10 Gründe, warum wir Protein brauchen

„Ist Protein wirklich sooo wichtig? Brauchen das nicht nur Bodybuilder?“ Wenn du dir solche oder ähnliche Fragen stellst, hier die Antwort in aller Kürze: Protein ist richtig wichtig und jeder Mensch braucht es! Aber keine Sorge, im Folgenden klären wir noch etwas ausführlicher, warum Protein unbedingt auf jeden Speiseplan gehört.

Was ist Protein?

Proteine sind große Moleküle, die sich aus den sogenannten Aminosäuren zusammensetzen. In der Natur kommen 20 grundlegende Aminosäuren vor. Elf davon kann der Mensch selbst im Körper bilden, wogegen wir die neun übrigen mit der Nahrung aufnehmen müssen. Daher werden sie auch als essenzielle Aminosäuren bezeichnet.^[1] Bei diesen essenziellen Aminosäuren handelt es sich um Histidin, Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan und Valin.

Protein ist unverzichtbar für die Struktur und Funktion aller Zellen und Gewebe im ganzen Körper, zum Beispiel in Haut, Haaren, Knochen, Muskeln und sogar im Blut. Außerdem spielt Protein eine wichtige Rolle in vielen biologischen Prozessen, die Enzyme, Hormone und Antikörper gegen Infektionen produzieren. Tatsächlich ist Protein nach Wasser sogar die zweithäufigste chemische Verbindung im Körper.^[2]

Dementsprechend gehört Protein auch zu den essenziellen Makronährstoffen, weshalb wir davon jeden Tag relativ große Mengen benötigen.

Warum brauchen wir Protein?

1. Energie

Zuallererst ist Protein einer der drei großen Makronährstoffe (Ballaststoffe ausgenommen) und Energielieferanten in der Nahrung. Allerdings bevorzugt der Körper in der Regel Kohlenhydrate und Fette als Energiequelle. Sind die Reserven jedoch aufgebraucht, greift er auf Aminosäuren aus Blut und Gewebe (z. B. Muskeln) zurück und oxidiert sie zur Energiegewinnung. Wichtig dabei: Der Körper kann überschüssiges Protein nicht speichern. Das heißt, er verwertet das zugeführte Protein so gut wie möglich – und falls dann noch etwas übrigbleibt, wird dieser Überschuss als Energiequelle genutzt, ausgeschieden oder in Körperfett umgewandelt.

2. Protein macht satt

Mahlzeiten mit höherem Proteingehalt sorgen nachweislich für ein stärkeres Sättigungsgefühl als Mahlzeiten mit geringerem Proteingehalt.^[3] Die Gründe dafür, warum proteinreiches Essen uns besser satt macht, sind ziemlich komplex, einer der wichtigsten Faktoren dabei ist aber das Hormon Peptid-YY (PYY). Dieses signalisiert dem Hypothalamus in unserem Gehirn, der übrigens eine ganze Reihe von Körperfunktionen reguliert, wann wir genug gegessen haben. Das wiederum reduziert nach einer Mahlzeit unser Verlangen nach weiterem Essen.^{[4, 5]}

Interessanterweise verstärkt sich das Sättigungsgefühl, wenn der Körper mehr Protein im Darm registriert.^[6] Mehr über dieses Thema erfährst du hier in unserem weiterführenden Artikel.

3. Enzyme

Einige Proteine fungieren als Enzyme, die chemische Reaktionen unterstützen und beschleunigen. Im Durchschnitt finden in unserem Körper pro Sekunde mehrere hundert chemische Reaktionen statt, die meisten davon unter Mitwirkung von Enzymen.^[7] Gelangt etwa eine Proteinquelle in den Magen, brechen Proteasen genannte Enzyme die Peptidbindungen von Proteinketten auf, sodass kürzere Ketten oder einzelne Aminosäuren entstehen.

4. Hormone

Auch für die Synthese einiger Hormone sind Proteine nötig. Hormone sind chemische Botenstoffe, die vom endokrinen System produziert und mit dem Blut transportiert werden, um Botschaften zwischen den Körperteilen zu übermitteln und so die Körperfunktionen zu koordinieren. Im Laufe des Tages werden im ganzen Körper kontinuierlich Hormone ausgeschüttet. Sie regulieren unter anderem die Körpertemperatur und helfen uns, Nahrung als Energiequelle zu nutzen. Sie können sogar Enzyme aktivieren und deaktivieren, sodass sich Proteine in ihrer Wirkung zum Teil gegenseitig beeinflussen.^[8]

5. Transport und Speicherung im Körper

Eine weitere wichtige Funktion erfüllt Protein beim Transport von Nährstoffen und Molekülen im Körper. Damit diese je nach Bedarf aus dem Blut in die Zellen gelangen und umgekehrt, müssen sie zunächst die Kanäle der Zellmembran passieren. Diese Kanäle funktionieren wie Tore, die sich öffnen und schließen. Bei den Toren sowie bei den Zellen, die Moleküle durch sie hindurch transportieren, handelt es sich um verschiedene Arten von Proteinen. Ein besonders wichtiges Transportprotein ist zum Beispiel das Hämoglobin, das mit dem Blut Sauerstoff durch den Körper transportiert.

Doch nicht nur für den Transport, auch für die Speicherung bestimmter Nährstoffe werden Proteine benötigt. So sind zum Beispiel Cholesterin und Triglyceride (eine Art von Fetten) nicht wasserlöslich, sodass erst Lipoproteine ihren Transport und ihre Speicherung im Körper ermöglichen.^[9]

6. Immunfunktion

Wenn der Körper mit Fremdstoffen, wie zum Beispiel pathogenen Viren, in Kontakt kommt, setzt das Immunsystem bestimmte Proteine ein, um die potenzielle Gefahren zu bekämpfen und zu zerstören. Diese Antikörper (oder auch Immunglobuline) aktivieren zudem weitere Immunzellen und arbeiten mit ihnen zusammen, um Eindringlinge abzuwehren und Infektionen und Erkrankungen vorzubeugen.^[10]

7. Flüssigkeitshaushalt

Wasser (oder ein anderes Lösungsmittel) bewegt sich durch eine semipermeable Membran immer von dem Bereich mit der höheren Konzentration in den Bereich mit der niedrigeren Konzentration. Im Körper übernimmt Protein die Schlüsselrolle, wenn es darum geht, den Flüssigkeitshaushalt auszugleichen und das Wasser im Körper zu verteilen. Das im Blut am meisten vorkommende Protein Albumin wirkt wie ein Wassermagnet und zieht Wasser aus dem Gewebe in die Blutgefäße. Umgekehrt reduziert eine niedrige Albuminkonzentration im Blut den osmotischen Druck, woraufhin Flüssigkeit ins Gewebe gelangt. Dies wird dann als Ödem bezeichnet und kann zu Schwellungen und Gewebeschäden führen.^{[11, 12]} Besonders drastisch ist das bei unterernährten Kindern zu beobachten, deren Leber aufgrund von Proteinmangel nicht genügend Albumin synthetisieren kann, was wiederum einen zu geringen Albuminspiegel im Blut zur Folge hat (Hypoproteinämie). Das führt dazu, dass sich Flüssigkeit in der Bauchhöhle ansammelt^[13] und der Bauch sich aufbläht, wie dies häufig bei Hungersnöten als Symptom der als Kwashiorkor bezeichneten Mangelerkrankung auftritt.

8. pH-Wert

Der pH-Wert gibt an, wie sauer eine Substanz ist. Der Großteil des Körpers funktioniert am besten mit einen pH-Wert zwischen 7,36 und 7,4414. Allerdings unterliegt er leichten Schwankungen durch viele alltägliche Faktoren, wie Essen und Trinken, Umweltverschmutzung usw. Steigt die Konzentration von Wasserstoffionen (H+) im Blut zu stark an, sinkt dadurch der pH-Wert und wird zu sauer (Azidose).^[7] Fällt die H+-Konzentration dagegen, kann das Blut zu basisch werden (Alkalose).^[7] Beides kann Körperfunktionen beeinträchtigen.

Um den Körper im Gleichgewicht zu halten, kann das Protein Albumin als Puffer dienen, da es H+-Ionen freisetzt oder aufnimmt, je nachdem ob der pH-Wert zu hoch oder zu niedrig liegt.^[15] So bewegt sich das Säure-Basen-Gleichgewicht immer im richtigen Bereich.

9. Körperstrukturen und Bewegung

Strukturproteine unterstützen die mechanische Stabilität von Zellen und Geweben. Eines der häufigsten und bekanntesten Strukturproteine im Körper ist Kollagen. Dieses stabile Faserprotein kommt in Bindegeweben wie Bändern und Sehnen vor und macht etwa 30 % des Knochengewebes aus.^[15] Auch in der Haut ist es reichlich enthalten. Hier kommt es zusammen mit dem Protein Elastin vor, das dafür sorgt, dass das Gewebe flexibel bleibt und nach dem Strecken oder Zusammenziehen wieder seine ursprüngliche Form annimmt.^[16]. Ein weiteres bekanntes Struktur- und Schutzprotein ist Keratin, der wichtigste Baustein von Haut, Haaren und Nägeln.^[17]

Die in der Muskulatur enthaltenen kontraktilen Proteine Aktin und Myosin wirken an der Bewegung mit. Sie sind so angeordnet, dass sie bei Stimulierung durch einen Nervenimpuls aneinander entlanggleiten und so eine Kontraktion oder Streckung des Muskels bewirken.^[18]

Ebenfalls erwähnenswert: Ab einem Alter von etwa 50 Jahren büßen wir Stück für Stück Skelettmuskulatur und Muskelfunktionalität ein. Dieser als Sarkopenie bezeichnete Prozess geht mit einem erhöhten Sturzrisiko, funktionellen Einschränkungen sowie zunehmender Gebrechlichkeit und Sterblichkeit einher.^[19] Daher ist es wichtig, jeden Tag die empfohlene Proteinmenge zu sich zu nehmen und körperlich aktiv zu sein, um Muskelmasse, Kraft und Beweglichkeit auch im Alter zu erhalten.

10. Wundheilung, Regeneration und Anpassung

Eine ganz besonders große Bedeutung kommt Proteinen bei der Wundheilung zu, die sich in drei Phasen unterteilen lässt: Entzündung, Reparatur und Wiederaufbau. Hast du zum Beispiel einen Schnitt in der Haut, sorgt die Blutgerinnung für gewöhnlich dafür, dass die Blutung aufhört. Durch eine Schutzreaktion des Gewebes wird die betroffene Stelle anschließend rot und entzündet sich, bis mittels Kollagen eine Narbe gebildet und der Wiederaufbauprozess eingeleitet wird.^[20] In jeder der drei Phasen sind spezifische Proteine involviert, weshalb ein Proteinmangel auch zu einer schlechteren Wundheilung führen kann.^[21]

Während die Wundheilung nur nach Verletzungen auftritt, läuft die Regeneration von Gewebe kontinuierlich ab. Bei der Geweberegeneration werden neue Zellen gebildet, um altes, absterbendes Gewebe zu ersetzen. Manche Gewebe, etwa Haut, Haare und Darmschleimhaut, erneuern sich relativ schnell, wogegen andere, beispielsweise Nervenzellen, dafür deutlich länger brauchen.^[15] Für die Geweberegeneration werden viele verschiedene Proteine benötigt, darunter Enzyme, Transportproteine, Hormone und Strukturproteine. Gerade in Wachstums- und Entwicklungsphasen, etwa während der Schwangerschaft, Kindheit und Jugend, spielt dieser Prozess eine große Rolle, weshalb besonders Kinder mehr Protein pro Kilogramm Körpergewicht benötigen als Erwachsene.^[22]

Wie viel Protein brauchen wir?

Die empfohlene Tageszufuhr für einen Erwachsenen mit sitzender Tätigkeit beträgt rund 50 g (oder genauer gesagt: 0,8 g Protein pro Kilogramm Körpergewicht pro Tag.^[23] Bist du dagegen körperlich stärker aktiv, benötigst du höchstwahrscheinlich auch deutlich mehr Protein. Dann liegt der Bedarf zwischen 1,2 g und 2,0 g pro Tag und Kilogramm Körpergewicht, um die metabolische Anpassung, Reparatur und Neubildung der Skelettmuskulatur zu ermöglichen.^{[24, 25]} Der genaue Proteinbedarf hängt von Art, Dauer und Umfang des Trainings ab.^[26]

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Quellen

1. Voet D and Voet JG. Biochemistry Vol 1, 3rd ed. Wiley: Hoboken, NJ; 2004.
2. Freitas Jr and Robert A. Nanomedicine. Landes Bioscience: Georgetown, Texas; 1999.
3. Dhillon J, et al. The Effects of Increased Protein Intake on Fullness: A Meta-Analysis and Its Limitations. J Acad Nutr Diet. 2016; 116(6):968-83.
4. Batterham RL, et al. PYY modulation of cortical and hypothalamic brain areas predicts feeding behaviour in humans. Nature. 2007; 450(7166):106-9
5. Karra E, et al. The role of peptide YY in appetite regulation and obesity. J Physiol. 2009; 587(1):19-25.
6. Batterham RL, et al. Critical role for peptide YY in protein-mediated satiation and body-weight regulation. Cell Metabolism. 2006; 4(3):223-33.
7. Libretexts. Protein’s Functions in the Body. Date Accessed: 14th July 2021. [Available from: https://med.libretexts.org/@go/page/23867]
8. Hiller-Sturmhöfel S, et al. The endocrine system: an overview. Alcohol Health Res World. 1998; 22(3):153-64.
9. Kenneth R. Feingold, MD. Introduction to Lipids and Lipoproteins. Endotext: South Dartmouth, MA: 2000.
10. Libretexts. Antibody Proteins and Antigen Binding. Date Accessed: 14th July 2021. [Available from: https://bio.libretexts.org/@go/page/11785]
11. Scallan J, et al. Capillary Fluid Exchange: Regulation, Functions, and Pathology. Morgan & Claypool Life Science: San Rafael, CA; 2010.
12. Cardiovascular Physiology Concepts. Richard E. Klabunde, PhD. Hydrostatic and Oncotic Pressures. Date Accessed: 14/07/20 [Available from: https://www.cvphysiology.com/Microcirculation/M012]
13. London Health Sciences Centre. Albumin and Edema. Date Accessed: 14/07/20 [Available from: https://www.lhsc.on.ca/critical-care-trauma-centre/albumin-and-edema]
14. Hamm LL, et al. Acid-Base Homeostasis. Clin J Am Soc Nephrol. 2015; 10(12):2232-42.
15. Pennsylvania State University. Protein’s Functions in the Body. Date Accessed: 14/07/20 [Available from: https://psu.pb.unizin.org/nutr100/chapter/7-5-proteins-functions-in-the-body/]
16. Mithieux SM, et al. Elastin. Adv Protein Chem. 2005; 70:437-61.
17. Bragulla HH, et al. Structure and functions of keratin proteins in simple, stratified, keratinized and cornified epithelia. J Anat. 2009; 214(4):516-59.
18. Cooper GM. The Cell: A Molecular Approach. 2nd edition. Sunderland, MA; 2000.
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25. Jäger R, et al. International Society of Sports Nutrition Position Stand: protein and exercise. Journal of the International Society of Sports Nutrition. 2017; 14(1):20.
26. Vliet SV, et al. Achieving Optimal Post-Exercise Muscle Protein Remodeling in Physically Active Adults through Whole Food Consumption. Nutrients. 2018; 10(2).