Die Proteinsynthese ist die Grundlage für viele körperliche Anpassungen, einschließlich der Zunahme von Muskelmasse und Kraft. Die Qualität einer Proteinquelle spielt zwar eine entscheidende Rolle bei der Steigerung der Proteinsynthese, aber die Bestimmung der Proteinqualität kann schwierig sein. Es gibt verschiedene Methoden zur Bewertung der Proteinqualität, die von einfach und kostengünstig bis hin zu komplex und kostspielig reichen. Im Folgenden werden diese Methoden vorgestellt und erläutert, wie sie uns helfen können, hochwertige Proteinquellen zu identifizieren.
Einführung in die Proteinsynthese und die Bewertung der Proteinqualität
Eine der einfachsten Methoden zur Bewertung der Proteinqualität ist die Untersuchung der Aminosäurezusammensetzung, insbesondere des Gehalts an essenziellen Aminosäuren (EAAs) und Leucin. Auch wenn die genauen Mengen variieren können, deuten Forschungsergebnisse darauf hin, dass eine Zufuhr von mindestens 10 Gramm EAAs und 3 Gramm Leucin die Proteinsynthese optimieren kann (1, 2). Es ist jedoch zu beachten, dass auf Lebensmitteletiketten oft nur das Gesamtprotein angegeben ist und es schwierig sein kann, detaillierte Informationen über die Aminosäuren zu finden.
Bewertung der Proteinqualität anhand der Aminosäurenzusammensetzung
Es gibt auch Verfahren, die die Proteinqualität anhand der Aminosäurenzusammensetzung und der Verdaulichkeit bewerten, wie z. B. der protein digestibility-corrected amino acid score (PDCAAS) und der digestible indispensable amino acid score (DIAAS). Bei diesen Methoden wird die Verdaulichkeit eines bestimmten Proteins mit einem Referenzprotein verglichen und auf der Grundlage des Ergebnisses eine Punktzahl vergeben. Eine höhere Punktzahl weist auf ein hochwertigeres Protein hin.Die PDCAAS ist eine ältere Methode, die inzwischen weitgehend durch die DIAAS ersetzt wurde. Ein Problem bei der PDCAAS ist, dass die Punktzahl auf 1,00 (oder 100 %) begrenzt ist, was bedeutet, dass sie nicht in der Lage ist, zwischen hochwertigen Proteinen zu unterscheiden, die das Referenzprotein (Eiprotein) übertreffen. Darüber hinaus schätzt der PDCAAS die Proteinverdaulichkeit grob anhand der Fäkalien, was die Aminosäureabsorption möglicherweise nicht genau wiedergibt.Der DIAAS vergleicht dagegen ein Nahrungsprotein mit einem theoretischen Protein auf der Grundlage des aktuellen EAA-Bedarfs und bewertet die Verdauung der einzelnen EAAs im Ileum (dem Ende des Dünndarms). Dies macht ihn zu einem zuverlässigeren Indikator für die Absorption von Aminosäuren und ermöglicht die Erkennung von Proteinen höherer Qualität (solche mit einem Wert ≥1,00). Es ist jedoch zu beachten, dass die Zahl der mit dem DIAAS bewerteten Proteine begrenzt ist.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sowohl der PDCAAS als auch der DIAAS Methoden zur Bewertung der Proteinqualität auf der Grundlage der Verdaulichkeit sind. Eine höhere Punktzahl deutet auf ein hochwertigeres Protein hin, das die Proteinsynthese effektiver steigern kann. Während die PDCAAS eine einfachere und billigere Option darstellt, ist die DIAAS aufgrund ihrer genaueren Bewertung der Aminosäureverdauung und ihrer Fähigkeit, höherwertige Proteine zu erkennen, die bevorzugte Methode.
Zusätzliche Methoden zur Bewertung der Proteinqualität
Bewertung der Proteinqualität: Vom Mindestbedarf zum optimalen NutzenDie Proteinqualität ist ein Schlüsselfaktor bei der Bestimmung der Wirksamkeit einer Proteinquelle bei der Steigerung der Proteinsynthese und der Unterstützung körperlicher Anpassungen, wie z. B. der Zunahme von Muskelmasse und Kraft. Während Bewertungssysteme für die Proteinqualität, wie die PDCAAS und DIAAS, auf Mindestanforderungen für essenzielle Aminosäuren (EAAs) beruhen, kann der Verzehr von Proteinquellen mit einem höheren Gehalt an EAAs, insbesondere Leucin, das nachweislich die Proteinsynthese maßgeblich beeinflusst, zusätzliche Vorteile bieten.Eine Methode zur Bewertung der Proteinqualität ist die Messung der Aminosäurekonzentrationen im Blut nach der Absorption, die so genannten "Feed and Bleed"-Studien. Proteinquellen mit einem schnellen und stärkeren Anstieg der Aminosäurekonzentration im Blut gelten als qualitativ hochwertiger, da sie eine größere Verfügbarkeit von Aminosäuren für die Muskelproteinsynthese bieten.
Quellen mit einem langsameren und geringeren Anstieg der Aminosäuren im Blut werden dagegen als minderwertig eingestuft. Diese Studien geben zwar Aufschluss über die Proteinverdauung und -zirkulation, sie messen jedoch nicht direkt die Proteinsynthese im Muskelgewebe.Die aussagekräftigste und zuverlässigste Methode zur Bewertung der Proteinqualität ist die Messung der Proteinsynthese in menschlichem Gewebe, wobei Techniken wie stabile Isotopen-Tracer-Methoden und der Nachweis der Expression des mTORC1-Signalproteins zum Einsatz kommen. Diese Methoden ermöglichen die Bewertung des Einbaus von Aminosäuren in Muskelproteine und der Regulierung der Proteinsynthese. Diese Techniken sind jedoch komplex und invasiv und schränken die Zahl der untersuchbaren Proteinquellen ein.
Zusammenfassung
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es verschiedene Methoden zur Bewertung der Proteinqualität gibt, die von einer einfachen und kostengünstigen Analyse der Aminosäurenzusammensetzung bis hin zu komplexeren und kostspieligeren Techniken reichen, die die Messung der Proteinsynthese im menschlichen Gewebe beinhalten. Während die Mindestanforderungen für EAAs wichtig sind, um die Proteinqualität zu bestimmen, kann der Verzehr von Proteinquellen mit einem höheren Gehalt an EAAs und Leucin zusätzliche Vorteile bieten, insbesondere zur Unterstützung der Muskelproteinsynthese und der körperlichen Anpassungen.
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Wissenschaftliche Quellen
- Witard, O.C., Jackman, S.R., Breen, L., et al. (2014) Myofibrillar muscle protein synthesis rates subsequent to a meal in response to increasing doses of whey protein at rest and after resistance exercise. The American Journal of Clinical Nutrition [online], 99 (1): 86–95.
- Churchward-Venne, T.A., Breen, L., Di Donato, D.M., et al. (2014) Leucine supplementation of a low-protein mixed macronutrient beverage enhances myofibrillar protein synthesis in young men: a double-blind, randomized trial. The American Journal of Clinical Nutrition [online], 99 (2): 276–286.
- Phillips, S.M. (2016) The impact of protein quality on the promotion of resistance exercise-induced changes in muscle mass. Nutrition & Metabolism [online], 13 (1).