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Muskelproteinsynthese – Proteinbiosynthese – was ist das?

Wieviel Protein wird zur Erhöhung der Proteinbiosynthese benötigt?

Als Sportler stolpert man immer wieder ĂŒber den Begriff der Proteinbiosynthese. Deshalb widmen wir uns in diesem Artikel einmal ausfĂŒhrlich diesem biologischen Prozess, der fĂŒr den Muskelaufbau enorm wichtig ist. Dabei klĂ€ren wir die wichtigsten Fragen: Was ist die Proteinbiosynthese genau? Warum ist sie fĂŒr Kraft- und Fitnesssportler einer der wichtigsten Prozesse? Wie kannst du sie beeinflussen und fĂŒr dich nutzen? Was kannst du konkret tun, um mit ihrer Hilfe deinen Muskelaufbau bestmöglich voranzubringen?

Was ist die Muskelproteinbiosynthese?

Die Proteinbiosynthese ist ein biologischer Prozess, bei dem der Körper aus AminosĂ€uren neue Proteine aufbaut. Diese Proteine benötigt der Körper fĂŒr viele verschiedene Bereiche und Funktionen. So werden Proteine z.B. fĂŒr das Immunsystem, Zellmembrane, den Transport von Stoffen, die Hormonproduktion, Verdauungsenzyme, die Haut, Sehnen und das Blut benötigt. Wie man sieht, kommt man ohne Proteine nicht aus, weshalb bestimmte AminosĂ€uren auch als essentiell eingestuft werden, also als lebensnotwendig, die unbedingt ĂŒber die Nahrung aufgenommen werden mĂŒssen, um daraus die lebenswichtigen Proteine herstellen zu können.

Neben diesen unverzichtbaren Funktionen benötigt der Körper Proteine natĂŒrlich auch fĂŒr den Muskelaufbau. Da die Muskulatur zu einem sehr großen Teil aus Proteinen besteht und bei der Reparatur, dem Wachstum und dem Erhalt der Muskulatur Proteine benötigt werden, ist die Proteinbiosynthese eine der wichtigsten Stellschrauben eines Fitness- und Kraftsportlers, die es zu maximieren gilt.

Bevor wir gleich darauf eingehen, wie man die Proteinbiosynthese maximal stimulieren kann, um so das Beste fĂŒr seine Muskulatur herauszuholen, schauen wir uns an was bei der Proteinbiosynthese genau passiert.

Man kann sich die Proteinbiosynthese wie den Bau eines Hauses vorstellen. Baufahrzeuge transportieren wichtige Bauelemente wie Beton, StahltrĂ€ger, Fenster, TĂŒren und Dachziegel zur Baustelle. Parallel dazu liefert die Nahrung verschiedene AminosĂ€uren, die ĂŒber den Darm aufgenommen und ĂŒber das Blut bis hin zur Muskulatur transportiert werden. Verschiedene Bauarbeiter nutzen KrĂ€ne, Maschinen und die Bauelemente, um damit StĂŒck fĂŒr StĂŒck das Haus aufzubauen. Parallel dazu nutzen Körperzellen DNA, mRNA, Enzyme und die AminosĂ€uren aus der Nahrung, um daraus Muskelproteine aufzubauen.

Proteinbiosynthese Infografik

Hat man dieses Prinzip verstanden, kann man sich daraus direkt eine wichtige Regel ableiten: die Wichtigkeit der biologischen Wertigkeit. Klingt kompliziert? Ist es aber nicht! Stell dir vor, die Baufahrzeuge wĂŒrden nur Fenster und TĂŒren zur Baustelle transportieren. Dann wĂ€re nicht nur der Bauleiter verĂ€rgert, sondern das Haus könnte auch nicht fertiggestellt werden.

Genauso benötigt der Körper eine Vielzahl unterschiedlicher AminosĂ€uren in der richtigen Menge! WĂŒrde man dem Körper bspw. nur die AminosĂ€ure L-Leucin zufĂŒhren, könnte die Proteinbiosynthese nicht ablaufen. Nein sogar schlimmer! WĂ€hrend der Bauleiter nicht auf die Idee kĂ€me beim Nachbarhaus den fehlenden Beton zu stehlen, fĂ€ngt der Körper an, AminosĂ€uren von einer anderen Stelle im Körper wegzunehmen. Um das zu verhindern, gilt es auf die biologische Wertigkeit, d.h. also auf ein gutes AminosĂ€ureverhĂ€ltnis in der ErnĂ€hrung zu achten. Um das zu gewĂ€hrleisten, reicht es aus, unterschiedliche Proteinquellen ĂŒber den Tag einzunehmen. Dadurch ergĂ€nzen sich die Proteinquellen gegenseitig und es kommt zu keinen fehlenden AminosĂ€uren. Wer auf Nummer sicher gehen will und sich keinen Kopf ĂŒber unterschiedliche Proteinkombinationen machen möchte, kann zu EAAs zurĂŒckgreifen, die man zusĂ€tzlich zu seinem Essen einnehmen kann.

Wie erhöht man die Proteinbiosynthese?

Nachdem geklĂ€rt ist, was man tun kann, damit die Proteinbiosynthese reibungslos ablĂ€uft, schauen wir uns nun an, wie man als Sportler die Proteinbiosynthese beeinflussen kann, um sie maximal zu stimulieren und einen grĂ¶ĂŸtmöglichen Muskelaufbau hervorzurufen.

Proteine & AminosÀuren

Proteinbiosynthese - wie viel Protein wird benötigt?
30 bis 40 Gramm Protein nach dem Workout erwiesen sich als optimal um die Proteinbiosynthese zu erhöhen

Proteine bzw. AminosĂ€uren sind nicht nur die wichtigsten Bausteine fĂŒr die Proteinbiosynthese, sondern sie sorgen auch fĂŒr ihre Stimulation. Stelle also sicher, dass du genĂŒgend Protein in jeder Mahlzeit hast, insbesondere aus qualitativ hochwertigen Quellen wie magerem Fleisch, Fisch, GeflĂŒgel, Eiern, Milchprodukten, HĂŒlsenfrĂŒchten und NĂŒssen. Achte dabei auf die Faustregel von mindestens 30g Protein pro Mahlzeit. Wenn du es genau wissen willst, dann haben wir einen interessanten Auszug aus einem wissenschaftlichen Paper fĂŒr dich herausgesucht, das 175 verschiedene Studien berĂŒcksichtigt und zu folgendem Statement kommt: ⁉ Die Einnahme einer Proteindosis von 20–40 g (0,25–0,40 g/kg Körpermasse/Dosis) einer hochwertigen Quelle alle drei bis vier Stunden scheint die Muskelproteinbiosynthese-Rate im Vergleich zu anderen ErnĂ€hrungsgewohnheiten am effektivsten zu beeinflussen. [1]

🍌 Kohlenhydrate 

Auch wenn man es auf den ersten Blick nicht vermuten wĂŒrde, haben auch Kohlenhydrate Einfluss auf die Proteinbiosynthese. Kohlenhydrate sorgen fĂŒr einen Insulinausstoß, der anabole Effekte, einschließlich der Förderung der Proteinbiosynthese mit sich bringt. Allerdings schlussfolgern Studien, dass die Proteinbiosynthese durch die Kombination von Proteinen und Kohlenhydraten nicht stĂ€rker gesteigert wird im Vergleich zur Einnahme von ausreichend Protein ohne Kohlenhydrate. [1] Dennoch haben Kohlenhydrate einen anderen positiven Effekt auf den Muskelaufbau, indem sie die Glykogenspeicher der Muskulatur regenerieren und nach dem Training den Abbau von Muskelprotein verringern. ⁉FĂŒr die Praxis können wir dafĂŒr folgende Werte empfehlen: 0,8g Kohlenhydrate pro kg Körpergewicht in Kombination mit 0,3g Protein pro kg Körpergewicht pro trainierte Stunden.

 đŸ„Ș Kalorienzufuhr

Da der Körper Muskelgewebe nur wĂ€hrend eines EnergieĂŒberschuss aufbaut, benötigt man ausreichend Kalorien, um die Proteinbiosynthese zum Laufen zu bringen. Genau genommen, baut der Körper zwar auch Muskelgewebe in einem Kaloriendefizit auf, jedoch baut er dann Gewebe an einer anderen Stelle wieder ab. Deshalb gilt es auf eine ausreichende Energiezufuhr zu achten, um die Proteinbiosynthese und damit den Muskelaufbau zu gewĂ€hrleisten.

đŸ„ Vitamine

Die Proteinbiosynthese erfordert neben AminosĂ€uren auch andere NĂ€hrstoffe wie Vitamin B6, Vitamin A, Magnesium und Zink. Eine abwechslungsreiche ErnĂ€hrung mit viel Obst, GemĂŒse und Vollkornprodukten oder das Supplementieren von Mineralstoff- und VitaminprĂ€paraten kann sicherstellen, dass diese NĂ€hrstoffe in ausreichender Menge aufgenommen werden. Mit diesen NĂ€hrstoffen wirst du die Proteinbiosynthese zwar nicht ankurbeln können, aber dafĂŒr sorgen, dass sie reibungslos ablĂ€uft.

đŸ’Ș Training

Eine der grĂ¶ĂŸten Stellschrauben fĂŒr die Beeinflussung der Proteinbiosynthese ist das Training. Nach einem intensiven Krafttraining wird die Proteinbiosynthese fĂŒr bis zu 72 Stunden aufrechterhalten und hat ihren Höhepunkt direkt nach dem Training. Man spricht deshalb auch oft vom anabolen Fenster, das sich nach dem Training öffnet. Deshalb ist die zeitnahe Versorgung des Körpers mit hochwertigem Protein definitiv sinnvoll. Allerdings bedeutet das nicht, wie hĂ€ufig vermutet, dass keine Muskulatur aufgebaut wird, wenn nach dem Training nicht gleich eine proteinreiche Mahlzeit zugefĂŒhrt wird. Schließlich ist die Proteinbiosynthese ausreichend lang aktiv.

💊 Supplemente

Auch NahrungsergĂ€nzungsmittel können Auswirkungen auf die Proteinbiosynthese haben, wobei vor allem die AminosĂ€ure Leucin eine entscheidende Rolle spielt. Diese AminosĂ€ure aktiviert den mTor Signalweg, ĂŒber den wir bereits hier geschrieben haben: (mTor von VAYU). mTor leitet ein wichtiges Signal an die Proteinbiosynthese, sodass diese angefeuert wird. Supplemente, die auf diesen Signalweg setzen, enthalten eine hohe Dosierung von Leucin, wie z.B. BCAAs mit einem hohen Leucinanteil, mTor von VAYU oder reine Leucin Supplemente. Wichtig dabei zu wissen ist, dass Leucin zwar die Proteinbiosynthese ankurbelt, jedoch alle weiteren essentiellen AminosĂ€uren nicht fehlen dĂŒrfen, damit die Produktion der Muskelproteine stattfinden kann. Die Gabe von Leucin macht deshalb nur bei gleichzeitiger Einnahme von weiteren AminosĂ€uren oder einer proteinreichen Mahlzeit Sinn.

Daneben eignen sich auch Proteinpulver wie Whey oder Casein, um die Proteinbiosynthese zum Laufen zu bringen. Whey Protein eignet sich dabei besonders direkt nach dem Training, da hier die Proteinbiosynthese ihren Höchststand erreicht und der Körper sehr empfĂ€nglich fĂŒr schnell verfĂŒgbares Protein ist. Casein dagegen kann sehr gut vor dem Schlafengehen eingenommen werden, damit die Proteinbiosynthese auch nachts nachgewiesenermaßen erhöht bleibt. [1]

😮 Schlaf

WĂ€hrend des Schlafs durchlĂ€uft der Körper verschiedene Schlafphasen, darunter die sogenannte Tiefschlaf- sowie die REM-Schlafphase (Rapid Eye Movement). In diesen Schlafphasen finden wichtige Prozesse statt, die die Proteinbiosynthese beeinflussen. WĂ€hrend des Tiefschlafs werden Wachstumshormone verstĂ€rkt freigesetzt, die die Proteinbiosynthese positiv beeinflussen. Eine ausreichende Schlafdauer und eine gute SchlafqualitĂ€t sind daher wichtig, um den Tiefschlaf zu fördern und die Freisetzung von Wachstumshormonen zu maximieren. Weiterhin sorgt zu wenig Schlaf fĂŒr ein erhöhtes Stresslevel im Körper und damit zu einem erhöhten Cortisolspiegel, was sich negativ auf die Proteinbiosynthese auswirkt.

đŸ™‹â€â™‚ïžAlter und Genetik

Neben den oben genannten beeinflussbaren Faktoren, gibt es auch Stellschrauben, an denen kein Sportler drehen kann. Dazu gehören das Alter und die Genetik. Mit zunehmendem Alter nimmt die AktivitĂ€t der Proteinbiosynthese ab, was hauptsĂ€chlich an altersbedingten VerĂ€nderungen im Hormonspiegel, insbesondere an einem RĂŒckgang des anabolen Hormons Testosteron liegt. Da Testosteron maßgeblich an der Regulierung der Proteinbiosynthese beteiligt ist und das Muskelwachstum beeinflusst, kann ein niedriger Testosteronspiegel die FĂ€higkeit des Körpers, Muskeln aufzubauen und zu erhalten, beeintrĂ€chtigen. Ebenso ist die Genetik ein unverĂ€nderbarer Faktor, der sich sowohl positiv als auch negativ auf die Proteinbiosynthese auswirken kann. Manch Sportler ist dabei mit einer sehr guten Genetik ausgestattet, die zu einem muskulösen Körper ohne viel Aufwand fĂŒhrt, wĂ€hrend bei manch anderen Menschen selbst mit grĂ¶ĂŸtem Aufwand nur wenig passiert.

Zusammenfassung

Die Proteinbiosynthese ist fĂŒr den Muskelaufbau und damit fĂŒr Kraft- und Fitnesssportler die wichtigste Komponente ĂŒberhaupt. Sie sorgt nicht nur dafĂŒr, dass Muskulatur aufgebaut wird, sondern auch, dass verschiedene weitere proteinhaltige Körpergewebe und Strukturen aufgebaut werden können. Damit ist die Proteinbiosynthese ein Prozess, der allen Lebewesen die Produktion von verschiedenen Stoffen und dadurch das Leben ermöglicht. Selbst die kleinsten Lebewesen wie Bakterien nutzen diesen Prozess, um damit wichtige Stoffe fĂŒr sich herzustellen.

Die AktivitĂ€t bzw. die Rate der Muskelproteinbiosynthese kann durch verschiedene Stellschrauben beeinflusst werden. Dabei spielen die ErnĂ€hrung, das Training und die Regeneration die grĂ¶ĂŸte Rolle, weshalb Sportler, die eine maximale Stimulation der Proteinbiosynthese erreichen wollen, diese drei Faktoren wirklich ernst nehmen sollten. Erfolgreiche Bodybuilder können ein Lied von genau diesen Faktoren singen und predigen immer wieder deren Wichtigkeit. Das Motto lautet also: Back to the Basics – um so das Meiste mit Hilfe der Proteinbiosynthese fĂŒr den Muskelaufbau herauszuholen.

Literaturverzeichnis

[1] C. M. Kerksick, „International society of sports nutrition position stand: nutrient timing,“ J Int Soc Sports Nutr., 2017. 

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