Die Bedeutung von Aminosäuren, BCAAs und Kreatin für eine durch Krafttraining verursachte Muskelhypertrophie

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Krafttraining
2.1 Kraft
2.2 Arten und Formen der Kraft
2.3 Hypertrophie

3 Aminosäuren
3.1 Allgemeine Einführung
3.2 Chemismus
3.3 Klassifizierung
3.4 Peptidbindung
3.5 Proteinsynthese
3.6 Stoffwechsel bzw. Metabolismus
3.7 Supplementierung
3.8 Timing

4 BCAAs – Die verzweigtkettigen Aminosäuren
4.1 Allgemeine Einführung
4.2 Besonderheit und Abgrenzung
4.3 Bedarf
4.4 Supplementierung
4.5 Negative Begleiterscheinungen

5 Proteine
5.1 Allgemeine Einführung
5.2 Chemismus
5.3 Bedarf
5.4 Biologische Wertigkeit bzw. Qualität

6 Kreatin
6.1 Allgemeine Einführung
6.2 Chemismus
6.3 Bedarf
6.4 Supplementierung
6.5 Negative Begleiterscheinungen
6.6 Responder und Nonresponder

7 Resümee

Abkürzungsverzeichnis

Literaturverzeichnis

Abstract

Anbieter für Nahrungsergänzungsmittel im Sportbereich, die ihre Produkte, mit dem Versprechen die Muskelmasse zu erhöhen und die sportliche Leistungsfähigkeit zu verbessern, bewerben, nehmen in der heutigen Zeit starke Präsenz ein. In erster Linie finden Kreatin-, Protein- und Aminosäuresupplemente bei der Mehrheit der Kraftsportlerinnen und Kraftsportler Zuspruch. Dieser Umstand basiert nicht allein auf den postulierten Effekten einer verbesserten Proteinsynthese und Regeneration, sondern auf der Verfügbarkeit dieser Supplemente in fast allen Super- und Drogeriemärkten.

Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Aufgaben und die Bedeutung der Aminosäuren und von Kreatin im Hinblick auf eine durch das Krafttraining zu erwartende Muskelhypertrophie zu erforschen.

Die Ergebnisse zeigen, dass Aminosäurenpräparate die Proteinsynthese begünstigen, wodurch das Muskelwachstum gesteigert werden kann. Beim Konsum von Aminosäuren Supplementen zeigte sich ein Vorteil in der rascheren Aufnahme der Aminosäuren im Vergleich zu Proteinpräparaten. Verzweigtkettige Aminosäuren erzielen sowohl einen antikatabolen Effekt, was den Abbau der Muskelmasse blockiert, als auch einen anabolen Effekt, das den Aufbau von Muskelmasse verstärkt. Kreatin bewirkt – je nach Dosierung – eine bessere Muskelregeneration und verstärkt das Wachstum dieser. Gemeinsam ist den zwei zuletzt genannten Stoffen jedoch, dass die Einnahme auch Nebenwirkungen wie etwa Vitaminmängel, Muskelkrämpfe oder eine Körpergewichtszunahme verursachen kann.

1 Einleitung

Im Alltag bedenken die meisten Menschen gar nicht, dass ihr Körper ein Produkt vieler verschiedener Stoffe und Verbindungen ist. Ohne Aminosäuren würde es uns jedoch alle nicht geben, denn sie sind die Bausteine des menschlichen Lebens. Somit sind sie auch am Bau der Proteine beteiligt. Diese wiederum haben viele verschiedene Aufgaben im menschlichen Körper und dienen unter anderem als Energiequelle. Nicht umsonst werden sie daher heutzutage meistens in Verbindung mit Sport und Training genannt. Auch Kreatin ist ein wichtiger Stoff zur Energieversorgung der Muskeln. Mittlerweile hat sich ein Hype um diese Stoffe gebildet: im Supermarkt, im Internet, auf Plakaten und vielem mehr findet man Werbung für Riegel, Pulver, Shakes, die voll von diesen Stoffen sind. Sie sollen die Sportlerinnen und Sportler darin unterstützen schnellstmöglich viel Muskelmasse aufzubauen, am besten ohne großem Aufwand. In einer Zeit wo Gesundheit und Fitness an erster Stelle steht und sich zum Lifestyle entwickelt hat, steigt die Anzahl der Konsumenten und der Markt floriert.

Im Fokus dieser Arbeit stehen demnach sowohl die Aminosäuren und die damit verbundenen Proteine, als auch die zwei derzeit populärsten Nahrungsergänzungsmittel in der Fitnessbranche: BCAA und Kreatin.

Ziel ist es, die Aufgaben und die Bedeutung der Aminosäuren und Kreatin im menschlichen Körper in Bezug auf eine zu erwartende Muskelhypertrophie im Zuge eines Krafttrainings zu erforschen.

Es soll untersucht werden, ob eine Supplementierung von Aminosäuren, BCAAs und Kreatin für den Muskelwachstum von Bedeutung ist und welche Besonderheiten und Nebenwirkungen die zwei zuletzt genannten Supplemente mit sich bringen können.

Abschließend wird die Arbeit mit einer Übersicht über die gewonnenen Erkenntnisse abgerundet.

2 Krafttraining

2.1 Kraft

Zunächst erfolgt eine Begriffsdefinition der Kraft vom deutschen Sportwissenschaftler und Autor Jürgen Weineck:

„ Kraft ist die Fähigkeit des Nerv-Muskel-Systems, durch Innervations- und Stoffwechselprozesse, mit belastungsadäquatem Einsatz von ST- bzw. FT-Fasern, Widerstände zu überwinden (konzentrische Arbeit), ihnen entgegenzuwirken (exzentrische, exzentrisch-konzentrische bzw. reaktive Arbeit) oder sie zu halten (statische Arbeit) . “¹

2.2 Arten und Formen der Kraft

Kraft ist nicht unbedingt gleich Kraft, da diese in diverse Kategorien eingeteilt werden kann. Die Maximalkraft (MK) ist das Fundament der Subkategorien Schnellkraft, Reaktivkraft und Kraftausdauer.²

- Die MK beschreibt die Fähigkeit des Nerv-Muskel-Systems eine unüberbietbare Kraft aufzubringen. Um die MK zu definieren, ist es sinnvoll das eigene One-Repitition-Maximum, sprich 1RM zu ermitteln. Das entspricht jener Kraft, die benötigt wird um eine gewisse Belastung höchstens einmal zu bewältigen.³
- Unter Schnellkraft versteht man das Vermögen die eigenen Gliedmaßen oder fremde Objekte mit höchstem Tempo zu bewegen.⁴
- Die Reaktivkraft ist jene konzentrische Kraft, die unmittelbar nach einer exzentrischen Bewegung erzeugt/freigesetzt werden kann.⁵
- Die Kraftausdauer bildet die Ermüdungswiderstandsfähigkeit des Organismus‘ bei geringer Intensität ab.⁶

2.3 Hypertrophie

Skelettmuskeln beinhalten mehrere Tausend Muskelfasern, die sich aus tausenden Myofibrillen zusammensetzen. Diese bestehen aus zahlreichen Proteinkomplexen.⁷ Im Muskel befinden sich sowohl ST-Fasern (langsam zuckende Muskelfasern), die bei niedrigen Belastungen arbeiten müssen, als auch FT-Fasern (schnell zuckende Muskelfasern), die erst bei mittelmäßigen Belastungen aktiviert werden. Bei Belastungen, die über 80% des 1RM reichen, werden alle Muskelfasern gleichermaßen gefordert.⁸

„Krafttraining führt in Kombination mit einer sinnvollen Proteinzufuhr über die Steigerung der Proteinmasse zu einer Zunahme des Muskelfaservolumens, d. h. sinnbildlich gesprochen zu einer Steigerung der Anzahl Wagen im Inneren der Muskelfaser.“⁹

Der Vorgang in dem sich das Muskelfaservolumen bzw. die Muskelfasermasse erhöht, wird als Muskelfaserhypertrophie bezeichnet. Mit dem Begriff „Wagen“ meint, der Forscher für Muskelphysiologie, Marco Toigo die Proteinkomplexe, die sich in den Myofibrillen befinden.

Sind die Proteinkomplexe parallel zueinander positioniert, so steigt die Querschnittsfläche der Muskelfasern (radiale Hypertrophie). Sind die Proteinkomplexe hingegen hintereinander platziert, erfolgt eine Längenzunahme der Muskelfasern (longitudinale Hypertrophie).¹⁰

„Muskelhypertrophie, d. h. die Volumenzunahme bzw. Massenzunahme eines ganzen Muskels, stellt demnach die summierte Muskelfaserhypertrophie in diesem Muskel dar. Unter den Bezeichnungen ‚Muskelwachstum‘ oder ‚Zunahme der Muskelmasse‘ versteht man landläufig nur die Querschnittszunahme des Muskels.“¹¹

Wie bereits erwähnt, erfolgt im Zuge einer Muskelhypertrophie nicht nur das Dickenwachstum, sondern auch das Längenwachstum eines Muskels.¹² Eine Muskelhypertrophie und der damit einhergehende Kraftzuwachs können nur dann erzielt werden, wenn neben dem Krafttraining, dem Körper ausreichend Proteine zur Verfügung stehen.¹³ Krafttraining verstärkt nicht nur den anabolen Effekt vom Nahrungsprotein, sondern verbessert die Aufnahmebereitschaft der Muskeln für Aminosäuren.¹⁴

3 Aminosäuren

3.1 Allgemeine Einführung

Bislang sind 250 AS bekannt, doch nur 20 davon sind für die Proteinsynthese relevant. In der Literatur ist die Rede von „proteinogenen“ AS, die von Francis Crick und James Watson erstmalig entdeckt wurden.¹⁵

Der Körper besitzt einen AS Pool, der eine Art Reservoir ist.¹⁶ Er besteht aus AS, die vom Körper produziert wurden, AS, die nach der Verdauung entstanden sind und AS, die in der aufgenommenen Nahrung enthalten sind.¹⁷ Sein Fassungsvermögen in der Muskulatur ist auf ungefähr 120g begrenzt. Ein Athlet, der 70kg auf die Waage bringt, verfügt demnach über 200-220g an freien AS in seinem AS Pool. Dieser besteht fast aus ⅔ der Aminosäure Glutamin.¹⁸

3.2 Chemismus

AS können unpolar und ungeladen, polar und ungeladen, sauer oder basisch reagieren.¹⁹ AS bestehen aus einer Carboxyl-Gruppe, Säure-Gruppe (COOH) und einer Aminogruppe (NH2). Während die Carboxyl-Gruppe ein Proton abgibt und deshalb sauer reagiert, nimmt die Aminogruppe ein Proton auf und reagiert hiermit basisch. Die Bestandteile einer Aminosäure sind: Sauerstoff (O), Wasserstoff (H), Kohlenstoff (C) und Stickstoff (N).²⁰

3.3 Klassifizierung

Man unterscheidet generell zwischen unentbehrlichen (essentiellen), konditionell entbehrlichen (semi-essentiellen) und entbehrlichen (nichtessentiellen) AS. Die AS, die der Körper selbst herstellen kann, heißen „nichtessentielle“ AS. Die AS, die der Körper wiederum nicht produzieren kann, werden in der Literatur als „unentbehrliche“ AS bezeichnet und müssen dem Körper über die Nahrung zugeführt werden.²¹ Semi-essentiell bedeutet, dass diese AS unter gewissen Voraussetzungen als Essentielle zählen. Der Organismus ist in der Lage nichtessentielle AS aus den Essentiellen herzustellen. Eine Aminosäure besitzt zwei Isomere und zwar die L-Aminosäure und die D-Aminosäure, wobei Erstere für den Körper von großer Bedeutung ist.²² D-AS kommen unter der Voraussetzung, dass die L-AS der essentiellen AS nicht ausreichend zur Verfügung stehen, zum Einsatz, um nichtessentielle AS zu synthetisieren.²³

3.4 Peptidbindung

Eine Peptidbindung bezeichnet die Verbindung von AS. Die kontinuierliche Wiederholung dieses Vorgangs ist die Voraussetzung zur Bildung eines Proteins. Damit ein Peptid entstehen kann, müssen die Aminogruppe der ersten Aminosäure und die Carboxylgruppe der zweiten Aminosäure im Zuge einer Kondensationsreaktion miteinander reagieren. Anschließend wird ein Wassermolekül abgegeben, daher entsteht eine Amid Gruppe. Vereinigen sich zwei AS, dann werden diese als Dipeptid bezeichnet. Repetiert sich diese Reaktion erneut, so ist nicht mehr die Rede von einem Dipeptid, sondern einem Tripeptid. Wiederholt sich dieser Vorgang mehrmalig, dann spricht man von einem Polypeptid. Mithilfe des Drei-Buchstaben-Codes kann man die jeweilige Verbindung definieren.²⁴

Es handelt sich dabei im Grunde um einen simplen Vorgang: Man notiert sich mittels des Drei-Buchstaben-Codes die Abkürzungen der in der Reaktion vorkommenden AS. Die AS Serin (Ser), Arginin (Arg) und Leucin (Leu) bilden das Tripeptid: Ser-Arg-Leu, da sich drei AS an einander heften.

3.5 Proteinsynthese

Um zu wachsen, benötigt die Muskulatur Proteine. Körperliche Ertüchtigung provoziert einen Proteinabbau, der aber für den Wiederaufbau der Muskulatur notwendig ist. Sind in den Zellen genügend AS enthalten, so steigt die Proteinsynthese. Je höher der Anteil an essentiellen AS ist, desto qualitativ hochwertiger sind die Proteine für den Muskelaufbau, denn essentielle AS sind zu 99% anabol verwertbar und können bestenfalls nach nur 23 min aufgenommen werden. Um eine erfolgreiche Proteinsynthese zu erzielen, ist es überaus wichtig den Bedarf an den verschiedenen essentiellen AS zu decken.²⁵ Eine übermäßige Zufuhr einzelner AS ist kontraproduktiv und führt zu keiner bzw. einer verschlechterten Muskelhypertrophie, da die Proteinsynthese beim Ausfall einzelner AS vergeblich ist. Der menschliche Körper reagiert in so einem Fall mit Mangelerscheinungen im anabolen Stoffwechsel. Harmonie und Einklang aller essentiellen AS ist der Schlüssel für eine gelungene Proteinsynthese.²⁶

3.6 Stoffwechsel bzw. Metabolismus

Sowohl essentielle, als auch nichtessentielle AS werden in der Leber abgebaut. Die Magensalzsäure spaltet die Proteine (Proteinhydrolyse) erst in Polypeptidketten auf, sobald jene sich in den Mukosazellen befinden. Anschließend werden die freien AS Richtung Leber mittels Pfortader befördert. Die Verfügbarkeit einer NH2-Gruppe ist für diesen Prozess unabdingbar.²⁷

Pflanzliche Proteine werden nicht so gut wie tierische verdaut, weil die Zellwand die Verdauung erschwert. Mehr als 90% der Nahrungsproteine können aufgenommen werden. Maximal 10% des Stickstoffes in den Lebensmitteln, die teilweise von nicht verdauten Proteinen entstehen, werden im Stuhl abgegeben. Die Stickstoffausscheidung im Urin korreliert mit der Proteinaufnahme. Das bedeutet wenn man wenig Eiweiß zu sich nimmt, so scheidet man auch wenig Stickstoff aus. Führt man seinem Körper viel Eiweiß zu, so wird mehr Stickstoff ausgeschieden.²⁸

Einerseits werden einige AS aus dem AS Pool für die Proteinsynthese eingesetzt, andererseits kommen die restlichen AS während des Katabolismus‘ zum Einsatz und finden schlussendlich als Abbauprodukt, sprich Harnstoff-Stickstoff, ihr Ende.²⁹ Einige AS aus dem AS Pool sind aber auch für die Bildung von Körperstrukturen zuständig. Im Zuge des Katabolismus‘ werden diese AS quasi recycelt, da sie in den AS Pool wieder aufgenommen werden.³⁰

Stickstoff wird nicht nur über den Harn, sondern auch über die Haut ausgeschieden. Der Großteil der Ausscheidung erfolgt jedoch über den Urin. Die bedeutendsten Stickstoffverbindungen im Harn sind Kreatinin, Harnsäure, Harnstoff und Ammoniak. Der Harnstoffstickstoff macht bei einer erhöhten Proteinzufuhr ungefähr 85% des gesamten, sich im Harn befindenden, Stickstoffs aus.³¹

Die Stickstoffbilanz ist für die Bestimmung der Menge an Proteinen, die man dem Körper auf jeden Fall zuführen muss, und für die Bewertung der Qualität eines Proteins essentiell. Eine positive Stickstoffbilanz bedeutet, dass man mehr Stickstoff aufnimmt als man ausscheidet (Anabolismus). Eine negative Stickstoffbilanz dem Gegenteil (Katabolismus). Die Stickstoffbilanz kann aber auch neutral, sprich gleich 0, sein.³²

Der Serumharnstoff gibt Auskunft über die Menge der abgebauten Proteine. Seine Konzentration sollte im Idealfall zwischen 5 und 7 mmol/l liegen. Wird der Grenzwert jedoch überschritten, dann legt dieser Umstand die Vermutung nahe, dass der Körper einer akuten Belastung im Training ausgesetzt war und daher Proteine zur Energiegewinnung heranziehen musste.³³

3.7 Supplementierung

D. Paddon-Jones stellte im Rahmen von wissenschaftlichen Studien (2006) fest, dass die Verabreichung von freien AS nicht nur der Regeneration der Muskulatur zu Gute kommt, sondern sich auch im Zuge der Proteinsynthese, im Vergleich zu den handelsüblichen Eiweißpräparaten, als wirksamer erwies.³⁴

Nach leistungsintensiven Krafttrainingseinheiten büßt der Körper im Schnitt 20g AS ein, die im Harn abgegeben werden. Das macht ungefähr ⅕ des AS Gehalts im Körper aus, welches 100g beträgt. Fast alle AS befinden sich in den Zellen und sind dort für die Proteinsynthese zuständig. Sobald der Körper einen übermäßigen Verlust einzelner AS verzeichnet, so wird die Proteinsynthese gestört. In weiterer Folge könnte der gegenteilige Effekt eines Krafttrainings, nämlich eine Reduktion der Muskelmasse, eintreten. Angesichts der Tatsache, dass die Regeneration geschwächt ist, stellt die Beseitigung des Ammoniaks ein großes Problem dar. Um den soeben genannten Problemen entgegenzuwirken, ist es äußerst empfehlenswert nach dem Training auf Supplemente, die reich an AS sind zurückzugreifen, da eine gewöhnliche Versorgung ausschließlich durch Lebensmittel zu diesem Zwecke absolut ungünstig ist.³⁵

3.8 Timing

Die Zeitspanne nach dem Training, um dem Organismus freie AS zuzuführen, beträgt eine Stunde. Freie AS haben gegenüber Proteinen den großen Vorteil, dass diese viel schneller, sprich in 20-30 min, aufgenommen werden können, da sie nicht erst in Einzelteile zerlegt werden müssen, um verdaut zu werden. Die Zufuhr von AS unmittelbar nach dem Training ist daher sehr wirksam. Essentielle AS bedingen allgemein eine raschere Erholung der Muskulatur. Um eine anabole Wirkung zu erzielen, ist es im Bereich des Leistungstrainings ausgesprochen ratsam dem Körper, ergänzend zur üblichen Nahrungsaufnahme, 5-20g essentielle AS zu verabreichen. Wenn man bei der Einnahme von essentiellen AS darauf achtet die gesamte Menge nicht auf einmal, sondern in bestimmten Rationen, auf den Tag verteilt und während des Trainings, zu sich zu nehmen, so beeinflusst man den Prozess der Proteinsynthese positiv. Eine Studie nach Neumann & Hottenrott (2008) ergab, dass die Probanden einen erhöhten Kraftzuwachs in nur sechs Wochen erzielen konnten. Verantwortlich dafür war die tägliche Gabe von 10g essentieller AS neben der üblichen Ernährung. Wichtig ist, dass AS-Präparate nicht später als drei Stunden nach Abschluss einer Trainingseinheit eingenommen werden sollten, andernfalls findet keine Optimierung der Proteinsynthese statt.³⁶

„Vergessen Sie jedoch nicht, dass das Timing der Proteinzufuhr kontrovers diskutiert wird. Manche Forschungskollegen sind der Ansicht, dass das Timing der Proteinzufuhr eher eine untergeordnete Rolle spielt, solange die totale tägliche Proteinaufnahme stimmt.“³⁷

4 BCAAs – Die verzweigtkettigen Aminosäuren

4.1 Allgemeine Einführung

BCAA (=branched-chain amino acids) ist ein Sammelbegriff für die drei essenziellen AS Leucin, Isoleucin und Valin, die sowohl gemeinsame Aufgaben bewältigen, als auch das gleiche Tranportsystem durch die Zellwand verwenden.³⁸ Die BCAAs stellen zwischen 35% und 40% der essentiellen AS im menschlichen Körper dar.³⁹ BCAAs begünstigen die Proteinsynthese und hemmen gleichzeitig den Proteinabbau. Lebensmittel wie z. B.: Erdnüsse, Thunfisch, Lachs, Rind- und Kalbfleisch beinhalten ungefähr einen 25-prozentigen BCAA Anteil.⁴⁰

4.2 Besonderheit und Abgrenzung

Das Außergewöhnliche an BCAAs ist, dass sie, im Vergleich zur Majorität der anderen AS, die in der Leber verwertet werden, direkt in der Muskulatur verarbeitet werden.⁴¹ Ist der Glykogenspeicher, welcher als Energiequelle für den Körper gilt, ausgeschöpft, so macht sich der Körper während eines Kaloriendefizits an bis zu 10% des Proteinreservoirs der Skelettmuskulatur ran, um Energie zu gewinnen. Die BCAAs und die AS Alanin und Glutamin sind in so einer Prozedur erste Wahl.⁴²

BCAAs können unter anderem der Leber bei der Erzeugung von Glukose tatkräftig zur Seite stehen.⁴³ Leu sorgt für eine verbesserte Glucose Aufnahme in der Muskulatur. Gleichzeitig ist er für die Produktion von Alanin, das Glukose umgehend verarbeitet und somit den Muskeln rascher Energie bereitstellt, verantwortlich.⁴⁴ Interessanterweise verarbeiten neben der Skelettmuskulatur auch, das Gehirn und die Niere BCAAs. Die Oxidation von BCAAs beeinflusst die Synthese von Alanin und Glutamin, die den Stickstoff, der beim Abbau von AS entsteht, von der Skelettmuskulatur Richtung Leber befördern. Wird Leu abgebaut, so steigt die Produktion von Alanin rasant an.⁴⁵

4.3 Bedarf

Körperliche Ertüchtigung bewirkt, dass die BCAA Konzentration im Blut abnimmt. Einerseits kann die Abnahme der BCAA Konzentration auf die Eigenschaft der BCAAs als Energiesubstrat herangezogen zu werden, vorausgesetzt der Organismus hat nicht genügend Energie zur Verfügung, zurückgeführt werden. Andererseits besteht eine hohe Chance, dass der Vorgang der Proteinsynthese unterstützt wurde. Eine verhältnismäßig hohe Aufnahme von BCAAs ist daher äußerst ratsam.⁴⁶

Es stellt sich heraus, dass es irrelevant ist, ob die Aufnahme von BCAA-Präparaten vor, nach oder während eines Trainings stattfindet, die Effekte entfalten sich erst in der Regenerationsphase. Eine BCAA-Supplementierung von 100-120 mg/kg Körpergewicht/Tag ist empfehlenswert.⁴⁷ Das macht eine Dosis von ungefähr 7-8,4g BCAA für einen bzw. eine 70kg schweren/e Athleten/in aus.⁴⁸ Während eine BCAA-Supplementierung von 2-2,5g ausreicht um eine antikatabole Wirkung zu erzielen, sind 100-120mg/kg Körpergewicht notwendig um eine anabole Wirkung zu erzielen.⁴⁹

„Die Hauptwirkungsweise der BCAAs im sportlichen Bereich scheint der antikatabole Effekt zu sein, weil dafür die geringste Menge an BCAAs zugeführt werden muss. Die Reduzierung von Ermüdungserscheinungen oder eine Steigerung der körperlichen Leistungsfähigkeit macht sich erst nach längerer Anwendung und in höheren Dosen bemerkbar.“ ⁵⁰

4.4 Supplementierung

Nach Absolvierung eines Widerstandstrainings ist die Aminosäurekonzentration im Plasma niedrig. Nach dem Verzehr von Proteinen steigt die Plasmakonzentration der BCAAs bzw. aller AS. Ist diese hoch genug so, wird der Prozess der Proteinsynthese unterstützt, indem AS in die Skelettmuskelzellen befördert werden. Je höher die BCAA Konzentration ist, umso mehr AS stehen dem Muskel zur Verfügung. Eine Leu-Supplementierung, sei es unmittelbar vor oder während einer Krafttraingseinheit, fördert die Proteinsynthese und schwächt den Proteinabbau.⁵¹ Die arterielle Konzentration der sogenannten „aromatischen AS“ Tyrosin und Phenylalanin steigt während körperlicher Ertüchtigung an. Aromatische AS werden nicht von der Skelettmuskulatur verstoffwechselt. Der Anstieg der arteriellen Konzentration von Tyrosin und Phenylalanin ist ein Indikator für einen Proteinabbau. Die Supplementierung von BCAAs ist, speziell in der Erholungsphase, sehr effektiv, da die Konzentration der aromatischen AS drastisch vermindert wird.⁵²

Nach der Supplementierung von BCAAs sinken die Stoffe Hydroxyprolin und 3-Methylhistidin, deren übermäßiges Vorkommen im Harn als Merkmal für einen Muskelproteinabbau gilt. Außerdem wird die Ermüdung des Organismus‘ durch eine BCAA-Supplementierung hinausgezögert.⁵³ Nach einer BCAA-Supplementierung sinkt das Tryptophan. Da sowohl die BCAAs, als auch das Tryptophan den gleichen Weg über die Blut-Hirn-Schranke zum Gehirn verwenden, erreicht eine niedrige Menge des Tryptophans das Gehirn. Dies führt dazu, dass die vom Tryptophan ausgelöste Serotoninsynthese, die eine rasche Ermüdung herbeiführt, verlangsamt wird.⁵⁴

Außerdem steigert eine BCAA-Supplementierung die Phosphorylierung von S6K1 (ribosomale Protein-S6-Kinase) und 4E-BP1 (eukaryotic initiation factor 4E-binding protein-1), welche die Proteinsynthese, aufgrund der verbesserten mRNA-Translation, begünstigt. Bei der Phosphorylierung wird eine Phosphat-Gruppe an Aminosäurereste angehängt. Eine mRNA beinhaltet die Informationen für die Bildung von Proteinen. In den Lebensmitteln sind die BCAAs in einem Verhältnis von 2:1:1 zu finden. Das bedeutet, dass doppelt so viel Leu wie Isoleucin und Valin in den Lebensmitteln vorhanden sind. Daher versucht man Supplemente diesem Naturprinzip getreu, zusammen zu stellen.⁵⁵

Insulin gilt als anaboles Hormon, das auch die Phosphorylierung von S6K1 und 4E-BP1 steigert. Aus einer Studie von Liu Z. et al. (2006) kam hervor, dass die Kombination von einer Leu, Protein- und Kohlenhydrate-Supplementierung die Insulinkonzentration aufwerten konnte. So konnte ein anaboles Signal gesetzt werden. Eine ausschließliche Supplementierung von BCAAs wirkte sich hingegen weder positiv noch negativ auf die Insulinkonzentration aus. Eine BCAA-Supplementierung verhindert den Abbau essentieller AS in der Muskulatur. Diese werden als Energiequelle herangezogen, sofern eine anstrengende Belastung stattfindet, die die Laktatkonzentration erhöht und den Körper daran hindert freie Fettsäuren als Energiesubstrat zu verwenden.⁵⁶

[...]

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¹ Weineck, Jürgen: Optimales Training. Leistungsphysiologische Trainingslehre unter besonderer Berücksichtigung des Kinder- und Jugendtrainings. 17. Auflage. Balingen: Spitta, 2019: S. 373.

² ebd., S. 374-377.

³ ebd., S. 374-377.

⁴ ebd., S. 374-377.

⁵ ebd., S. 382ff.

⁶ ebd., S. 382ff.

⁷ vgl. Toigo, Marco: Muskelrevolution; Konzepte und Rezepte zum Muskel- und Kraftaufbau. 2. Auflage. Berlin, Heidelberg: Springer, 2019: S. 165f.

⁸ vgl. Weineck, 2019, S. 401f.

⁹ Toigo, 2019, S. 166.

¹⁰ ebd., S. 166.

¹¹ ebd., S. 166.

¹² ebd., S. 166.

¹³ vgl. Neumann, Georg: Ernährung im Sport. 7. Auflage. Aachen: Meyer & Meyer, 2014: S. 53.

¹⁴ vgl. Toigo, 2019, S. 249.

¹⁵ vgl. Moore, John T./Langley, Richard: Biochemie für Dummies. 2. Auflage. Weinheim: Wiley-VCH, 2014: S. 73.

¹⁶ vgl. Neumann, 2014, S. 236.

¹⁷ vgl. Pauli, Claudia: Sporternährung. Der Weg zur optimalen Leistung. 1. Auflage. Aachen: Meyer & Meyer, 2016: S. 120.

¹⁸ vgl. Neumann, 2014, S. 236.

¹⁹ vgl. Moore & Langley, 2014, S. 77.

²⁰ vgl. Spona, Ingrid/Spona, Jürgen: Vitalquelle Aminosäuren. Antistress Abnehmen Sport. 2. Auflage. Wien: Verlagshaus der Ärzte, 2017: S. 31f.

²¹ vgl. Mettler, Samuel: Swiss Forum For Sport Nutrition. Protein – Wie viel braucht man? 2011. https://www.ssns.ch/wp-content/uploads/2016/10/HotTopic_Protein_Sport_2.2.pdf [Zugriff: 1.7.2019].

²² vgl. Spona, 2017, S. 37-40.

²³ vgl. Elmadfa, Ibrahim/Leitzmann, Claus: Ernährung des Menschen. 5. Auflage. Stuttgart: UTB, 2015: S. 216.

²⁴ vgl. Moore & Langley, 2014, S. 86f.

²⁵ vgl. Spona, 2017, S. 38.

²⁶ vgl. Neumann, Georg/Hottenrott, Kuno: Aminosäuren richtig einsetzen. Nutzen der Aminosäurensupplementation beim leistungsorientierten Training. 11.03.2008. http://www.hottenrott.info/wp-content/uploads/2015/06/24-27_Hottenrott_MSN0208-1.pdf [Zugriff: 30.6.2019].

²⁷ vgl. Elmadfa & Leitzmann, 2015, S. 217f.

²⁸ ebd., S. 217f.

²⁹ ebd., S. 220.

³⁰ vgl. Elmadfa & Leitzmann, 2015, S. 222.

³¹ vgl. Elmadfa & Leitzmann, 2015, S. 224f.

³² ebd., S. 224f.

³³ vgl. Neumann, 2014, S. 240.

³⁴ vgl. Spona, 2017, S. 95.

³⁵ vgl. Spona, 2017, S. 94ff.

³⁶ vgl. Neumann, 2014, S. 243ff.

³⁷ Toigo, 2019, S. 251.

³⁸ vgl. Spona, 2017, S. 42ff.

³⁹ vgl. Schütz, Lisa-Marie: Nahrungsergänzungsmittel im sportlichen Bereich. Verzweigtkettige Aminosäuren und ihr Einfluss auf die sportliche Leistungsfähigkeit. 1. Auflage. Hamburg: Bachelor + Master Publishing, 2012: S. 13.

⁴⁰ ebd., S. 20.

⁴¹ vgl. Spona, 2017, S. 42ff.

⁴² ebd., S. 38.

⁴³ vgl. Pauli, 2016, S. 118f.

⁴⁴ vgl. Spona, 2017, S. 42ff.

⁴⁵ vgl. Schütz, 2012, S. 17.

⁴⁶ vgl. Schütz, 2012, S. 26.

⁴⁷ ebd., S. 43.

⁴⁸ ebd., S. 47.

⁴⁹ ebd., S. 49.

⁵⁰ ebd., S. 52.

⁵¹ vgl. Schütz, 2012, S. 27ff.

⁵² ebd., S. 27ff.

⁵³ ebd., S. 33f.

⁵⁴ ebd., S. 39.

⁵⁵ vgl. Schütz, 2012, S. 43f.

⁵⁶ vgl. Schütz, 2012, S. 43f.