzutreten.
Alle diese Aminosäuren können im Notfall auch aus der eigenen Muskulatur gewonnen werden – im Rahmen des Muskelkatabolismus, der letztlich ein „Rettungsmechanismus“ ist, wenn andere Ressourcen erschöpft sind. Umso wichtiger ist es, ausreichend Kohlenhydrate (unter anderem für das Gehirn und andere lebenswichtige Funktionen) sowie proteinogene Aminosäuren zuzuführen – damit die Muskulatur geschützt wird und anabole Prozesse unterstützt werden.
Welche Funktion haben proteinogene Aminosäuren?
Aminosäuren erfüllen im Körper eine komplexe Rolle. Die erste ist die Baustofffunktion: Aus ihnen bestehen Proteine, aus denen unter anderem Muskeln aufgebaut werden. Zudem ermöglichen sie eine normale Muskelfunktion. Außerdem sind sie am Aufbau von Bindegewebe beteiligt und unterstützen Regenerationsprozesse – insbesondere nach intensiver Belastung, wenn die Muskelfasern Mikroverletzungen aufweisen.
Auf der anderen Seite haben sie eine Signal- und Regulationsfunktion. Sie können unter anderem den mTOR-Signalweg aktivieren – also eine ganze Kaskade von Prozessen, die den Muskelaufbau anstößt. Darüber hinaus sind Aminosäuren Bestandteile von Hormonen (die de facto Ketten solcher Moleküle sind), beispielsweise Insulin und Wachstumshormon. Vielleicht bist du auch schon auf Peptide gestoßen (also – natürlich – kurze Proteine), die als Analoga solcher Verbindungen beschrieben werden und anabole Prozesse im Körper aktivieren können.
Und damit ist es noch lange nicht getan: Aminosäuren sind auch Bestandteile von Enzymen – also Proteinen, die chemische Reaktionen katalysieren. Dazu zählen etwa Prozesse der Fettverwertung (Lipolyse). Enzyme finden sich auch im Verdauungstrakt, wo sie Nahrung in leichter aufnehmbare Bestandteile zerlegen.
Die Funktionen von Aminosäuren ließen sich endlos aufzählen, denn sie sind Bausteine vieler Zellen und „Moleküle“ in unserem Körper. Welche konkreten Aminosäuren – glukogene, ketogene und gemischte – gibt es? Die folgende Tabelle zeigt alle proteinogenen Aminosäuren, die für die Funktion des Organismus notwendig sind:
| Aminosäure | Stoffwechsel | Rolle (einfach erklärt) |
|---|---|---|
| Alanin | Glukogen | Transportiert Stickstoff und Kohlenstoff zwischen Muskeln und Leber; beteiligt an der Gluconeogenese. |
| Arginin | Glukogen | Wichtig im Harnstoffzyklus und bei der Synthese von Stickstoffmonoxid (Gefäßregulation). |
| Asparagin | Glukogen | Unterstützt Proteinsynthese und Stickstoffstoffwechsel. |
| Asparaginsäure | Glukogen | Beteiligt am Stickstoffstoffwechsel und an der Weiterleitung nervöser Signale. |
| Cystein | Glukogen | Schwefelquelle; wichtig für antioxidative Prozesse (Vorstufe von Glutathion). |
| Glycin | Glukogen | Einfachste Aminosäure; Bestandteil von Kollagen; reguliert Neurotransmission. |
| Glutamin | Glukogen | Wichtigster Stickstoffträger; unterstützt Darmfunktion und Immunsystem. |
| Glutaminsäure | Glukogen | Zentraler erregender Neurotransmitter; beteiligt am Energiestoffwechsel. |
| Histidin | Glukogen | Vorstufe von Histamin (Immunität, Allergiereaktionen); wichtig in Wachstumsphasen. |
| Methionin | Glukogen | Methylgruppendonor; wichtig für die Synthese vieler Verbindungen und für Entgiftungsprozesse. |
| Prolin | Glukogen | Baustein von Kollagen; beeinflusst die Struktur des Bindegewebes. |
| Serin | Glukogen | Beteiligt am Phospholipidstoffwechsel und an der Synthese bestimmter Neurotransmitter. |
| Threonin | Glukogen | Unterstützt Verdauung und Immunsystem; kann sowohl Glukose als auch Ketone liefern. |
| Valin | Glukogen | BCAA; wichtig für Muskelstoffwechsel und Energieversorgung. |
| Isoleucin | Gemischt | BCAA; beeinflusst Energiestoffwechsel und Muskelregeneration. |
| Phenylalanin | Gemischt | Vorstufe von Tyrosin und Neurotransmittern (Dopamin, Adrenalin). |
| Tryptophan | Gemischt | Vorstufe von Serotonin und Melatonin (Stimmung, Schlaf). |
| Tyrosin | Gemischt | Vorstufe von Schilddrüsenhormonen sowie Katecholaminen (Adrenalin, Noradrenalin). |
| Leucin | Ketogen | BCAA; starkes anaboles Signal, stimuliert Muskelproteinsynthese. |
| Lysin | Ketogen | Unterstützt Protein- und Hormonsynthese; wichtig für die Kollagenstruktur. |
Quellen proteinogener Aminosäuren
Die obige Tabelle liefert die wichtigsten Informationen zu den Funktionen. Doch wo findet man Aminosäuren in der Ernährung? In diesem Zusammenhang taucht manchmal der Begriff „Aminosäureprofil“ auf. Er beschreibt, in welchen Verhältnissen diese „Bausteine“ in einem Lebensmittel vorkommen. Kurz gesagt: Protein ist nicht gleich Protein. Man unterscheidet:
- vollwertige Proteine,
- unvollständige Proteine.
In der ersten Gruppe finden sich tierische Produkte – darunter Hühnereier, die als Referenzprotein mit besonders hoher biologischer Wertigkeit gelten. Direkt dahinter folgt Fleisch, darunter Rind, Geflügel und Schwein. Auch Fisch ist eine wertvolle Quelle proteinogener Aminosäuren (und reich an Omega-3-Fettsäuren). Gute Protein- und Aminosäurequellen sind außerdem Milchprodukte wie Quark, Joghurt und Milch. Erwähnenswert sind auch Supplemente: Molkenprotein in verschiedenen Varianten, Casein sowie „reine“ verzweigtkettige Aminosäuren (BCAA), die teils auch Proteinpulvern zugesetzt werden.
Was sind unvollständige Proteine? Das sind Proteine pflanzlichen Ursprungs. Zu dieser Kategorie zählen zum Beispiel:
- Hülsenfrüchte (z. B. Bohnen, Linsen, Erbsen),
- Getreideprodukte (Reis, Grütze/Grützwaren, Nudeln, Hafer),
- Nüsse und Samen.
Heißt das, Vegetarier und Veganer hätten keine Chance, Muskeln aufzubauen? Nicht unbedingt. Entscheidend ist eine sinnvolle Kombinationsstrategie. Das bedeutet: In einer Mahlzeit sollten verschiedene Aminosäurequellen enthalten sein – dann können auch Menschen ohne Fleisch in der Ernährung effektiv an ihrer Muskulatur arbeiten. Bestandteile, die in einem Lebensmittel in zu geringer Menge vorkommen, nennt man limitierende Aminosäuren.
Beispielsweise lassen sich Getreideprodukte gut mit Hülsenfrüchten oder Milchprodukten kombinieren, Hülsenfrüchte wiederum mit Nüssen oder Reis. Mais passt sehr gut zu Bohnen. Das sorgt für eine bessere „Vollständigkeit“ der Bausteine für Proteine – und damit für deine Muskeln.
Proteinogene Aminosäuren – Zusammenfassung
Diese organischen Verbindungen sind für das korrekte Funktionieren des gesamten Organismus enorm wichtig. Sie sind nicht nur am Muskelaufbau beteiligt, sondern unterstützen auch zahlreiche Prozesse – von der Verdauung bis zur Versorgung einzelner Zellen. Gleichzeitig sollte man im Kopf behalten: Aminosäuren, Proteine und Co. sind nur ein Teil dessen, worauf es im Training ankommt. Es gibt außerdem Kohlenhydrate, Fette und eine Vielzahl an Mikronährstoffen, die den Körper versorgen. Deshalb sollte die Ernährung abwechslungsreich und ausgewogen sein.