Aminosäuren werden auch Bausteine des Lebens genannt, denn aus ihnen entstehen unzählige unterschiedliche Proteine. Sie machen das menschliche Leben erst möglich [1].
8 davon haben eine besondere Stellung. Sie werden essentielle Aminosäuren genannt, weil der menschliche Körper sie nicht selbst herstellen kann [2].
Sie müssen stattdessen über die Nahrung zugeführt werden. Sie bilden den Grundbaukasten für alle weiteren Aminosäuren und damit für die Proteine, die das Leben ermöglichen.
In diesem Artikel erfährst du alles, was du über essentielle Aminosäuren wissen musst.
Was sind essentielle Aminosäuren?
Insgesamt gibt es 20 verschiedene Aminosäuren. 8 davon sind essentiell, denn der Körper kann sie nicht selbst herstellen. Deshalb müssen sie über die Nahrung aufgenommen werden.
Die freigesetzten Aminosäuren aus der Nahrung gehen entweder den anabolen (aufbauenden) oder den katabolen (abbauenden) Stoffwechselweg.
Die 8 essentiellen Aminosäuren bilden die Basis für alle weiteren Aminosäuren. Die 12 nicht-essentiellen Aminosäuren kann der Körper in ausreichenden Mengen selbst herstellen.
Die Aminosäuren gehen Verbindungen mit anderen Aminosäuren ein und bilden Ketten. Wenn diese Kette aus tausend oder mehr Aminosäuren besteht, ist sie ein Protein. Je nach Anordnung der Bausteine entstehen verschiedene Proteine [3].
Die Reihenfolge der Aminosäureketten wird durch den genetischen Code bestimmt, der in unser DNA (Desoxyribonukleinsäure) enthalten ist [2].
Aminosäuren werden auch Bausteine des Lebens genannt, da der Körper sie zur Herstellung von Proteinen verwendet. Durch Informationen in der DNA binden sich die Aminosäuren aneinander und bilden Proteine.
Welche Aminosäuren gibt es?
Aminosäuren sind in 3 Gruppen eingeteilt [4]:
- Essentielle Aminosäuren
Der Körper kann sie nicht selbst herstellen, deshalb müssen sie über die Nahrung aufgenommen werden. - Nicht-essentielle Aminosäuren
Der Körper kann sie selbst herstellen. - Bedingt-essentielle Aminosäuren
Im Normalfall sind das nicht-essentielle Aminosäuren. Aber durch Traumata, Stress, Operationen oder Wunden können sie vom Körper nicht mehr ausreichend hergestellt werden. Sie werden dann zu essentiellen Aminosäuren.
Die essentiellen Aminosäuren kann der Körper nicht selbst herstellen und muss sie über die Nahrung aufnehmen. Nicht-essentielle Aminosäuren kann der Körper selbst herstellen. Bedingt-essentielle Aminosäuren sind nur unter besonderen Umständen, wie z.B. bei Krankheit, essentiell.
Wirkung von Aminosäuren
Die 8 essentiellen Aminosäuren haben in deinem Körper eine Reihe von wichtigen und vielfältigen Aufgaben:
- Isoleucin wird für Muskelwachstum und -reparatur benötigt. Außerdem hilft es bei der Bildung von Antikörpern, Muskelproteinen und ist wichtig für den Transport von Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid im Blut [5].
- Leucin wird zum Aufbau von Muskelproteinen verwendet und spielt eine wichtige Rolle beim Zellwachstum. Außerdem hilft es bei der Produktion von Antikörpern, Hämoglobin und Insulin [6].
- Lysin wird für die Produktion von Kollagen (ein Protein, das zur Bildung von Knochen beiträgt) und für die Gewebereparatur benötigt. Es spielt ebenso eine Rolle bei der Hormonproduktion und der Immunfunktion [7].
- Methionin wird für die Energieproduktion und die Entgiftung benötigt. Außerdem hilft es bei der Produktion von Antikörpern, Proteinen und Carnitin (Hilft dem Körper Fett in Energie umzuwandeln) [8].
- Phenylalanin wird zur Herstellung von Neurotransmittern (haben Auswirkung auf die Stimmung), Noradrenalin (wichtig für die Kommunikation der Nervenzellen) und Dopamin verwendet [9].
- Threonin ist ein Hauptbestandteil von Strukturproteinen wie Kollagen und Elastin, die wichtige Bestandteile der Haut und des Bindegewebes sind. Außerdem spielt es eine Rolle im Fettstoffwechsel und bei der Immunfunktion [10].
- Tryptophan wird zur Herstellung von Proteinen verwendet. Es wird ebenso für den Stickstoffhaushalt benötigt und ist eine Vorstufe von Serotonin, einem Neurotransmitter, der Appetit, Schlaf und Stimmung reguliert [11].
- Valin wird zur Herstellung von Proteinen verwendet, die zur Reparatur und zum Aufbau des Muskelgewebes beitragen. Außerdem hilft es bei der Produktion des Hormons Glucagon, das den Blutzuckerspiegel anhebt, und bei der Umwandlung von Nahrung in Energie [12].
Wie du sehen kannst, sind essentielle Aminosäuren der Kern vieler wichtiger Prozesse im Körper.
Alle 8 essentiellen Aminosäuren erfüllen unterschiedliche Aufgaben im Körper. Sie sind an wichtigen Prozessen wie Gewebewachstum, Energieproduktion, Immunfunktion und Nährstoffaufnahme beteiligt.
Bedingt-essentielle Aminosäuren
Einige nicht-essentielle Aminosäuren können unter Stressbedingungen und in katabolen Zuständen essentiell werden, wenn die Kapazität der körpereigenen Aminosäuresynthese überschritten wird [13].
Die beiden nicht-essentielle Aminosäuren sind jetzt essentielle Aminosäuren, denn sie müssen ebenso über die Nahrung aufgenommen werden.
Somit sind sie nur unter bedingten Umständen essentiell. Zu dieser Art von Aminosäuren gehören Arginin und Histidin [14,15,16].
Zu den Risikogruppen für Mangelerscheinungen an Arginin oder Histidin gehören chronisch Kranke, Kinder im Säuglingsalter, Schwangere und Menschen, die regelmäßig hohem Stress ausgesetzt sind [17].
Unter bestimmten Umständen können nicht-essentielle Aminosäuren essentiell werden, da der Körper sie nicht mehr ausreichend herstellen kann. Sie werden bedingt-essentielle Aminosäuren genannt.
Verzweigtkettige Aminosäuren
Verzweigtkettige Aminosäuren (BCAAs) sind eine Gruppe von 3 essentiellen Aminosäuren:
- Leucin
- Isoleucin
- Valin
Wie alle Aminosäuren sind auch BCAAs Bausteine, aus denen dein Körper Proteine herstellt.
Du hast vielleicht schon gehört, dass Athleten und Bodybuilder von BCAA sprechen. Häufig werden sie zum Muskelwachstum oder zur sportlichen Leistungssteigerung eingenommen [18,19]
Sie können auch bei der Gewichtsabnahme helfen und die Müdigkeit nach dem Sport verringern [20].
Diese Aminosäuren werden im Muskel verstoffwechselt und haben großen Einfluss auf die Entwicklung der Muskeln.
Verzweigtkettige Aminosäuren sind auch als BCAAs bekannt. Sie bestehen aus den essentiellen Aminosäuren Leucin, Isoleucin und Valin.
Stoffwechsel von Aminosäuren
Der verdaubare Teil der Nahrung wird im Dünndarm zu Aminosäuren aufgespalten. Die freigesetzten Aminosäuren gehen dann entweder den anabolen (aufbauenden) oder den katabolen (abbauenden) Stoffwechselweg [21].
Anaboler Weg:
Es wird aufgebaut. In der Fachsprache ist das die Biosynthese. Auf diese Weise werden Zellen erhalten, regeneriert oder neu gebildet. Daraus entstehen die Körperstrukturen wie Knochen, Gewebe, Enzyme, Antikörper der Immunabwehr und vieles mehr.
Kataboler Weg:
Es wird abgebaut. Hier werden die überschüssigen Aminosäuren verbrannt und Energie entsteht. Diese Energie wird auch Kalorien genannt. Ebenso entstehen bei der Verbrennung Stickstoffe. Das ist ein natürlicher Abfallstoff und wird mit dem Urin abtransportiert.
Der Richtwert NNU (Net Nitrogen Utilisation) gibt an, wie viel Prozent der aufgenommenen Proteine für den aufbauenden (anabolen) Stoffwechsel verwendet werden. Hier einige Beispiele von Einweißlieferanten und deren NNU-Werte [22,23]:
Zudem konnte Luca-Moretti feststellen, dass bei einer bestimmten Kombination der Aminosäuren der NNU auf 99% steigt. Dies bedeutet, dass der Körper die Aminosäuren ausschließlich aufbauend (anabol) verwertet. Genannt wird diese Kombination Master Amino Pattern (MAP) [24].
Sie besitzt kaum Kalorien, erzeugt keinen Stickstoffabfall (keine Belastung von Leber und Niere) und wird für den Aufbau der Zellen verwendet.
Aufgenommene Proteine gehen den anabolen oder katabolen Stoffwechselweg. Die Qualität der zugeführten Proteine bestimmt, wie viel Prozent der Körper für den Zellaufbau verwenden kann.
Nahrungsergänzung
Stimmung und Schlaf
L-Tryptophan ist ein wichtiger Bestandteil für die Produktion von Serotonin und Melatonin.
Serotonin ist ein Regulator für Stimmung, Schlaf und Verhalten. Der Gegenspieler Melatonin ist ein Schlafhormon, was den Energieverbrauch sowie die Körpertemperatur senkt und das Immunsystem ankurbelt [25,26].
Durch einen Mangel an L-Tryptophan kann der Körper Serotonin und Melatonin nicht ausreichend herstellen. Das kann in depressive Verstimmungen und Schlafstörungen resultieren [27].
Mehrere Studien haben gezeigt, dass eine Ergänzung mit L-Tryptophan die Symptome von Depressionen verringern, die Stimmung heben und den Schlaf verbessern kann [28,29].
Bei einem Mangel an L-Tryptophan kann der Körper Melatonin und Serotonin nicht ausreichend herstellen. Dadurch können depressive Verstimmungen und Schlafstörungen auftreten.
Sportliche Leistung
Die 3 essentiellen Aminosäuren Leucin, Isoleucin, Valin (BCAAs) werden häufig von Athleten zur Leistungssteigerung und Muskelerholung nach dem Training genutzt.
In einer Placebo-Studie mit 16 Athleten verbesserte die Einnahme der 3 Aminosäuren die Leistung und die Erholung der Muskeln. Ebenso verringerte sich der Muskelkater im Vergleich zu der Placebo-Gruppe [30].
In einer zusammenfassenden Studie sind 42 Studien ausgewertet. Sie belegen die Senkung der Muskelschäden durch die Einnahme von BCAAs, die nach intensivem Training auftreten können [31].
Insgesamt wurden über 50.000 Studien zu BCAAs (Leucin, Isoleucin, Valin) durchgeführt [32].
Leucin, Isoleucin, Valin können die Muskeln vor Schäden durch intensives Training schützen. Ebenso können sie einen positiven Effekt auf die Leistung und Erholung der Muskeln haben.
Empfohlene Zufuhr
Nach den Richtlinien der National Academy of Medicine sollten Erwachsene mindestens 0,8 Gramm Protein pro Kilogramm Körpergewicht täglich zu sich nehmen [33].
Das bedeutet, dass du bei einem Körpergewicht von 60 Kilogramm etwa 24 Gramm Protein zu dir nehmen solltest. Diese Menge ist mit einer ausgewogenen Ernährung leicht zu erreichen.
Die Menge, die wir von jeder der 8 Aminosäuren benötigen, ist unterschiedlich. Die empfohlene Tagesdosis (RDA) für 1 Kilogramm Körpergewicht beträgt:
- Isoleucin: 19 mg
- Leucin: 42 mg
- Lysin: 38 mg
- Methionin (und Cystein): 19 mg
- Phenylalanin (und Tyrosin): 33 mg
- Threonin: 20 mg
- Tryptophan: 5 mg
- Valin: 24 mg
Sorgen über eine übermäßige Eiweißeinnahme solltest du dir nicht machen. Der Körper kann überschüssige Aminosäuren ganz einfach entsorgen. Eine Proteinzufuhr, die leicht über dem eigentlichen Bedarf liegt, gilt als sicher.
Durch eine ausgewogene Ernährung kannst du ganz einfach deinen täglichen Proteinbedarf decken.
Aminosäuren aus der Nahrung
Ein Großteil der Forschung zu essentiellen Aminosäuren bezieht sich auf die Einnahme von Nahrungsergänzung. Viele Ernährungsexperten sagen jedoch, dass die beste Art, den Bedarf an essentielle Aminosäuren zu decken, die tägliche Ernährung ist.
Lebensmittel, die alle essentiellen Aminosäuren enthalten, werden als vollständige Proteine bezeichnet. Gute Quellen für vollständige Proteine sind:
- Fleisch, Geflügel, Meeresfrüchte
- Eier
- Molke, Kasein, Milch
- Chia-Samen, Soja, Quinoa
Wie du siehst, sind die meisten vollständigen Proteine aus tierischen Produkten.
Eine ausreichende Proteinzufuhr als Vegetarier ist dennoch möglich. Der Schlüssel liegt in der Kombination. Denn unvollständige Proteine können sich zu einem vollständigen Protein ergänzen.
Die Lebensmittel in der folgenden Liste sind die häufigsten Quellen für essentielle Aminosäuren:
Isoleucin
- Tierische Quellen:
Rindfleisch, Thunfisch, Kabeljau, Schellfisch und Joghurt. - Vegane Quellen:
Hafer, Linsen, Spirulina, Sonnenblumenkerne, Sesamsamen und Seetang. Mit 100 Gramm Weizen erhalten Sie etwa 16 % des Tagesbedarfs [34].
Leucin
- Tierische Quellen:
Käse, Rindfleisch, Lammfleisch, Geflügel, Gelatine und Kollagen. 100 Gramm Geflügelfleisch enthalten etwa 75 % des Tagesbedarfs. - Vegane Quellen:
Quinoa, Sonnenblumenkerne, Pistazien, Erdnüsse, Mais, Weizenkeime und brauner Reis. Spirulina ist eine fantastische Leucinquelle. 100 Gramm decken etwa 181 % des Tagesbedarfs ab [35].
Lysin
- Tierische Quellen:
Rotes Fleisch liefert die größte Menge an Lysin. 100 Gramm Rindfleisch enthalten etwa 157 % des Tagesbedarfs. - Vegane Quellen:
Limabohnen, Avocados, getrocknete Aprikosen, Mangos, Rote Beete, Lauch, Kartoffeln und Paprika [36].
Methionin
- Tierische Quellen:
Thunfisch, Lachs, Garnelen, Rind- und Lammfleisch. 100 Gramm Thunfisch decken etwa 122 % des Tagesbedarfs. - Vegane Quellen:
Paranüsse, Sojabohnen, Tofu, Bohnen, Linsen, Weizenkeime und Spirulina. 100 Gramm Paranüsse enthalten etwa 154 % des Tagesbedarfes [37].
Phenylalanin
- Tierische Quellen:
Rind-, Lamm- und Schweinefleisch, Geflügel, Käse, Eier und Joghurt. 100 Gramm decken etwa 150% des Tagesbedarfs. - Vegane Quellen:
Tofu, Kürbiskerne, Erdnüsse, Weizenkeime, Quinoa, Wildreis, sowie bestimmte Samen und Nüsse. 100 Gramm decken etwa 95% des Tagesbedarfs [38].
Threonin
- Tierische Quellen:
Mageres Rind-, Lamm- und Schweinefleisch, Kollagen, Gelatine und Käse. 100 Gramm decken etwa 165% des Tagesbedarfs. - Vegane Quellen:
Sonnenblumenkerne, Leinsamen, Weizenkeime, Cashews, Mandeln, Linsen und Pistazien. Die reichhaltigste pflanzliche Quelle für Threonin sind Sojaprodukte. 100 Gramm geröstete Sojabohnen decken ebenfalls etwa 165 % des Tagesbedarfs [39].
Tryptophan
- Tierische Quellen:
Dunkle Schokolade, Milch, Käse, Truthahn, rotes Fleisch, Joghurt, Eier und Fisch. - Vegane Quellen:
Kichererbsen, Pepitas, Spirulina, Bananen und Erdnüsse. Aber auch Samen und Nüsse (insbesondere Kürbiskerne) enthalten große Mengen an Tryptophan. 100 Gramm Samen decken etwa 206% des Tagesbedarfs [40].
Valin
- Tierische Quellen:
Rindfleisch, magere Hühnerbrust, magere Schweinekoteletts, Thunfisch. 100 Gramm Hühnerbrust decken etwa 155% des Tagesbedarfs. - Vegane Quellen:
Tofu, weiße Bohnen, Bohnen mit Hülsen, Kürbisse und Kürbiskerne, Haferflocken. 100 Gramm weiße Bohnen decken etwa 50% des Tagesbedarfs [41,42].
Dies sind nur einige Beispiele für Lebensmittel, die reich an essentiellen Aminosäuren sind. Alle eiweißhaltigen Lebensmittel, ob pflanzlich oder tierisch, enthalten zumindest einige der essentiellen Aminosäuren.
Vollständige Proteine sind meist in tierischem Eiweiß vorhanden. Dennoch gibt es auch viele vegane Alternativen, um den Proteinbedarf zu decken.
Risikogruppe
Fehlt nur eine der Aminosäuren, wird dadurch die Wirkweise aller Proteine beeinträchtigt. Besondere Risikogruppen für den Aminosäuremangel sind Kleinkinder, chronisch Kranke, Schwangere oder Menschen, die unter starkem und regelmäßigem Stress stehen [17,43].
Kleinkinder können in der Wachstumsphase die semi-essentiellen Aminosäuren Histidin und Arginin nicht ausreichend selbst bilden.
Bei Schwangeren kann es durch den veränderten Hormonspiegel ebenso an den beiden semi-essentiellen Aminosäuren mangeln. Eine ausgewählte Ernährung ist deshalb während der Schwangerschaft sehr wichtig.
Die Stresshormone (Adrenalin, Noradrenalin, Cortisol) bestehen aus Aminosäuren. Deshalb können Defizite bei regelmäßigem Stress entstehen. Ein guter Weg den Stress zu lindern, sind Adaptogene. Sie helfen dabei die Stressreaktion im Körper auszugleichen.
Chronische Krankheiten wie Bluthochdruck oder Arteriosklerose gehen mit einem Mangel der semi-essentiellen Aminosäuren einher. Insbesondere Arginin ist dafür verantwortliche die Gefäße zu weiten und kann somit den Blutdruck normalisieren.
Der beste Weg, deinen individuellen Bedarf zu ermitteln, ist ein Bluttest, das so genannte vollständige Blutbild (CBC). Dieser Test misst den Gehalt an verschiedenen Nährstoffen und sagt dir, ob du einen Mangel hast.
Kleinkinder, chronisch Kranke, Schwangere oder Menschen mit viel Stress sollten auf eine ausreichende Zufuhr an Aminosäuren achten.
Häufig gestellte Fragen
Was sind Proteinogenen Aminosäuren?
Proteinogenen Aminosäuren sind Bestandteile von Proteinen im Körper. Davon gibt es insgesamt 20 Stück, welche sich in die Untergruppen essentielle, bedingte und nicht-essentielle Aminosäuren kategorisieren lassen. Welche Aminosäuren als Bausteine für die Proteinbiosynthese verwendet werden, bestimmt die Codierung der DNA [44].
Weiterhin gibt es über 400 bekannte nicht-proteinogenen Aminosäuren. Dabei handelt es sich meist um Abbauprodukte von proteinogenen Aminosäuren [45].
Ist die Einnahme von Aminosäurepräparate notwendig?
Gesundheitsexperten empfehlen den Aminosäurebedarf über die Nahrung zu decken. Das ist auch sehr leicht zu schaffen, wenn von einem täglichen Proteinbedarf von 0,8 Gramm Protein pro Kilogramm Körpergewicht ausgeht. Insbesondere für Athleten kann eine erhöhte Proteinzufuhr gut sein. BCAAs können dazu beitragen einen ausreichenden Aminosäurespiegel in den Muskeln zu erhalten.
Was sind ketogene Aminosäuren?
Rein ketogene Aminosäuren sind Leucin und Lysin. Phenylalanin, Isoleucin, Tryptophan, Tyrosin und Threonin sind sowohl glucogen als auch ketogen [46].
Ketogene Aminosäuren werden zu Ketonkörpern abgebaut und nicht für die Gluconeogenese verwendet. Die Gluconeogenese ist ein Stoffwechselweg zur Synthese von Glucose, welche den Blutzuckerspiegel aufrecht erhält.
Welche Aminosäuren sind basisch?
Aminosäuren sind basisch, wenn ihre Seitenketten in einer Lösung basisch reagieren. Zu ihnen gehören Lysin, Arginin, Histidin [47].
Können Aminosäuren Nebenwirkungen haben?
Gesundheitsexperten warnen, dass eine übermäßige Einnahme von Aminosäuren hohe Stickstoffwerte im Körper verursachen kann. Dadurch wird die Leber sowie die Niere stärker belastet. Eine Nahrungsergänzung mit Aminosäuren ist unter ärztlicher Beaufsichtigung unbedenklich.
Fazit
- Aminosäuren werden auch Bausteine des Lebens genannt, da der Körper aus ihnen Proteine herstellt.
- Von den 20 Aminosäuren sind 8 essenziell, da sie der Körper nicht selbst herstellen kann.
- Es gibt 3 verschiedene Untergruppen. Die essentiellen, nicht-essentiellen und bedingt-essentiellen Aminosäuren.
- Sie gehen im Körper entweder den anabolen (aufbauenden) oder den katabolen (abbauenden) Stoffwechselweg.
- Im Normalfall nimmt der Mensch bei einer ausgewogenen Ernährung ausreichend Proteine zu sich, um den täglichen Bedarf zu decken.
- Es gibt verschiedene Risikogruppen (Kleinkinder, chronisch Kranke, Schwangere, gestresste Menschen), bei denen vermehrt Mangelerscheinungen auftreten.
- Eine Nahrungsergänzung mit Aminosäuren ist unter ärztlicher Beaufsichtigung unbedenklich. Ebenso ist eine zu hohe Aufnahme über die Nahrung unbedenklich, da der Körper die überschüssigen Aminosäuren verstoffwechselt.
