Aminosäuren Bedeutung

Aminosäuren und Eiweiss Bedeutung

Die Bedeutung der Aminosäuren für den menschlichen Organismus

Eiweiß- und Aminosäurenstoffwechsel

Aminosäuren sind die Grundbausteine der Proteinsynthese. Mit Ausnahme von Prolin und Hydroxyprolin sind sie alpha-Aminocarbonsäuren und können auf eine einfache gemeinsame Grundstruktur zurückgeführt werden: R-CHNH2-COOH; sie unterscheiden sich lediglich durch die Substitution am alpha-C-Atom.

Bedingt durch das asymmetrische Kohlenstoffatom sind alle Aminosäuren ( außer Glycin ) optisch aktiv, wobei sämtliche in natürlichem Eiweiß auftretenden Aminosäuren der L-Konfiguration angehören. In der Schreibweise kommt dieses gelegentlich zum Ausdruck ( L-Carnitin ), wird häufig aber auch weggelassen ( Leucin, Methionin, Glutamin, etc. ).Im menschlichen Serum wird eine relativ konstante Konzentration von Aminosäuren aufrechterhalten. Auch die qualitative Zusammensetzung ist unter physiologischen Bedingungen nur äußerst geringen Schwankungen unterworfen. Der gesamte Aminosäurenpool wird durch die Zufuhr mit der Nahrung, die körpereigene Neosynthese und den Abbau bestimmt.

Der menschliche Körper ist nicht in der Lage, alle zum Proteinaufbau notwendigen Aminosäuren selbst zu synthetisieren. Neben den im Körper gebildeten, sogenannten nicht-essentiellen Aminosäuren müssen 8 weitere mit der Nahrung zugeführt werden: Valin, Leucin, Isoleucin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan, Methionin und Lysin. Arginin und Histidin sind semi-essentielle Aminosäuren, die unter bestimmten Stoffwechselbedingungen in nicht ausreichender Menge gebildet werden können.

Neben der Proteinsynthese als wichtigster Funktion werden Aminosäuren auch zum Aufbau anderer Zellbestandteile, Wirkstoffe und Hormone benötigt. Der Gesmtproteinbestand des Körpers beträgt etwa 14000g. Mit der Nahrung werden bei normaler Mischkost täglich ca. 30-100g Proteine zugeführt.Der Körper eines gesunden Menschen befindet sich in einem Eiweißgleichgewicht, d.h. Proteinauf- und abbau sind gleich groß. Adäquater Meßparameter dieses Gleichgewichtes ist die Stickstoffbilanz. Die Stickstoffausscheidung über Fäzes und Urin beträgt ca. 15g pro Tag, bei völliger Eiweißkarenz ca. 3g pro Tag.

Dies bedeutet , daß eine tägliche Eiweißzufuhr von 35-40g notwendig ist, um die Stickstoffbilanz auszugleichen. Zur Aufrechterhaltung aller notwendigen Aufbau- und Stoffwechselprozesse benötigt der Körper jedoch weit mehr: 1g Eiweiß pro Kilogramm Körpergewicht täglich, bei schwerer körperlicher Arbeit und im Kraftsport bis zu 3g pro Kilogramm Körpergewicht täglich.

Die in der Nahrung enthaltenen Proteine werden im Gastrointestinaltrakt nahezu vollständig in einzelne Aminosäuren hydrolysiert. Die Absorption der Aminosäuren und kleinerer Peptide erfolgt im Jejunum und im oberen Teil des Ileums. Neben der Ernährung beeinflussen insbesondere auch Hormone die Eiweißbilanz: Anabole Hormone, wie Androgene, Östrogene, das Wachstumshormon und Insulin führen zu einer positiven Stickstoffbilanz, katabol ( muskelabbauende ) wirkende Hormone, wie Cortisol und Thyroxin, zu einer negativen Stickstoffbilanz.

Funktionen der Aminosäuren und Proteine

Die wichtigste Funktion der Aminosäuren ist die Bildung von Proteinen. Aber auch für die Synthese anderer Zellbausteine werden ständig Aminosäuren benötigt. Über die enzymatische Decarboxylierung der Aminosäuren kommt es zur Bildung von biogenen Aminen, wie Dopamin, Noradrenalin, Adrenalin, Histamin, Gamma-Aminobuttersäure u.a. Aminosäuren werden darüber hinaus im Organismus für die Synthese von Hormonen, Kreatin, Purinen und Pyrimidinen verwendet. Sie dienen der Neutralisation von sauren Stoffwechselendprodukten und können zu einem geringen Teil auch zur Bildung von Lipiden und Kohlenhydraten beitragen.

Das Kohlenstoffgerüst kann unter Energiegewinnung im Citratzyklus vollständig zu CO2 und Wasser abgebaut werden.Für konzentrierte geistige und körperliche Leistungen sind die Aminosäuren unbedingt notwendig. Aminosäurenmangel führt zu geistigem und körperlichem Leistungsabfall. Infolge Abnahme der Erregbarkeit des Nervensystems nimmt die Konzentrationsfähigkeit ab und es kommt zu Unlust und Apathie.

Da viele Aminosäuren für die Synthese der Immunglobuline von Bedeutung sind, ist bei unzureichender Eiweißzufuhr die Infektionsanfälligkeit erhöht.

Die physiologischen Funktionen der Aminosäuren umfassen ein äußerst breites Spektrum. Sie dienen

– dem Aufbau von Muskeln, Bindegeweben, Knorpel und Sehnen, Haut und Haaren, Zellmembranen und Schleim

  • in den Wechseljahren
  • zur Unterstützung der Konzentration und Gedächtnisfunktionen
  • besonders in der Phase des schnellen Wachstums bei Kindern und Jugendlichen
  • bei Sportlern
  • bei körperlich und geistig intensiv arbeitenden Menschen

&- als Energiequelle mit einem durchschnittlichem Brennwert von 4 kcal/g. Sie sind jedoch im Vergleich zu den Lipiden und Kohlenhydraten kein günstiger

Energielieferant und dienen nur nach dem Aufbrauchen anderer Energiereserven als Energiequelle zur Bildung von :

  • Enzymen
  • Hormonen
  • Immunglobulinen
  • Gerinnungsfaktoren
  • Transportproteinen

Nutzung von Aminosäuren als Sportler

Der Energieverbrauch im Sport wird zu großen Teilen durch Kohlenhydrate und Fette gedeckt. Aufgrund seiner vermehrten körperlichen Aktivität hat der Sportler auch einen je nach Sportart unterschiedlich erhöhten Eiweißbedarf. Dies gilt ebenso für Struktureiweiße, wie etwa für den Aufbau möglichst großer Muskelmassen beim Kraftathleten, Gewichtheber oder Bodybuilder, wie für die Enzyme, Immunproteine u.a. Ein Bodybuilder besteht zu 40% aus Muskulatur, d.h. aus Muskeleiweißen.

Die Muskelproteine haben im Sport nicht nur aufbauende Funktion, sondern sie sind auch Träger der muskulären Kontraktion. Beim Ausdauerathleten spielen Aminosäuren auch eine Rolle bei der Energiebereitstellung. Unter Höchstbelastung werden bis zu 10% der Energie durch die Eiweißverbrennung geliefert. Bei extremer Belastung, wie z.B. bei der "Tour de France", käme es im Körper zu einer Art Autokanibalismus, würden nicht Aminosäuren, insbesondere das verzweigtkettige Valin, Leucin und Isoleucin zur Energiebereitstellung substituiert.

Im Gegensatz zu den Kohlenhydraten und Fetten, die, von den ungesättigten Fettsäuren abgesehen, als homogen und untereinander austauschbar angesehen werden können, kommt darüber hinaus den einzelnen Aminosäuren im Sport teilweise eine spezifische Bedeutung zu.

Eine für den Sportler besonders wichtige Aminosäure ist das Carnitin, mit deren Hilfe die langkettigen Fettsäuren zur Energiegewinnung in die Mitochondrien transportiert werden können.Um optimal in Form zu bleiben, sind gerade regelmäßig trainierende Sportler gezwungen, sich täglich ausreichend mit Eiweißstoffen zu versorgen. Dabei stehen sie häufig vor dem Problem, Eiweißquellen wählen zu müssen, die relativ viel Fett enthalten.

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