Dieser Blogpost erläutert wie die Proteinaufnahme im Körper funktioniert und welchen Zusammenhang dies mit der Proteinqualität verschiedener Proteinquellen hat. Die WHO empfiehlt täglich mindestens 0,8 – 1 g Protein pro kg Körpergewicht zu sich zu nehmen. Mehr zu den Grundlagen rund um Protein, findest du im Blogbeitrag “Was ist Protein?"
Wie nimmt der Körper Proteine auf? Wie funktioniert die Verdauung von Proteinen? Wie funktioniert die Nährstoffaufnahme?
Schauen wir uns den vereinfachten Aufnahme- und Verdauungsprozess von Proteinen im menschlichen Körper an. Der Prozess beginnt im Mund mit der Zerkleinerung von Nahrungsmitteln. Im Magen werden die kleinteiligen Nahrungsmittel mit der Magensäure vermengt und durch Kontraktion des Magens durchmischt. Hier beginnt die eigentliche Aufspaltung der Proteinmoleküle (Hydrolyse durch Pepsin), die im Zwölffingerdarm fortgesetzt wird. Dort wird der Speisebrei mit weiteren Verdauungsenzymen (Peptidasen der Bauchspeicheldrüse und Bürstensaumenzymen) vermengt, welche die Proteine weiter aufspalten. So entstehen Oligopeptide (“kleine Aminosäure-Ketten”). Die Aminosäuren und Peptide werden über die Schleimhaut im Dünndarm aufgenommen und in den Blutkreislauf eingeschleust. Jetzt erst stehen die Aminosäuren, die Bausteine der Proteine zur Verfügung.
Wie werden Proteine gebildet? Was ist die Proteinsynthese?
Proteine werden in unserem Körper aus den Bausteinen, den Aminosäuren, über einen biochemischen Prozess “gebaut”, der sogenannten Proteinbiosynthese. Jedes Protein besteht aus einer anderen Reihenfolge von Aminosäuren. Mehr zum Proteinaufbau kannst du im Blogbeitrag “Was sind Proteine?” erfahren. Unsere DNA codiert den Aufbau der Proteine, sie schreibt vor, welche Aminosäuren in welcher Reihenfolge aufgebaut werden, damit ein fertiges Protein bzw. Enzym entsteht. Die DNA ist die “Bauanleitung”. Dieser Prozess wird in zwei grundlegende Schritte aufgeteilt: Die Transkription (“Umschreiben”) der DNA im Zellkern und die Translation (“Übersetzung”) an Ribosomen in der Zelle. An den Ribosomen wird das Protein aus den einzelnen Aminosäuren gebaut. Durch die “Bauanleitung” wird eine Kette von Aminosäuren gebildet, die ein Bestandteil eines Proteins sind. Die Codierung der DNA, also die “Bauanleitung”, hat einen Start- und Endpunkt, womit die Ribosomen eine fertige Bauanleitung für ein Protein bekommen und damit “wissen” wann das Protein fertiggestellt ist. Unser Körper kann über 100 000 verschiedene Proteine synthetisieren.
Was versteht man unter Bioverfügbarkeit?
In diesem Abschnitt beschäftigen wir uns mit der Nährstoffmatrix, welche die Bioverfügbarkeit von Proteinen und ihre Aufnahme in unserem Körper beeinflusst. Wenn du mehr zur Bioverfügbarkeit von Protein erfahren möchtest, lies mehr dazu im Blogbeitrag zum DIAAS, als genauere Bewertungsmethode für Proteinqualität.
Die Nahrungsaufnahme ist von der “food matrix” oder “Nährstoffmatrix” abhängig. Sie beschreibt, wie Nährstoffe eines Nahrungsmittels gebunden sind. Die Nährstoffe, z.B. Aminosäuren, liegen nicht in freier Form vor, sondern sind über chemische Verbindungen Teil eines größeren Moleküls, z.B. eines Proteins. Diese Einbettung beeinflusst die Zugänglichkeit und Bioverfügbarkeit des Nährstoffes für uns Menschen. Manche Nährstoffe sind einfacher für unseren Körper verfügbar, andere sind stärker gebunden und nicht so einfach nutzbar. Generell sind pflanzliche Proteine in ihrer naturbelassenen Nährstoffmatrix weniger verdaulich als tierische Proteine. Insekten als tierische Proteinquellen, haben im Vergleich zum konventionellen Fleisch mehrere Vorteile.
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Was erhöht die Bioverfügbarkeit? Was fördert die Nährstoffaufnahme?
Die tatsächlich aufgenommene Nährstoffmenge eines Lebensmittels hängt von der “Nährstoffmatrix” ab, weshalb auch hier eine reine Betrachtung der absoluten Nährstoffmenge (z.B. auf Verpackungen) etwas ungenau ist. Auch spielt die Zubereitung der Nahrungsmittel eine wichtige Rolle. So kann das Zerkleinern / Zerschneiden, Erhitzen oder Fermentieren gewisse Nährstoffe aus der Matrix lösen und damit die Bioverfügbarkeit erhöhen oder aber auch verringern.
Wie nimmt man Nährstoffe am besten auf? Was verbessert die Proteinaufnahme?
Wenn wir von der Zubereitung von Nahrungsmitteln sprechen, ist es wichtig, dass die menschliche Ernährung über ganze Mahlzeiten, mit mehreren Nahrungsmitteln gleichzeitig, geschieht. Bei einer Bewertung der individuellen Ernährungsweise müssen ganze Mahlzeiten und deren Nährstoffe und nicht nur einzelne Komponenten betrachtet werden. Verschiedene Nahrungsmittel können, wie im Blogbeitrag zur Proteinqualität oder auch im Blogbeitrag zu Proteinquellen beschrieben, verschiedene limitierende Aminosäuren besitzen. In einer ganzen Mahlzeit können im besten Fall diese verschiedenen Nahrungsmittel komplementäre (limitierende) Aminosäuren besitzen. So gleichen wir einen potenziellen Aminosäure Mangel aus. Somit sind eine ausgewogene Ernährung und eine regelmäßige und ausgeglichene Aufnahme der Makro- und Mikronährstoffe wichtig. Auch in diesem Zusammenhang hat das Insektenessen Vorteile, da Insekten neben einem hohen Proteingehalt auch Mineralstoffe wie Eisen, Zink, Magnesium und Vitamine wie Vitamin B12 enthalten.
Was passiert, wenn man zu viel Protein zu sich nimmt?
An dieser Stelle möchten wir nicht unerwähnt lassen, dass wir gerade in Europa und der “westlichen Welt” im Durchschnitt zu viele Proteine zu uns nehmen, was ebenso kontraproduktiv ist. Denn wie so oft im Leben, ist zu viel nicht unbedingt immer gut. Generell wird ein Überschuss an Proteinen oxidiert und in Körperfett umgewandelt. Überschüssige Aminosäuren werden ausgeschieden. Die hier beschriebenen Zusammenhänge gelten für gesunde Verdauungssysteme von Menschen. Der Vorgang der Nahrungsaufnahme, Verdauung, Nährstoffabsorption und anschließender Verwendung (z.B. Proteinbiosynthese) ist vielschichtig und hängt von vielen menschlichen Faktoren ab.
Was verhindert die Aufnahme von Eiweiß? Welche Lebensmittel hemmen die Nährstoffaufnahme?
Bestimmte Zusammensetzungen in einer Mahlzeit können sich negativ auswirken: Zum Beispiel wird die Proteinverdaulichkeit von Polyphenolen, u.a. vorhanden im Schwarztee, beeinflusst. Wer also zum Frühstücksei Schwarzen Tee trinkt, kann weniger der im Ei vorhandenen Proteine aufnehmen. Zudem können Krankheiten, wie Zöliakie - z.B. eine Glutenunverträglichkeit - die Proteinaufnahme im Körper verringern. Mit ein Grund wieso wir bei unserer Rezeptur der ZIRP Proteinriegel darauf geachtet haben, dass kein Getreide verwendet wird. Es sind somit keine Müsliriegel! Wichtig: Insekten können aber noch minimale Spuren des getreidehaltigen Futters aufweisen.
In unseren anderen Blogbeiträgen zum Thema “Was ist Protein?" beantworten wir alle grundsätzlichen Fragen zum Thema. Hier findest du detaillierte Information zu Proteinquellen im Vergleich. Welche Folgen ein Defizit in der Proteinaufnahme haben kann, erfährst du im Blogbeitrag zur Proteinqualität.
