Pro Protein – Proteine und ihre Bedeutung in der Ernährung

Pro Protein – Proteine und ihre Bedeutung in der Ernährung
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Beginnen wir mit ein paar Zahlen und Fakten: Proteine sind die wichtigsten biochemischen Funktions­träger im Körper. Enzyme, Hormone, Antikörper, Muskelmasse – der Gesamtbestand an Proteinen macht bei Erwachsenen etwa 15 bis 17 Prozent der Körpermasse aus.

Etwa die Hälfte davon ist in der Skelettmuskulatur gebunden. Von den 20 proteinogenen Aminosäuren gelten 9 als essenziell – wobei diese Einteilung heute infrage gestellt wird –, können also nur über die Nahrung aufgenommen werden. Das müssen sie auch, denn aufgrund von kontinuierlichen Ab- und Umbauprozessen ist der Bedarf stetig gegeben. Etwa 300 Gramm Eiweiß werden bei einem Erwachsenen pro Tag im stationären Gleichgewicht umgesetzt (ca. drei bis vier Gramm pro Kilogramm Körpergewicht). Nahrungsproteine dienen neben der Versorgung mit (essenziellen) Aminosäuren auch als Quelle für Stickstoff- und Schwefelverbindungen.

Der Proteinbedarf unterscheidet sich je nach Lebensphase. Säuglinge und Heranwachsende, Schwangere, Sportler und ältere Menschen haben einen erhöhten Bedarf. Doch wie viel ist »normal« und was ist »erhöht«? Der quantitative Proteinbedarf des Körpers lässt sich mit mehreren Methoden bestimmen. Über die Stickstoffbilanz ergibt sich bei proteinfreier, aber normokalorischer Ernährung beim Erwachsenen eine Stickstoffausscheidung von 54 mg/kg Körpergewicht (KG). Dies entspricht einem täglichen Verlust an Körperprotein von 0,35 g/kg KG, was zugleich das absolut notwendige Eiweißminimum darstellt. Die Weltgesundheitsorganisation WHO rechnet einen Puffer von 30 Prozent sowie die individuelle Verdaulichkeit und die Qualität von Proteinen mit ein und gibt einen Wert von 0,8 g/kg KG für eine optimale Versorgung an, was einem Anteil von ca. 9 bis 15 Prozent des täglichen Gesamtenergiebedarfs entspricht. Ein 80 kg schwerer Mann hat folglich laut dieser Berechnung einen Proteinbedarf von 64 Gramm.

In Deutschland liegt die tägliche Proteinzufuhr mit durchschnittlich 87 Gramm deutlich darüber. Während früher der Hauptanteil beim pflanzlichen Protein lag, stammen heutzutage rund 70 Prozent der täglich aufgenommenen Proteine aus tierischen Quellen. Doch spielt es eine Rolle, ob tierisches oder pflanzliches Protein verzehrt wird? (Weiter im Text auf der nächsten Seite)

Protein ist nicht gleich Protein

Biologisch betrachtet, unterscheiden sich die Proteine teilweise sehr hinsichtlich ihrer Zusammensetzung und Verwertbarkeit. Je besser die Zusammensetzung der Aminosäuren eines Nahrungsproteins mit der des Körperproteins übereinstimmt, desto höher ist seine »biologische Wertigkeit«.

Das Protein des Hühnereis wurde einst willkürlich als Referenzprotein mit einer biologischen Wertigkeit von 100 festgelegt. Alle anderen Proteine werden damit verglichen. Der Wert 100 bedeutet jedoch nicht zwangsläufig, dass das Eiweiß auch zu 100 Prozent vom Körper umgesetzt wird. Eine weitere Methode zur Erfassung der Proteinqualität ist die PDCAAS-Methode (Protein Digestibility-Corrected Amino Acid Score). Die Berechnung des PDCAAS basiert auf dem Aminosäuregehalt, der Verdaulichkeit und der Fähigkeit eines Proteins, essenzielle Aminosäuren entsprechend des menschlichen Bedarfs beizutragen.

Tabelle 1 zeigt, dass tierisches Eiweiß im Ranking aufgrund der PDCAAS-Werte etwas besser abschneidet und daher für die Proteinversorgung des Körpers wertvoll und gut geeignet ist. Unter den pflanzlichen Proteinen weist einzig das Sojaprotein ebenfalls einen Wert von 1,0 auf und ist daher ein idealer Proteinlieferant. Allerdings weisen zahlreiche Studien auf einen ungünstigen Effekt tierischer Proteine hin.

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Immer wieder wird beobachtet, dass der Verzehr von Fleisch das Risiko für die Entstehung verschiedener Erkrankungen (z. B. Diabetes Typ 2, Brust- und Darmkrebs) oder sogar die Gesamtmortalität erhöht. Eine Metaanalyse fand heraus, dass rotes und verarbeitetes Fleisch das relative Risiko für die Entstehung eines Typ 2-Diabetes erhöht (Faktor 1,22 bzw. 1,39), Fisch und Ei keinen Einfluss auf das Risiko haben (je 1,03) und Milchprodukte – darunter besonders Jogurt (0,83) und Soja (0,74) das relative Risiko verringern (5). Eine Vielzahl weiterer Untersuchungen zeigt eine Überlegenheit einer überwiegend pflanzlichen oder vegetarischen Ernährung. Doch wie ist das zu erklären?

Prof. Dr. Marion Flechtner-Mors von der Sektion Sport- und Rehabilitationsmedizin der Universität Ulm erklärt dazu: »Die Proteine aus Fleisch oder anderen tierischen Produkten sind nicht per se die Übeltäter. Natürlich unterscheiden sich tierische und pflanzliche Eiweiße in ihrer Zusammensetzung, aber nicht das Fleischprotein verursacht die höheren Krankheitsrisiken oder Diabetes, sondern die häufig schlechtere Lebens- und Ernährungsweise. Meist wird mehr Fett und verarbeitetes Fleisch verzehrt und der Gemüseanteil in der Ernährung ist deutlich geringer als bei Vegetariern. Es liegt also vor allem an einer insgesamt ungünstigeren Lebens- bzw. Ernährungsweise.« Nicht zu vernachlässigen ist, dass tierische Produkte stärker mit Nebenwirkungen behaftet sind: Antibiotika im Hühnchen, Wachstumshormone im Schweinefleisch, Gifte und Schwermetalle im Fisch und bei häufigem Verzehr von rotem Fleisch ein erhöhtes Krebsrisiko. (Weiter im Text auf der nächsten Seite)

Bild Marion Flechtner-Mors
Prof. Dr. Marion Flechtner-Mors, Sektion Sport- und Rehabilitationsmedizin am Universitätsklinikum Ulm. © Flechtner-Mors M.

Dass die Ernährungsweise einen Einfluss auf die Mortalität und das Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen hat, hat eine Veröffentlichung im New England Journal of Medicine 2017 gezeigt. 48 000 Frauen und 26 000 Männer wurden über 12 Jahre lang in regelmäßigen Abständen über ihre Ernährung befragt und aus den Angaben verschiedene Ernährungs­scores errechnet (Alternate Healthy Eating Index score, Alternate Mediterranean Diet score, Dietary Approaches to Stop Hypertension (DASH)). Bei einer Verbesserung der Scorewerte um die 20-Prozent-Perzentile reduziert sich die Gesamtmortalität um 8 bis 17 Prozent und das Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen um 7 bis 15 Prozent. Bei einer Verschlechterung der Ernährungsscores stiegen auch die Risikowerte an (4).

Wie viel von was?

In einem komplexen Geschehen wie der Ernährung geht es vor allem um eine ausgewogene Kombination der Nährstoffe und Nahrungsmittel. Doch es stellt sich immer wieder die Frage, wie diese günstige Kombination aussieht. Die Empfehlungen haben sich über die Jahrzehnte zum Teil massiv verändert. Aktuell zeigt eine Untersuchung an rund 15 500 Erwachsenen, dass die Mortalität am geringsten ist, wenn der Kohlenhy­dratanteil der Ernährung knapp unter 50 Prozent liegt (3). Bei einem KH-Anteil von unter 40 oder über 70 Prozent fand sich die größte Mortalität. Zugleich stellten die Wissenschaftler fest, dass eben genau die Kombination mit den übrigen Makronährstoffen eine Rolle spielt.

Wurde das Energiedelta, das durch die Reduktion der KH entstand, durch tierisches Protein und Fett ausgeglichen, stieg die Mortalität, wurde dagegen pflanzliche Kost verzehrt, sank sie. »In den letzten Jahren findet ein ausgeprägtes Umdenken statt. Zwei große Studien, PURE und Predimed, haben gezeigt, dass nicht die Gesamtfettmenge entscheidend ist, sondern es auf die Art der Fette ankommt«, erklärt Prof. Peter Deibert, Ärztlicher Leiter am Institut für Bewegungs- und Arbeitsmedizin des Universitätsklinikums Freiburg.

Abnehmen mit Protein – und Sport

Im direkten Zusammenhang mit diversen Krankheitsrisiken steht das Körpergewicht. Übergewicht erhöht das Risiko für Diabetes Typ 2, Brustkrebs, Darmkrebs, das Metabolische Syndrom, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und viele weitere. Daher wüssten viele Menschen gerne, wie eine Gewichtsreduktion möglichst schnell, aber nachhaltig möglich ist. Die Anzahl unterschiedlicher Diäten erzählt von diesem Wunsch.

Ein Vergleich der Diätformen zeigte, dass es für die Gewichtsreduktion keine Rolle spielt, ob eine Ernährungsform mit Fokus auf Fetten, Proteinen oder Kohlenhydraten gewählt wird (2). Jede Diät funktioniert nur, wenn die Diätvorschriften eingehalten werden. Dennoch kann es sinnvoll sein, eine Diät mit erhöhtem Prote­inanteil zu wählen. Prof. Deibert, der sich mit seiner Abteilung besonders des Sojas als Proteinquelle angenommen hat, erklärt, warum: »Ein hoher Proteinanteil während einer Diät funktioniert und hat zwei Vorteile. Proteine machen gut und lange satt und führen zu einer geringeren Insulinantwort als Kohlenhydrate. Zugleich verhindert ein hoher Proteinanteil, dass die Muskelmasse während der Diät abnimmt. (Weiter im Text auf der nächsten Seite)

Prof. Dr. Peter Deibert, Ärztlicher Leiter Institut für Bewegungs- und Arbeitsmedizin, Universitätsklinikum Freiburg © Deibert

Das ist wichtig, weil die Muskeln zu einem großen Teil an der Kalorienverbrennung beteiligt sind. Je weniger Muskeln, desto geringer ist der Kalorienbedarf. Wird nach einer Diät wieder wie zuvor gegessen, wird man automatisch schwerer als zu Beginn der Diät.« Folglich sollte bei einer Diät zuerst der notwendige Proteinbedarf berechnet werden und die übrigen Makronährstoffe daran angepasst werden. Außerdem ist Sport und besonders Krafttraining während einer Gewichtsabnahme unbedingt notwendig, um den Verlust an Muskelmasse so gering wie möglich zu halten. Prof. Flechtner-Mors empfiehlt in diesem Zusammenhang, oberhalb der Empfehlungen der WHO anzusetzen, nämlich ab 1,0 bis 1,2 g/kg KG.

»Die Untersuchungen über den Nährstoffbedarf wurden eigentlich immer nur an Patienten gemacht. Die ideale Zusammensetzung für einen gesunden Menschen wurde nie richtig untersucht. Wir gehen davon aus, dass 0,8 Gramm die Menge ist, mit der man in keinen Mangelzustand gerät. Optimal ist diese Menge deswegen aber noch nicht. Daher empfehlen wir grundsätzlich für normalgewichtige Gesunde 1,0 bis 1,2 g/kg KG, am besten die Zufuhr aber individuell anzupassen. Im Alter oder bei Sportlern im Muskelaufbau kann der Wert bis etwa 1,7 g/kg KG hochgefahren werden, ohne dass gesunde Nieren belastet werden.«

Eine vegetarische und auch vegane Ernährung ist im Hinblick auf die notwendige Proteinmenge kein Problem. Wichtig ist eine vielseitige Mischkost mit möglichst unterschiedlichen Hülsenfrüchten und Getreiden sowie viel Gemüse und Obst. Darüber freut sich auch die Darmflora. Fleischesser sollten den Verzehr auf wenige Male pro Woche reduzieren und möglichst unverarbeitetes Fleisch guter Herkunft bevorzugen. In Zukunft könnte noch eine weitere Proteinquelle unsere Ernährung ergänzen: Insekten. Grillen beispielsweise sind als Aminosäurenquelle dem Soja gleichwertig oder sogar überlegen. Birgit Rumpold und Oliver Schlüter vom Leibniz Institut für Agrartechnik und Bioökonomie in Potsdam haben sich die Mühe gemacht, 236 unterschiedliche Insekten auf ihre Nährstoffzusammensetzung zu analysieren (1). Neben einer Vielzahl an Aminosäuren enthalten sie auch wertvolle ungesättigte Fettsäuren. Ob das Eiweißbrot beim Bäcker zukünftig aus Insektenmehl sein wird? Warten wir es ab.

■ Hutterer C

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Quellen:

  1. Rumpold BA, Schlüter OK. Nutritional composition and safety aspects of edible insects. Mol Nutr Food Res. 2013; 57: 802-823. doi:10.1002/mnfr.201200735

  2. Sacks FM, Bray GA, Carey VJ, Smith SR, Ryan DH, Anton SD, McManus K, Champagne CM, Bishop LM, Laranjo N, Leboff MS, Rood JC, de Jonge L, Greenway FL, Loria CM, Obarzanek E, Williamson DA. Comparison of weight-loss diets with different compositions of fat, protein, and carbohydrates. N Engl J Med. 2009; 360: 859-873. doi:10.1056/NEJMoa0804748

  3. Seidelmann SB, Claggett B, Cheng S, Henglin M, Shah A, Steffen LM, Folsom AR, Rimm EB, Willett WC, Solomon SD. Dietary carbohydrate intake and mortality: a prospective cohort study and meta-analysis. Lancet Public Health. 2018; 3: e419-e428. doi:10.1016/S2468-2667(18)30135-X

  4. Sotos-Prieto M, Bhupathiraju SN, Mattei J, Fung TT, Li Y, Pan A, Willett WC, Rimm EB, Hu FB. Association of Changes in Diet Quality with Total and Cause-Specific Mortality. N Engl J Med. 2017; 377: 143-153. doi:10.1056/NEJMoa1613502

  5. Tian S, Xu Q, Jiang R, Han T, Sun C, Na L. Dietary Protein Consumption and the Risk of Type 2 Diabetes: A Systematic Review and Meta-Analysis of Cohort Studies. Nutrients. 2017; 9: 982. doi:10.3390/nu9090982