Eiweiß / Protein
Jede Körperzelle besteht zu einem Großteil aus Eiweiß (Proteinen). Dieses Eiweiß muss in regelmäßigen Abständen ersetzt bzw. wieder aufgefüllt werden. Jeder Erwachsene verfügt über einen Eiweißbestand von ca. zehn bis elf Kilogramm. Eiweiß enthält Stickstoff und teilweise auch Schwefel, zwei für die Funktion des Organismus unbedingt notwendige Elemente, die in den beiden anderen Hauptnährstoffen, den Fetten und den Kohlenhydraten, nicht vorkommen.
Wird mit der Nahrung mehr Eiweiß aufgenommen als gerade benötigt, wird dieser Überschuss im Körper gespeichert. Wenn die Speicherkapazität erschöpft ist, kann das restliche Eiweiß aber auch im Stoffwechsel zu Kohlenhydraten oder Fetten umgewandelt werden. Es ist jedoch nicht möglich, aus Fetten oder Kohlenhydraten ihrerseits wieder Eiweiß herzustellen. Die Eiweißreserven des Körpers sind ausschließlich von der Eiweißzufuhr über die Nahrung abhängig.
Eiweiße bilden die wichtigen Hormone des Stoffwechsels, wie Wachstums- und Geschlechtshormone oder das Insulin, und steuern als Enzyme sämtliche chemischen Reaktionen im Körper. Sie sind als Schutzproteine für das menschliche Immunsystem im Einsatz. Als Strukturproteine bauen sie das elastische Bindegewebe auf, bilden Zellhüllen und Zellwände, die Haut, die Fasern, Haare und die Nägel. Schließlich zeichnen sie als Transportproteine im Blut für die Verteilung von Eisen, Kupfer, Fetten oder Sauerstoff im Organismus verantwortlich. Beim Abbau der Proteine in der Zelle wird Energie gebildet. Sie dienen also auch als Energielieferant.
Die Bedeutung für den Organismus
Das Eiweiß aus der Nahrung wird in Magen und Dünndarm mit Hilfe von Magensäure und eiweiß-spaltenden Enzymen in seine Einzelteile zerlegt. Daraus ergibt sich ein Pool freier Aminosäuren, der über die Pfortader in die Leber gelangt. Die Leber ist das Zentralorgan bei der Regulierung der Eiweißsynthese. Sie sorgt auch dafür, dass der Anteil freier Aminosäuren im Blut relativ konstant ist und sie über den Kreislauf dem Gewebe im ganzen Organismus zur Verfügung stehen, wann immer diese Grundbausteine des Lebens gebraucht werden. Das größte Aminosäuren-Reservoir befindet sich in der Skelett-Muskulatur.
Wird über die Nahrung zu viel Eiweiß aufgenommen, so wird ein Teil davon unter anderem in der Leber gespeichert. Die Fähigkeit des Körpers, nicht benötigtes Eiweiß einzulagern, ist jedoch begrenzt. Bei aufgefüllten Reserven wird der Überschuss zur Energiegewinnung verbrannt oder nach Umwandlung in Kohlenhydrate oder Fette gespeichert. Im Normalfall verbleiben mehr als 90 Prozent des über die Nahrung aufgenommenen Eiweißes im Organismus. Dies macht jedoch nur ein Drittel des gesamten Eiweißumsatzes aus. Eiweißstoffe sind einer gewaltigen Recycling- und Erneuerungsmaschinerie unterworfen, die Tag für Tag im Organismus läuft. Im Darm, in den Muskeln, im Blut - ständig werden Proteine in ihre Bausteine zerlegt und aus den Aminosäuren wieder neue Eiweißstoffe zusammengesetzt. Eiweiß, das der Körper nicht mehr verwertet, wird abgebaut. Dabei entstehen stickstoffhaltige Endprodukte. Der größte Teil dieses Stickstoffs wird über den Harn ausgeschieden. Nur ein kleiner Teil landet im Stuhl. Auch mit Haut, Haaren, Menstruation und Sperma verliert der Körper geringe Mengen an Stickstoff.
Säuglinge brauchen am meisten Eiweiß
Am höchsten ist der Bedarf an Eiweiß im Säuglingsalter mit 2,4 Gramm pro Kilogramm Körpergewicht pro Tag. Von da an sinkt der Bedarf kontinuierlich. Bei Erwachsenen beiderlei Geschlechts liegt die von den Ernährungsgesellschaften empfohlene tägliche Zufuhr schließlich bei 0,8 Gramm pro Kilogramm Körpergewicht. Eine 60 kg schwere Frau käme also auf einen Bedarf von 48 Gramm Eiweiß. Wollte sie diesen Bedarf allein über Milch decken, müsste sie 1,5 Liter Vollmilch trinken. Bei Kartoffeln wäre eine Menge von 3,5 Kilogramm zu verputzen, das Rinderfilet müsste 240 Gramm wiegen. Verteilt über den Tag und aus verschiedenen Quellen ist es jedoch nicht schwer, die empfohlene Eiweißmenge zu erreichen.
Stark erhöht ist der Eiweißbedarf in der Schwangerschaft mit einem Plus von 6 g pro Tag. In der Stillzeit steigt der zusätzliche Bedarf noch einmal bis auf das Dreifache an.
Zu viel Eiweiß
Die empfohlene Eiweißmenge wird auch problemlos erreicht. Mitteleuropäer nehmen mit herkömmlicher Mischkost täglich etwa 1 bis 1,4 g Eiweiß pro kg Körpergewicht auf. Kraftsportler mästen sich sogar mit Spezialpräparaten auf bis zu 4 g/kg. Sinnvoll ist dies jedoch nicht, weil sich der Erhaltungsbedarf der Muskulatur eines Sportlers nicht grundsätzlich von der arbeitenden Muskulatur anderer Menschen unterscheidet.
Als Obergrenze für gesundheitlich unbedenklichen Eiweißkonsum wird von den Ernährungsgesellschaften eine Menge von 2 g/kg Körpergewicht pro Tag angegeben, eine Menge, die für die meisten Menschen wohl auch in Kombination verschiedener Lebensmittel nicht so leicht zu überschreiten ist. Das sehr eiweißreiche Rindsfilet für die 60 Kilogramm schwere Frau in unserem Beispiel müsste dann schon 600 Gramm wiegen, damit die Eiweiß-Obergrenze überschritten wird.
Eiweißmangel
Eiweißmangel ist in Entwicklungsländern eine Folge von Unterernährung. Daraus können Wachstumsstörungen, Muskelschwäche, Störungen der Leberfunktion und Infektanfälligkeit resultieren. In Industrieländern ist Eiweißmangel entweder eine Folge von Fehlernährung oder sie ist krankheitsbedingt. Besonders bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen oder bei Erkrankungen der Leber leidet die Fähigkeit zur Verarbeitung der Proteine. Aber auch häufig durchgeführte Fastenkuren können die Eiweißreservoirs in Leber und Muskulatur plündern und damit Mangelsymptome auslösen, da die Proteine zur Energiegewinnung abgebaut werden.
Eiweißüberschuss wird im Stoffwechsel, soweit möglich, in Blutzucker und in Fettsäuren umgewandelt. Der dabei nicht benötigte Stickstoff wird als Harnstoff ausgeschieden. Ebenso steigt die Kalziumausscheidung im Harn, was langfristig das Risiko zur Bildung von Nierensteinen erhöht. Wer Eiweiß ständig überdosiert, schwächt damit auch die Empfindlichkeit der Körperzellen für das blutzuckersenkende Hormon Insulin, wodurch das Risiko für Diabetes erhöht wird.
Entbehrliche und unentbehrliche Aminosäuren
Proteine sind große Moleküle, die aus vielen kleinen Bausteinen, den Aminosäuren, zusammengesetzt sind. Laut Definition müssen für ein Protein mindestens 100 Aminosäuren miteinander verknüpft sein, häufig sind es mehrere tausend. Sind es weniger als 100, spricht man von Peptiden.
In der Natur wurden bislang mehr als 200 Aminosäuren entdeckt. Für den Aufbau von Eiweißen sind jedoch nur 20 von Bedeutung. Pflanzen können alle diese Aminosäuren selbst aufbauen. Tiere und Menschen sind bei acht dieser Aminosäuren jedoch auf die Zufuhr mit der Nahrung angewiesen. Diese acht gelten deshalb als unentbehrlich (essenziell). Drei weitere gelten als halbentbehrlich. Ihr Bedarf hängt vom jeweiligen Zustand des Organismus ab. Im Säuglingsalter ist beispielsweise die Aminosäure Arginin, die für Wachstum, Immunabwehr und Fruchtbarkeit benötigt wird, unentbehrlich und muss, z. B. über die Muttermilch, zugeführt werden. Später wird sie vom Organismus selbst erzeugt. Kommt es zu einem Engpass bei diesen unentbehrlichen Aminosäuren, so können daraus verschiedene Mangelkrankheiten entstehen. Bei einer abwechslungsreichen Mischkost ist dies jedoch nicht zu befürchten. Etwas Acht geben sollten strenge Vegetarier, die auch auf Eier und Milchprodukte verzichten. Hier muss der gesamte Eiweißbedarf über pflanzliche Nahrungsmittel gedeckt werden. Dies ist aber nicht so einfach, weil die Eiweißqualität in pflanzlichen Nahrungsmitteln für den Menschen nicht so ideal ist wie die Aminosäurenverteilung in tierischen Lebensmitteln. Letztere enthalten einen deutlich höheren Anteil an lebensnotwendigen Aminosäuren.
Die biologische Wertigkeit von Eiweiß
Die Qualität des im jeweiligen Lebensmittel enthaltenen Eiweißes hängt also davon ab, wie reichhaltig und vielfältig dessen Gehalt an unentbehrlichen Aminosäuren ist. Jene Aminosäure, die am wenigsten enthalten ist, gilt als so genannte limitierende Aminosäure. Durch die Kombination mit anderen Eiweißquellen, die wieder einen höheren Anteil dieser limitierenden Aminosäure haben, kann dieser Mangel aber leicht ausgeglichen werden. Eine gemischte vollwertige Ernährung deckt normalerweise den Bedarf an allen lebensnotwendigen Aminosäuren ab.
Die Proteinquelle mit der höchsten biologischen Wertigkeit ist das Hühnerei. Dessen Eiklar enthält den optimalsten Aminosäuren-Mix und somit das hochwertigste Eiweiß im Überfluss. Deshalb auch die Bezeichnung Eiweiß als Synonym für Proteine. Je mehr körpereigenes Eiweiß aus einem Nahrungseiweiß aufgebaut werden kann, je besser also das Aminosäuremuster des Lebensmittels mit dem Aminosäurebedarf des Menschen übereinstimmt, desto höher ist seine biologische Wertigkeit und desto geringere Mengen an Eiweiß muss man seinem Organismus zuführen, um den Bedarf zu decken.
Dieses Qualitätskriterium für Nahrungsmittel wird in Prozent angegeben. Eine biologische Wertigkeit von beispielsweise 77 bedeutet, dass aus 100 Gramm Nahrungseiweiß 77 Gramm Körpereiweiß aufgebaut werden können.
Tierische Lebensmittel sind daher unter dem Aspekt der Proteinqualität für den Menschen wertvoller als die meisten pflanzlichen Lebensmittel. Beim Hühnerei, der vollwertigsten Proteinquelle, liegt die biologische Wertigkeit bei 100 Prozent. Eiweiß aus der Milch hat eine Wertigkeit von 86 Prozent, Eiweiß aus Rindfleisch von 76 Prozent, jenes aus Erbsen oder Weizen hingegen nur noch zu rund 30 Prozent (siehe Tabelle).
Wer verschiedene Eiweißquellen miteinander kombiniert, reduziert das Risiko, dass es bei den unentbehrlichen Aminosäuren zu einem Engpass kommt. Die biologische Wertigkeit liegt dann zum Teil deutlich über den Werten, die die Eiweißquellen einzeln erzielen. Damit ist es auch für Vegetarier oder Veganer möglich, eine hohe biologische Wertigkeit ihrer Nahrung zu erreichen. Werden Bohnen beispielsweise mit Mais kombiniert, so steigt die Wertigkeit auf 99 und erreicht damit dieselbe Eiweißqualität wie Hühnereier.
Nahrungsmittel |
Eiweißgehalt |
Biologische Wertigkeit |
Hühnerei |
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Heilbutt |
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Vollmilch |
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Magermilch |
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Speisequark |
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Schweine-Filet |
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Rinder-Filet |
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Rotbarsch-Filet |
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Natur-Reis |
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Grüne Bohnen |
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Soja-Mehl |
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Kartoffel |
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Weizenmehl |
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Hülsenfrüchte |
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