Was sind Proteine und welche Funktionen erfüllen sie im Körper?

Last Updated : 16 December 2019

Proteine sind aus vielen Bausteinen aufgebaut, die als Aminosäuren bekannt sind. Unser Körper braucht Nahrungsprotein zur Versorgung mit Aminosäuren, die für das Wachstum und die Erhaltung unserer Zellen und Gewebe sorgen. Unser Nahrungsproteinbedarf ändert sich im Laufe des Lebens. Laut Empfehlung der  Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) sollten Erwachsene täglich mindestens 0,83g Protein pro kg Körpergewicht verzehren (z.B. 58g pro Tag für Erwachsene mit einem Gewicht von 70kg). Tierische und pflanzliche Proteine variieren in Qualität und Verdaulichkeit, doch das stellt in der Regel für die meisten Menschen kein Problem dar, wenn ihre gesamte Proteinzufuhr ihren Bedarf abdeckt. Wir sollten dafür sorgen, dass wir Proteine aus vielfältigen Quellen verzehren, die sowohl unserer Gesundheit als auch unserem Planeten zugutekommen.

Woraus bestehen Proteine?

Proteine werden aus vielen unterschiedlichen miteinander verknüpften Aminosäuren aufgebaut. Es gibt zwanzig verschiedene Proteinbausteine oder sogenannte Aminosäuren, die üblicherweise bei Pflanzen und Tieren zu finden sind. Ein typisches Protein ist aus 300 oder mehr Aminosäuren aufgebaut, wobei jedes Protein eine einzigartige Zahl und Abfolge von Aminosäuren besitzt. Genauso wie die Buchstaben des Alphabets können Aminosäuren in Millionen unterschiedlicher Weisen angeordnet werden, um neue „Wörter“ und eine gesamte „Proteinsprache“ zu bilden. Je nach Anzahl und Abfolge der Aminosäuren faltet sich das entstandene Protein in eine bestimmte Gestalt. Diese Gestalt ist sehr wichtig, weil sie die Funktion des Proteins (z.B. Muskel oder Enzym) bestimmt. Jede Spezies, einschließlich der Menschen, hat ihre arteigenen Proteine.

Aminosäuren werden als essentiell oder nicht essentiell eingestuft. Wie der Name verrät, können essentielle Aminosäuren vom Körper nicht selbst hergestellt werden und müssen daher über die Nahrung aufgenommen werden. Auf der anderen Seite können nicht essentielle Aminosäuren vom Körper hergestellt werden und müssen daher nicht über die Nahrung aufgenommen werden.

Tabelle 1. Essentielle vs. nicht essentielle Aminosäuren.

Essentielle Aminosäuren

Nicht essentielle Aminosäuren

Histidin

Isoleucin

Leucin

Lysin

Methionin

Phenylalanin

Threonin

Tryptophan

Valin

Alanin

Arginin*

Asparagin

Aspartat

Cystein*

Glutamat

Glutamin*

Glycin*

Prolin*

Serin

Taurin*

Tyrosin*

*Diese sind bedingt essentielle Aminosäuren, was bedeutet, dass sie nur unter bestimmten Bedingungen essentiell sind (z.B. für Neugeborene).1

Was tun Proteine für den Körper?.

Unser Körper ist aus Tausenden verschiedenen Proteinen zusammengesetzt, jedes mit einer einzigartigen Funktion. Sie bilden strukturelle Komponenten unserer Zellen und Gewebe genauso wie viele Enzyme, Hormone und aktive Proteine, die aus Immunzellen abgesondert werden (abbildung 1).

Diese Körperproteine werden im Laufe unseres Lebens ständig erneuert und ausgetauscht. Dieser Prozess (als „Proteinbiosynthese“ bekannt) erfordert eine kontinuierliche Versorgung mit Aminosäuren. Obwohl einige Aminosäuren durch den Abbau alter Körperproteine wieder verwertet werden können, ist dieser Prozess unvollkommen. Das heißt, dass wir Nahrungsprotein essen müssen, um die Nachfrage unseres Körpers nach Aminosäuren zu befriedigen.

Da Proteine für das Zell- und Gewebewachstum wesentlich sind, ist eine ausreichende Proteinzufuhr besonders in Phasen starken Wachstums oder erhöhter Nachfrage wichtig, wie im Kindes- oder Jugendalter, oder während der Schwangerschaft und Stillzeit.1

Funktionen von Proteinen im Körper

Abbildung 1. Funktionen von Proteinen im Körper. 

Welche Lebensmittel sind proteinreich?

Proteine kommen sowohl in pflanzlichen als auch in tierischen Lebensmitteln vor. Die Abbildung 2 zeigt den Proteingehalt in einer typischen Portion herkömmlicher tierischer und pflanzlicher Lebensmittel. Weitere Informationen über die Einschätzung gesunder Portionsgrößen finden Sie im Artikel Wie man Portionsgrößen mit eigenen Händen messen kann.

Eiweißreiche Lebensmittel

Abbildung 2. Eiweißreiche Lebensmittel.2

Gibt es einen Unterschied zwischen tierischen und pflanzlichen Proteinen?

Wie wir es in der Abbildung 2 sehen, können sowohl tierische als auch pflanzliche Lebensmittel reichhaltige Proteinquellen sein. Doch sind sie von gleicher Qualität?

Die Qualität eines Proteins kann vielfältig definiert werden; allerdings beziehen sich alle Definitionen auf die Verteilung und den Anteil an enthaltenen essentiellen und nicht essentiellen Aminosäuren. Allgemein betrachtet sind tierische Proteine von höherer Qualität, weil sie im Vergleich zu pflanzlichen Proteinen einen höheren Anteil an essentiellen Aminosäuren enthalten.

Allgemein besteht der Irrtum, dass den pflanzlichen Proteinen bestimmte essentielle Aminosäuren komplett fehlen. Eigentlich enthalten die meisten pflanzlichen Proteine alle 20 Aminosäuren, weisen jedoch häufig eine begrenzte Menge an bestimmten essentiellen Aminosäuren auf, die als ihre „limitierende(n) Aminosäure(n)“ bekannt sind. Das heißt, wenn eine begrenzte Anzahl an pflanzlichen Lebensmitteln als einzige Proteinquellen verzehrt wird, wird der Körper wahrscheinlich nicht ausreichend mit essentiellen Aminosäuren versorgt, um seinen Bedarf abzudecken. Für Menschen, die wenig oder gar keine tierischen Lebensmittel konsumieren, wie Veganer oder Vegetarianer, ist es wichtig, Proteine aus Quellen mit komplementären, limitierenden Aminosäuren zu sich zu nehmen. Beispielsweise durch den Verzehr von Reis (der einen beschränkten Lysin- und Thiamingehalt, aber einen hohen Methioningehalt aufweist) und Bohnen (die einen beschränkten Methonin-, aber einen hohen Lysin- und Thiamingehalt aufweisen) erhält der Körper komplementäre Aminosäuren, die zur Abdeckung des Bedarfes an essentiellen Aminosäuren beitragen.

Tierische und pflanzliche Proteine unterscheiden sich auch in ihrer Bioverfügbarkeit und Verdaulichkeit. Der Index für verdauliche, unverzichtbare Aminosäuren (DIAAS) ist die empfohlene Methode zur Bestimmung der Verdaulichkeit von Nahrungsproteinen und wird in Werten unter oder manchmal sogar über 100 ausgedrückt.3 Ein DIAAS-Wert über 100 weist darauf hin, dass das Protein eine sehr hohe Verdaulichkeit besitzt und von hoher Qualität ist, und dass es als gute Ergänzung zu den Proteinen dienen kann, die von geringerer Qualität sind. Tierische Proteine haben häufig einen höheren DIAAS-Wert im Vergleich zu den pflanzlichen Proteinen (Tabelle 2). Da die meisten Menschen Proteine aus vielfältigen Quellen verzehren, stellen die Verdaulichkeit und Qualität vom Protein in der Regel kein Problem dar.

Tabelle 2. DIAAS-Wert und Qualität verschiedener Proteintypen pro 100g Lebensmittel.3, 4

Proteintyp

DIAAS-Wert

Qualität

Weizen

40

niedrig

Mandel

40

niedrig

Reis

59

niedrig

Erbsen

64

niedrig

Kichererbsen

83

mittel

Hühnerbrust

108

hoch

Ei

113

hoch

Vollmilch

114

hoch

Wie viel Protein sollten wir pro Tag essen?

Die EFSA hat Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr (DRVs) für Proteine entwickelt. Die DRVs für Proteine in verschiedenen Lebensstadien sind in der Tabelle 3 zusammengefasst. Einem durchschnittlichen Erwachsenen wird empfohlen, mindestens 0,83g Protein pro Kilogramm Körpergewicht täglich zu sich zu nehmen.1 Mit anderen Worten sollte ein erwachsener Mensch mit einem Körpergewicht von 70kg versuchen, mindestens 58g Protein täglich zu sich zu nehmen. Dies entspricht dem Proteingehalt in etwa 200g Hühnerbrust oder 240 Gramm gemischter Nüsse.

In Wachstumsphasen wie Kindheit, Schwangerschaft oder Stillzeit ist der Proteinbedarf relativ hoch. Darüber hinaus beginnt im Alter unser Protein/Energie-Verhältnis zu steigern. Das heißt, dass wir aufgrund einer Senkung der Stoffwechselrate und einer sesshafteren Lebensweise die gleiche Menge an Protein, aber weniger Energie (oder Kalorien) brauchen.1

Tabelle 3. Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr in verschiedenen Lebensstadien.1 KG: Körpergewicht.

 

Referenzwert

g/Tag Erwachsene von 70kg

Kindheit (12 Monate – 17 Jahre)

1.14 – 0.83 g/kg KG

-

Erwachsene (18-65 Jahre)

0.83 g/kg KG

58g

ältere Menschen (> 65 Jahre)

1 g/kg KG

70g

Schwangerschaft

0.83 g/kg KG

58g

  • 1. Trimester

+ 1g pro Tag

59g

  • 2. Trimester

+ 9 g pro Tag

67g

  • 3. Trimester

+ 28 g pro Tag

86g

Stillzeit (0-6 Monate)

+ 19 g pro Tag

77g

Stillzeit (> 6 Monate)

+13 g pro Tag

71g

Wie viel Protein essen wir täglich?

Im Allgemeinen essen die Europäer ausreichend Protein und ein Proteinmangel tritt in den meisten entwickelten Ländern selten auf (Abbildung 3). Da die Proteinzufuhr in der Ernährung der Europäer die erforderliche Menge schon übersteigt, hat die EFSA keine Erhöhung der derzeitigen Proteinaufnahme empfohlen.1

Proteinaufnahme in europäischen Ländern

Abbildung 3. Proteinaufnahme in europäischen Ländern.1

Was sind die gesundheitlichen Vorteile von Protein?

Eine ausreichende Proteinzufuhr, die unseren Körperbedarf abdeckt, ist für viele Körperfunktionen wichtig. Es gibt allerdings Hinweise darauf, dass eine Erhöhung der Proteinzufuhr über die erforderliche Menge hinaus in bestimmten Situationen möglicherweise zusätzliche gesundheitliche Vorteile mit sich bringt.

Protein und Gewichtskontrolle

Es hat sich gezeigt, dass proteinreiche Lebensmittel unser Völlegefühl (auch als Sättigungsgefühl bekannt) mehr als Lebensmittel, die reich an Fett und Kohlenhydraten sind, steigern. Es gibt gute Daten aus Kurzzeitstudien, die dafür sprechen, dass eine proteinreiche Ernährung (d.h. 1,2-1,6g/kg pro Tag; 84-112g pro Tag für einen Erwachsenen mit einem Körpergewicht von 70Kg) zur Reduzierung der Gesamtkalorienaufnahme und zur schnellen Gewichtsabnahme beiträgt.5 Die Nachweise für eine langfristige Gewichtserhaltung sind jedoch weniger klar.5 Wie jede Diät ist eine proteinreiche Ernährung nur dann wirksam, wenn sie auch eingehalten wird, was für einige Menschen schwierig sein kann. Eine nachlässige Einhaltung könnte teilweise die begrenzte Auswirkung auf eine langfristige Gewichtserhaltung erklären.5

Protein und Sarkopenie

Die Sarkopenie ist eine Erkrankung, die durch einen fortschreitenden Verlust der Muskelmasse und der körperlichen Funktionen gekennzeichnet ist, und die üblicherweise bei älteren Menschen auftritt. Sarkopenie ist mit einer zunehmenden Gebrechlichkeit, Sturzgefahr, mit einem Rückgang der funktionellen Leistungsfähigkeit und sogar mit vorzeitigem Tod verbunden.6 Da Proteine wesentlich für die Erholung und Erhaltung der Muskelmasse sind, ist es keine Überraschung, dass eine geringe Proteinaufnahme mit einem erhöhten Risiko, an Sarkopenie zu erkranken, verbunden ist.6 In ähnlicher Weise kann eine Steigerung der Proteinaufnahme und der körperlichen Aktivität mit zunehmendem Alter zur Erhaltung der Muskelmasse und -kraft beitragen, und dadurch auch unser Risiko für Sarkopenie und Skeletterkrankungen verringern.

Protein und sportliche Leistung

Protein wurde seit langem mit sportlicher Leistung in Verbindung gebracht. Zur Unterstützung bei der Erholung und Stärkung des Muskelgewebes nach dem Training spielt Protein eine Schlüsselrolle. Obwohl Protein für den Muskelaufbau entscheidend ist, sollte es, um die Vorteile zu maximieren, im Rahmen der gesamten Ernährung, die die richtige Menge an Kohlenhydraten, Fetten, Vitaminen und Mineralstoffen enthält, berücksichtigt werden. Die optimale Proteinzufuhr hängt von der Art (z.B. Ausdauer- oder Krafttraining), der Dauer und der Intensität des Trainings ab, wobei mehr nicht immer besser heißt. Die Proteinzufuhr von 1,4-2,0g pro kg Körpergewicht pro Tag (z.B. 98-140g pro Tag für einen 70kg schweren Erwachsenen) sollte ausreichend sein, um den Bedarf der meisten sportlich Aktiven abzudecken.7 Sportler sollten sich darauf ausrichten, die Proteinzufuhr durch eine ausgewogenen Ernährung zu erreichen. Proteine als Ergänzung konsumieren diejenigen, die eine hohe Proteinzufuhr aber eine Einschränkung der Gesamtkalorien benötigen.

Was passiert, wenn Sie zu viel Protein essen?

Es gibt keine ausreichenden Nachweise, um einen Schwellenwert bezüglich der Proteinzufuhr festzulegen und die EFSA hat erklärt, dass eine Proteinzufuhr in doppelter Höhe des Referenzwertes (1,7g/kg pro Tag oder 119g pro Tag für einen Erwachsenen mit einem Körpergewicht von 70kg) unter normalen Bedingungen immer noch als unbedenklich angesehen wird.1 Bei Menschen mit einer Nierenerkrankung kann sich eine übermäßige Proteinzufuhr als Problem erweisen und diese Personen sollten sich von einem zugelassenen Ernährungsberater oder Hausarzt beraten lassen, bevor sie ihre Proteinaufnahme erhöhen.

Gewichtszunahme

Allgemein besteht der Irrtum, dass man durch Proteinverzehr nicht zunehmen kann. Das ist nicht wahr. Genauso wie Kohlenhydrate und Fette kann eine übermäßige Proteinzufuhr im Rahmen eines Kalorienüberschusses in Körperfett umgewandelt werden, was zur Gewichtszunahme führt. Wenn es um Gewichtserhaltung geht, ist das Wichtigste, dass das Energiegleichgewicht erhalten bleibt.

Rotes und verarbeitetes Fleisch und Krebsrisiko

Proteine sind wesentlich für eine gute Gesundheit, aber einige proteinreiche Lebensmittel sind möglicherweise besser für unsere Gesundheit als andere. Vor allem wurde der Verzehr großer Mengen roten und verarbeiteten Fleisches mit einem erhöhten Risiko für einige Krebsarten in Verbindung gebracht.8 Rotes Fleisch ist eine gute Proteinquelle sowie eine Quelle für viele andere essenzielle Nährstoffe wie Eisen, Vitamin B12 und Zink und muss zur Verringerung des Risikos nicht ausgeschlossen werden. Die Stiftung World Cancer Research Fund empfiehlt, nicht mehr als drei Portionen (etwa 350-500g des gekochten Produktes) roten Fleisches pro Woche zu essen und sehr wenig, wenn überhaupt, verarbeitetes Fleisch.8

Nachhaltiges Protein

Unsere Lebensmittelauswahl wirkt sich nicht nur auf unsere Gesundheit, sondern auch auf die Umwelt aus. Im Allgemeinen haben tierische Proteine wie Rind-, Lammfleisch und Milchprodukte größere Umweltauswirkungen (d.h., dass sie mehr Ressourcen verbrauchen und mehr Treibhausgase produzieren) im Vergleich zu pflanzlichen Quellen wie Soja, Kichererbsen und Linsen (figure 4).9 Es ist zwar nicht notwendig oder empfehlenswert, tierische Lebensmittel vollständig zu vermeiden, aber eine Umstellung der Ernährungsgewohnheiten auf mehr pflanzliche Proteinquellen kann sowohl unserer Gesundheit als auch dem Planeten zugutekommen.10 Eine nachhaltige Ernährung bedeutet mehr, als einfach nachhaltige proteinreiche Lebensmittel zu wählen.  Weitere Tipps dazu, wie man ein nachhaltigeres Leben führen kann, finden Sie in den Artikeln Praktische Tipps für eine gesunde und nachhaltige Ernährung und Tipps zur Verringerung von Lebensmittelabfällen.

Proteingehalt und Treibhausgasemissionen (THG) verschiedener Lebensmittel

Abbildung 4. Proteingehalt und Treibhausgasemissionen (THG) verschiedener Lebensmittel. 9 

Schlussfolgerung

Proteine sind lebensnotwendig; sie liefern die benötigten essentiellen Aminosäuren zum Wachstum und zur Erhaltung unserer Zellen und Gewebe. Unser Proteinbedarf hängt von unserem Lebensstadium ab. Dieie meisten Europäer verzehren genug davon, um ihren Bedarf abzudecken. Da die meisten Menschen eine abwechslungsreiche Ernährung einhalten, sollte die Qualität und Verdaulichkeit der Proteine, die sie essen, kein Problem darstellen, solange die Gesamtproteinmenge ihren täglichen Bedarf abdeckt. Da wir Lebensmittel und keine Nährstoffe essen, sollten wir proteinreiche Lebensmittel wählen, die nicht nur essentielle Aminosäuren liefern, sondern auch eine gesunde und nachhaltige Ernährung unterstützen.

References

  1. EFSA (2012). European Food Safety Authority, Scientific Opinion on Dietary Reference Values for protein. EFSA Journal 2012; 10(2):2557
  2. UK food composition database.
  3. Consultation, F.E., 2011. Dietary protein quality evaluation in human nutrition. FAO Food Nutr. Pap, 92, pp.1-66.
  4. Phillips, S.M., 2017. Current concepts and unresolved questions in dietary protein requirements and supplements in adults. Frontiers in nutrition, 4, p.13.
  5. Leidy, H.J., Clifton, P.M., Astrup, A., Wycherley, T.P., Westerterp-Plantenga, M.S., Luscombe-Marsh, N.D., Woods, S.C. and Mattes, R.D., 2015. The role of protein in weight loss and maintenance. The American journal of clinical nutrition, 101(6), pp.132
  6. Cruz-Jentoft AJ, Sayer AA (2019). Sarcopenia. The Lancet. 393 (10191): 2636-2646.
  7. Jäger R., Kerksick, C.M., Campbell, B.I., Cribb, P.J., Wells, S.D., Skwiat, T.M., Purpura, M., Ziegenfuss, T.N., Ferrando, A.A., Arent, S.M. and Smith-Ryan, A.E., 2017. International society of sports nutrition position stand: protein and exercise. Journal
  8. World Cancer Research Fund/American Institute for Cancer Research. Continuous Update Project Expert Report 2018. Meat, fish and dairy products and the risk of cancer.
  9. Poore J, Nemecek T. (2018) Reducing food’s environmental impacts through producers and consumers. Science Vol. 360, Issue 6392, pp. 987-992
  10. FAO and WHO. 2019. Sustainable healthy diets – Guiding principles. Rome