Wie viel ist wirklich notwendig?

Das Protein Paradox: Teil I

Ein Artikel von Mikementzer.com
von Greg Bradley-Popovich, MS, MS

Wissenschafter debattieren seit langem darüber, ob aktive Individuen oder Athleten mehr Nahrungsprotein pro Kg Körpergewicht benötigen, als dies von verschiedenen Behörden, für normal aktive Personen empfohlen wird. Bei dieser Debatte findet man einerseits eine Lehrmeinung die glaubt, Athleten und andere aktive Personen würden nicht mehr Protein als die normal aktiven Individuen benötigen, auf der anderen Seite findet man Meinungen, die glauben, dass körperlich aktive Personen besondere Bedürfnisse haben. Verstärkter Proteinverlust kann durch verschiedene Vorgänge ausgelöst werden: Energieträger (Nahrungsmittel), Kollagenreparatur, Kollagenhypertrophie, Muskelfaserreparatur, Myofibrilläre Hypertrophie, Proteinhidrosis (Verlust durch Schwitzen) und Proteinurie. Proteinverluste beschränken sich aber nicht nur auf diese Vorgänge.

Wenn man den Proteinbedarf von körperlich aktiven Personen untersucht, so muss man dieses facettenreiche Segment der Population noch weiter unterteilen, um spezifische Trainingseffekte untersuchen zu können. Genau wie sich Trainingstechniken und Trainingsziele unterscheiden, variiert auch die Ernährungsgewohnheit (Reimers, 1994). Man kann Athleten generell in drei breite Gruppen einteilen. Personen die ihre aerobe Ausdauerleistung trainieren wollen, Personen die ihre anaerobe Leitungsfähigkeit trainieren wollen, sowie jene, die eine Kombination von beiden Formen trainieren wollen.

Von den genannten Kategorien, werden wir uns an dieser Stelle hauptsächlich mit anaerob trainierten Personen beschäftigen. Anaerob trainierende Personen sind solche Personen, die kurzdauernde Übungen, für gewöhnlich unter zwei Minuten, ausführen.

Anaerob trainierte Athleten entwickeln für gewöhnlich eine charakteristisch hypertrophierte Skelettmuskulatur, welche meist aus einem Widerstandstraining (Gewichttraining) resultiert. Diese hypertrophe Muskulatur, stellt für den Athleten in der Regel einen Vorteil dar und korreliert für gewöhnlich positiv mit der Muskelkraft. Muskelkraft ist eine Eigenschaft, welche von den meisten anaerob trainierten Athleten erwünscht wird. Zwei hervorstechende und gut sichtbare Beispiele, für Athleten mit dem Ziel nach Muskelmasse und Muskelkraft, sind Gewichtheber und Bodybuilder. Andere Beispiel sind Sprinter, Kugelstoßer und Turner.

Die meisten Daten über anaerob trainierende Bodybuilder und Gewichtheber, bezüglich Proteinmetabolismus und erforderlicher Proteinzufuhr, wurden bereits gesammelt. Da sich ein Großteil dieses Artikels hauptsächlich auf diese beiden Gruppen beziehen wird, werden sie im Folgenden definiert:

Gewichtheber streben eine maximale Entwicklung von Muskelkraft an, und sehen die dabei induzierte Hypertrophie nur als Mittel zur Kraftsteigerung an.

Im Gegensatz dazu machen Bodybuilder sich nicht primär Gedanken um ihre Kraftentwicklung, sondern um einen Zuwachs von Muskelmasse, der wiederum mit der Entwicklung von Kraft assoziiert ist. In anderen Worten: Für einen Bodybuilder ist die Entwicklung von Kraft nur ein Mittel zum Zweck und nicht das Ziel selbst. Beide Gruppen sind letztendlich aber auf Hypertrophie der Muskulatur angewiesen. Bodybuilder bemühen sich zusätzlich noch mehr als Gewichtheber, um die Minimierung ihrer Fettreserven.

Muskuläre Hypertrophie ist aber auf keinen Fall nur bei bestimmten Athleten erwünscht. Rehabilitationspatienten, aktive ältere Menschen und generell alle Fitness-Enthusiasten, können als Athleten klassifiziert werden, wenn auch nicht im klassischen Wettbewerbskontext. Diese "Athleten" ohne Wettkampfambitionen, machen einen viel größeren Teil der Bevölkerung aus als die wettkampforientierten Leistungssportler. Deshalb wird dieser Problembericht Studien präsentieren, die sowohl an Neulingen als auch an professionellen Sportlern durchgeführt wurden. In jedem Fall wurde eine Art des Widerstandstrainings durchführt, welches eine Hypertrophie der Skelettmuskulatur verursacht.

Die vorher als Resultat von Training genannten metabolischen Schicksaale von Protein, finden auf nahezu jeden Athleten Anwendung, wenn auch (abhängig vom Training) in unterschiedlichem Maße. Unter bestimmten Konditionen wird Protein im Glukose-Alanin Zyklus zu Energie oxidiert. Dieser Zyklus verwendet verzweigtkettige Aminosäuren, besonders Leucin, um eine Aminogruppe für die Bildung von Alanin zu stellen. Alanin wiederum, wird von der Muskulatur zur Leber transportiert und zur Herstellung von Glukose verwendet. Dieses Glukose, wird von der arbeitenden Muskulatur und dem zentralen Nervensystem zur Energiegewinnung herangezogen. Zusätzlich zu ihrer Rolle im Glukose-Alanin Zyklus, sind die essentiellen, verzweigtkettigen Aminosäuren Leucin, Isoleucin und Alanin, die Hauptquelle derjenigen Aminosäuren, die durch Trainingsstimuli oxidiert werden, da sie von der Arbeitsmuskulatur Intramuskulär oxidieren können (Lemon, 1987). Andere Aminosäuren, sowie auch verzweigtkettige Aminosäuren, können in der Leber zu Zwischenprodukten des Krebszyklus abgebaut werden, um so als Energieträger während des Trainings zu agieren. Trotz des detaillierten Wissens über die biochemischen Signalwege, welche Proteine in energieliefernde Substanzen umwandeln, trägt der Proteinverlust durch Abbau zur Energiegewinnung nur zu einem kleine Teil zum erhöhten Proteinbedarf bei anaerob trainierenden Athleten dar (Lemon, 1995).

Die bei anaerob trainierenden Athleten als Resultat einen hochintensiven Trainings eintretende Gewebsschädigung, zeigt sich in Schäden des Bindegewebes und der Skelettmuskulatur. Das Bindegewebe, welches primär aus dem Protein Kollagen besteht, steigt proportional mit der Muskelhypertrophie an (MacDougall, 1986). Die Gesamtmenge an Kollagen, steigt somit in einem anaerob trainierenden Athleten durch das Training an. Muskelhypertrophie geschieht auf zwei Wegen: Verdickung der Myofibrillen innerhalb einer Muskelfaser, sowie möglicherweise eine ansteigenden Anzahl von Myofibrillen innerhalb einer Muskelfaser (MacDougall, 1986).

Diese Mechanismen geschehen durch die Ansammlung und Inkorporation von zusätzlichem Protein. Die aus einem Krafttraining resultierenden Heilungsprozesse und die Hypertrophie, könnten also größtenteils für einen erhöhten Proteinbedarf verantwortlich sein.

Zusätzlich geht Protein in einem Zustand namens Proteinurie verloren. Diese scheint positiv mit der Trainingsintensität zu korrelieren. Die Proteinurie könnte durch eine verminderte Reabsorption von Aminosäuren in den Tubuli der Nieren, während intensivem Training, entstehen. Diese Möglichkeit ist aber vernachlässigbar, da sie nicht mehr als 3g Protein pro Tag ausmacht (Poortmans, 1985).

Proteinverluste durch Schwitzen und Protein Hydrosis, geschehen auch im Zuge von Training. Es wurden sowohl Aminosäuren, als auch Proteine im Schweiß festgestellt. Mit jedem Liter Schweiß, wird ungefähr 1g Protein verloren. Auch hier sind die Verluste gering, so dass selbst ein Training in warmer Umgebung nicht mehr als 3g pro Tag bedeuten würden (Celejowa and Homa, 1970; Consolazio, Johnson, Nelson, Dramise, und Skala, 1975; Lemon, Tarnoplosky, MacDougall und Atkinson, 1992; Walberg, Leedy, Sturgill, Hinkle, Ritchey, and Sebolt, 1988).

Es scheint, als würde das Wachstum der Muskulatur den größten Anteil an zusätzlich benötigtem Protein, bei einem widerstandstrainierenden Athleten ausmachen. Zusätzliches Nahrungsprotein dient also hauptsächlich den Mechanismen des Wachstums.

Da der Großteil des Trockengewichts der Muskulatur aus Protein besteht, wurde von vielen Athleten und Wissenschaftlern vermutet, dass eine Erhöhung der Proteinaufnahme über die Normalwerte, die Hypertrophie von Muskulatur erleichtert. Die Muskulatur besteht jedoch zu einem Großteil aus Wasser.

Es ist absolute angemessen, dass Gewichtheber und Bodybuilder als anaerob trainierende Athleten in vielen Proteinstudien herangezogen wurden. Das Wissen und die „Weisheit“ aus den Muskelzeitschriften und Studios, stellen Protein aufs Podest. Protein wird als essentielle, und fast schon geheimnisvolle Zutat, für den Erfolg und optimalen Fortschritt in diesem Sport angesehen.

In der bekannten Bodybuilding Literatur, wurden mindestens zwei interessante Punkte bezüglich dem Proteinbedarf von widerstandstrainierten Personen veröffentlicht. Diese interessanten Punkte entstammen nicht etwa der Physiologie oder Nahrungsmittelbiochemie, sondern der Mathematik. Zunächst ist es so, dass viele Journalisten im Bereich Bodybuilding betont hatten, die täglichen Nahrungsmittel-Empfehlungen (z.B. Recommended Dietary Allowances) würden ausreichen, um den Proteinbedarf bei 98% der Bevölkerung voll abzudecken (National Academy of Sciences National Research Council, 1989). Daraus schlussfolgerten sie logisch, dass in etwa 2% der Bevölkerung nicht von diesen Empfehlungen abgedeckt werden. Um diese Feststellung zu quantifizieren, stellte die Bodybuilding-Obrigkeit fest, dass diese 2% in den USA (grob 260 Millionen Menschen) in etwa 5 Millionen Personen entsprechen. Sie argumentierten daher, dass viele Bodybuilder und andere eifrige Athleten, sehr wahrscheinlich zu dieser Minderheit gehören, für welche die empfohlene Nahrungsmittelaufnahme unzulänglich ist.

Auf der andern Seite wird von einigen darauf hingewiesen, dass das Muskelwachstum ein relativ langsamer Prozess ist, und die Muskelzuwächse (auf einen Tag bezogen) eine übermäßige Proteinzufuhr über die empfohlene Tagesdosis nicht rechtfertigen.

Beispiel: Wenn eine Person in einem Jahr ihre Muskelmasse um eindrucksvolle 20 Pfund (9,09 Kg) erhöht, so würde dies einer Menge von ungefähr 2000 Gramm Netto eingebautem Muskelprotein entsprechen (jedes Pfund Protein (454g), besteht aus 22% Protein und damit 22 x 454 = 99,8g Protein). Über das ganze Jahr gemittelt, würde man nur etwa 5,5 Gramm Protein über dem empfohlenen Erhaltungsbedarf benötigen. Diese Ansicht wird von Durnin geteilt, der diese Zahl auf 7g pro Tag geschätzt hat (1978). Im Gegensatz hierzu werden von Brohterhood (1984) Daten zitiert, die anzeigen, dass der geschätzte Wert für fettfreie Körpermasse, im Falle eines aggressiven Muskelaufbauprogrammes, selbst 50g pro Tag übersteigen kann.

Man kann auch nicht davon ausgehen, dass die Aufnahme von Protein ins Muskelgewebe mit 100% Effizienz geschieht, wie dies in der ersten Aussage, welche einen Überschuss von 5.5g Protein pro Tag vorschlägt, angenommen wird. Es gibt keine Garantie dafür, dass das gesamte, zusätzlich zugeführte Protein, seinen Zielort auch wirklich erreicht (Di Pasquale, 1997, p.73). Dies entsteht aus der Tatsache, dass während dem Muskelwachstum nicht nur ausreichend Aminosäuren verfügbar gemacht werden müssen, sondern eine bestimmte Aminosäure auch genau zum Zeitpunkt der Translation zur Verfügung stehen muss. Da die Proteinsynthese ein kontinuierlicher Prozess ist, ist es eine unsichere Situation, ob eine bestimmte Aminosäure zu einem bestimmten Zeitpunkt zur Verfügung steht (Di Pasquale, 1997, p.82). Diese unvollständige Effizienz ist zumindest teilweise, für die sichtbaren, mathematischen Diskrepanzen der letzten Jahre verantwortlich: Wieso scheint es viel Protein zu benötigen, um vergleichsweise wenig Muskulatur aufzubauen?

Welche Werkzeuge stehen den Wissenschaftlern auf der Suche nach der Wahrheit zur Verfügung? Grundsätzlich gibt es vier hilfreiche Methoden, mit denen man den Proteinbedarf in widerstandstrainierten Personen bestimmen kann. Diese beinhalten: Den Protein-Aminosäure Umsatz, Untersuchungen der Muskelhypertrophie, Messungen der Körperkraft und Untersuchung der Stickstoffbilanz.

Unter allen diesen verschiedenen Techniken, wird der Schwerpunkt hier auf der Stickstoffbilanz liegen. Die Stickstoffbilanz wird als indirektes Maß für die fettfreie Körpermasse angesehen (Fern, Bielinski, & Schutz, 1991), und kann beim Widerstandstraining und Wachstum, oder den Verlusten beim Fasten, herangezogen werden. Die Stickstoffbilanz ergibt sich einfach aus der ernährungsbedingten Stickstoffaufnahme, minus den Stickstoffausscheidungen. Es wird durch den Kot, Urin und die Haut ausgeschieden (Haut, Schweiß und Haare). Das erste Mal, wurde die Stickstoffbilanz als Unterschied zwischen Aufnahme und Ausscheidung, von Mitchell (1924) beschrieben. Die Stickstoffbilanz kann wie folgt beschrieben werden:

Stickstoffbilanz = Stickstoffaufnahme - [(Stickstoff im Urin – endogener Urinstickstoff) + (Stickstoff im Kot – endogener Kotstickstoff) + Hautstickstoff]

In diesem Artikel, muss der Semantik viel Aufmerksamkeit geschenkt werden. Es ist wichtig zu wissen, dass die häufig auftretenden Worte "brauchen" oder "benötigen", nicht einfach auf die zur Erhaltung der Gesundheit minimale Proteinzufuhr verweisen, sondern diejenige Proteinmenge die man benötigt, um eine positive Stickstoffbilanz zu erreichen, was wiederum notwendig ist, um die fettfreie Körpermasse zu erhöhen.

Einige Studien hatten versucht die Proteinmenge zu bestimmen, um während einem Widerstandstraining eine positive Stickstoffbilanz zu erhalten. Dieser Bericht wird neun verfügbare Studien besprechen. Zum Zwecke der Vergleichbarkeit und Einheitlichkeit wurden einige Originaldaten in anderen, aber dennoch äquivalenten Einheiten dargestellt. Beispielsweise stellten manche Studien Energie in Joule, oder Gesamtenergie pro Tag dar, oder sie stellten die Stickstoffbilanz als mg/kg/Tag dar. Der Einfachheit wegen, werden alle Energiedaten als kcal/kg/Tag, und die Daten zur Stickstoffbilanz als g/Tag dargestellt.

Falls nicht anders vermerkt, wurde bei allen Studien die Stickstoffausscheidung im Kot, Urin und Schweiß gemessen, hingegen die Verluste durch Haut, Nägel und Haare ignoriert. Zusätzlich sind, wenn möglich, die verschiedenen Ernährungsformen (Viel Protein, wenig Protein) innerhalb einer Studie, als isoenergetisch angelegt.

In der einzigen Studie in der ältere Menschen untersucht wurden (Campbell, Crim, Young, Joseph, and Evans,1995), wurde die Stickstoffretention unter 12 bisher untrainierten Senioren, mit einem Durchschnittsalter über 65 Jahren, untersucht. Dies ist auch die einzige Studie, welche acht Männliche und vier Weibliche Studienteilnehmen beinhaltet. Die Teilnehmer wurden per Zufallsprinzip in zwei Gruppen eingeteilt: Eine "viel Protein konsumierende Gruppe" (1.62g Protein/kg/Tag (0.259g N/kg/Tag)) und eine "wenig Protein konsumierende Gruppe" (0.8g Protein/kg/Tag (0.128 g N/kg/Tag). Die Energiezufuhr wurde so gewählt, dass die leistungsinduzierte Energieaufwendung (30.0 kcal/kg/Tag in beiden Gruppen) ausgeglichen war. Die Studienteilnehmer trainierten für 12 Wochen auf folgende Art und Weise:

Ganzkörpertraining mit drei Sätzen pro Übung, vier Übungen, und bei 80% der individuellen Intensität einer Maximalkraftwiederholung. Das Training wurde jeden zweiten Tag absolviert und dauerte eine halbe bis eine volle Stunde (Campbell, Crim, Young, and Evans, 1994). Während der zweiwöchigen Anfangsperiode, wurde gezeigt, dass eine negative Stickstoffbilanz bei 0.8g/kg/Tag, und eine positive Stickstoffbilanz bei 1.62g/kg/Tag (-0.368g N/Tag vs. 1.379g N/Tag), erreicht wurde. In der elften Woche, konnten beide Gruppen ihre Stickstoffretention in selbem Ausmaß steigern (0.631g N/Tag vs. 2.06g N/Tag, nach der Korrektur der Daten gegen das Körpergewicht nach dem Training). In dieser Studie, wurden die Gesamtstickstoffverluste durch die Haut und Hautanhänge geschätzt. Sie kamen zum Entschluß, dass die Effizienz der Stickstoffretention in der wenig Protein konsumierenden Gruppe, höher war. Allerdings gaben sie die Gesamtdifferenz zwischen beiden Gruppen nicht an (Campbell, Crim, Young, Joseph, und Evans, 1995).

In einer der frühesten Studien zum Proteinbedarf von Gewichthebern, untersuchten Celejowa and Homa (1970) männliche Gewichtheber, mit einem Durchschnittsalter von 25 Jahren, über 11 Tage hinweg in einem Trainingscamp. Die Aktivität dort, wurde als „Intensiv“ angegeben und die Trainingseinheiten dauerten durchschnittlich 15 Stunden pro Tag. Die Wissenschaftler konnten bei fünf von zehn der wettkampforientierten Gewichtheber, welche während des Camps 2g Protein/kg/Tag konsumierten, eine negative Kalorienbilanz feststellen. Die Gesamtstickstoffbilanz der Gruppe war leicht positiv (0,5g/Tag) bei einer Energiezufuhr von 50kcal/kg/Tag. Dies entsprach einem Energieüberschuß von etwa 233kcal/Tag/Person. Celejowa and Homa schlossen aus diesen Daten, dass eine Proteinzufuhr von 2g/Kg/Tag, für 50% der Gewichtheber, zu gering war.

In einer anderen Studie, wurden junge Männer über 40 Tage während eines "intensiven" körperlichen Programms beobachtet, welches aus einer Vielzahl körperlicher Aktivitäten, wie z.B. dem Laufband, dem Fahrrad Ergometer, Fitnessübungen (Liegestütze und Sit-Ups mit Körpergewicht), isometrischen Übungen (Anspannung des Muskels ohne Verkürzung des Muskels, z.B. Muskelkontraktion gegen einen unbeweglichen Gegenstand) und anderen sportlichen Aktivitäten, bestand (Consolazio, Johnson, Nelson, Dramise, and Skala (1975)). In dieser Studie stellten die Fitneßübungen, sowie die isometrischen Übungen, das Widerstandstrainings dar. Die acht Studienteilnehmer wiesen ein Durchschnittsalter von 21,5 Jahren auf und konsumierten 48,7kcal/kg/Tag um ihren Energieverbrauch auszugleichen. Consolazio et al. stellten während des 40-tägigen Trainingsprogramms eine höhere Stickstoffretention fest (0.533g/Tag vs. 1.60g/Tag), bei einer Proteinaufnahme von 2.8 g/kg/Tag versus 1.4 g/kg/Tag.

Die Ergebnisse dieser Studie werden durch eine weitere Studie unterstützt, bei der zwei Gruppen junger Männer (Durchschnittsalter: 24,5 Jahre) über vier Wochen untersucht wurden (Fern, Bielinski, and Schutz, 1991). Beide Gruppen absolvierten dreimal pro Woche ein Gesamtkörper-Krafttraining, wobei jede Einheit eine Stunde dauerte. Eine Gruppe konsumierte ihre normale Proteinmenge (1,3g/kg/Tag), wohingegen die zweite Gruppe diese Menge und zusätzlich noch ein Proteinpulver (2g/kg/Tag) konsumierte (=3,3g Protein/kg/Tag). Die „grobe“ Stickstoffbilanz wurde auf 0,01 g N/Tag und 3.4g N/Tag bestimmt. Es wird angemerkt, dass nur der Stickstoff im Harn tatsächlich aufgezeichnet wurde.

Eine andere Studie, mit vier Meisterschafts-Gewichthebern im Alter von 21 bis 34 Jahren, besagt, dass eine durchschnittliche Proteinzufuhr von 2,2g/Kg/Tag eine positive Stickstoffbilanz verursacht (1.85g N) (Laritcheva, Yalovaya, Shubin, und Smirnov, 1978). Einer der Gewichtheber, der mit 1,85g/Kg Protein am wenigsten Protein konsumierte, hatte eine negative Stickstoffbilanz (-0.88g N). Die Gewichtheber trainierten 90-150 Minuten pro Trainingseinheit, und die Energiebilanz war ungefähr ausgeglichen. Die Stickstoffverluste durch die Haut/Hautanhänge, wurden nicht betrachtet. Es wird angenommen, dass die Daten zur Stickstoffretention, für jeden Gewichtheber, von einem einzigen Meßtag stammen.

In einer Crossover Studie, wurden die ersten zwei Trainingsmonate von 12 untrainierten Männern (Durchschnittsalter: 22,4 Jahre) untersucht. Die Teilnehmer wurden in zwei Gruppen unterteilt (Lemon, Tarnoplosky, MacDougall and Atkinson (1992)). Eine Gruppe erhielt relativ wenig Protein (1,35/g/kg/Tag), die andere Gruppe konsumierte viel Protein (2,619 g/kg/Tag). Die beiden Ernährungsphasen wurden durch eine einwöchige Auswaschperiode (essen nach Herzenslust) getrennt. Die Teilnehmer absolvierten ein "intensives" Trainingsprogramm (6 Tage/Woche). Bei diesem Plan, wurden an einem Tag die Brust und der Rücken trainiert, am nächsten Tag die Beine, und am dritten Tag endete der Plan mit dem Trainieren der Schultern und Arme. Anschließend wiederholte sich dieser Zyklus. Jedes Training bestand aus 5-8 Übungen mit jeweils 4 Sätzen, wobei mit 80% einer Maximalwiederholung der Personen gearbeitet wurde. Es wurde Energie im Bereich von 39 kcal/Kg aufgenommen. Die Forscher berichteten eine erhöhte Stickstoffretention mit 2,619 g/Kg/Tag, gegenüber 1,35/g/Kg/Tag Proteinzufuhr (8.9 Plus oder Minus 4.2 und -3.4 Plus oder Minus 1.9g N/Tag). Tatsächlich hatten alle 12 Studienteilnehmer, bei einem Proteinkonsum von 1,35/g/Kg/Tag, eine negative Stickstoffbilanz. Mithilfe einer linearen Regressionsanalyse, berichteten Lemon er al., dass eine ausgeglichene Stickstoffbilanz bei der wenig Protein konsumierenden Gruppe bei 1.43g/kg/Tag erreicht worden wäre, bei der viel Protein konsumierenden Gruppe hingegen bei 1.53g/kg/Tag. Nach dem Hinzufügen eines Sicherheitsfaktors und zwei Standardabweichungen, belief sich ihre empfohlene, minimale Proteinaufnahme auf 1,63-1,73g/kg/Tag.

Tarnopolsky dokumentierte, in einer Crossover Studie, die Effekte von zwei Ernährungsformen auf sechs männliche Bodybuilder, mit einem täglichen Trainingspensum von 1,5-2 Stunden. Nach einer dreitägigen Kontrollernährung, bzw. der in der Studie verwendeten Ernährung, wurde die Stickstoffbilanz gemessen. Eine Ernährung mit viel Protein (1,05g/kg/Tag), ergab bei den Bodybuildern eine positive Stickstoffbilanz. Eine Ernährung mit sehr viel Protein (2,77g/kg/Tag), ergab eine noch höhere Stickstoffbilanz (62g/Tag vs. 10,9g/Tag) (Tarnopolsky, MacDougall, Atkinson, Blimkie, und Sale, 1986). Die Forscher schlossen aus diesen Ergebnissen, dass Bodybuilder mit einer Aufnahme von weniger als 1,06g Protein/Kg/Tag eine positive Stickstoffbilanz aufrecht erhalten können, eine höhere Proteinzufuhr jedoch eine positivere Stickstoffbilanz bewirkt.

Erst kürzlich wurden, in einer zweiten von Tarnopolsky geleiteten Studie, männliche Kraftsportler mit mindestens zwei Monaten Erfahrung in Kraftsport untersucht. Das Durchschnittsalter der teilnehmenden Kraftsportler betrug 21,6 Jahre. Das Training wurde viermal pro Woche absolviert, was sich zu 9,7 Stunden körperlicher Aktivität pro Woche aufsummierte. Jeder Proband nahm an drei verschiedenen Experimenten teil, wobei jedes 14 Tage dauerte. Jedes Experiment wurde durch eine ad libitum (beliebige Ernährung) Auswaschperiode von mindestens acht Tagen initiiert. Eine wenig Protein konsumierende Gruppe, führte die Kanadische Empfehlung von 0,86g Protein/kg/Tag zu. Eine mittelmäßig viel konsumierte Gruppe erhielt 1,486g/kg/Tag, während die viel Protein konsumierende Gruppe 2,486g/Kg/Tag verzehrte. Zur Energiebereitstellung wurden in etwa 43kcal/kg/Tag konsumiert. Verluste durch Schwitzen, wurden aufgrund anderer Studien abgeschätzt. Die wenig Protein konsumierende Gruppe, wies eine negative Stickstoffbilanz von -2,4gN/Tag auf. Die mittelmäßig viel Protein konsumierende Gruppe, hatte eine moderat positive Stickstoffbilanz von 0,7 gN/Tag. Die viel Protein konsumierende Gruppe, wies die höchste Proteinretention auf (3,8 gN/Tag). Mithilfe einer linearen Regressionsanalyse, berechnete das Team die angemessene Proteinzufuhr (Bedarf plus 1 SD) auf 1,76g Protein/kg/Tag. Sie wiesen auf Unstimmigkeiten zwischen der von ihnen verwendeten Methode zur Bestimmung der Stickstoffbilanz, sowie anderen von ihnen verwendeten Methoden hin, und empfahlen, das zukünftige Studien die Stickstoffbilanz zusätzlich mit anderen Techniken untersuchen sollten (Tarnopolsky, Atkinson, MacDougall, Chesley, Phillips, und Schwarcz, 1992).

Ähnlich den Ergebnissen der neuesten Studie von Tarnopolsky, konnten Wahlberg et al. zeigen, dass bei schwer trainierenden Bodybuildern, die zusätzlich eine hypoenergetische Ernährung haben, eine negative Stickstoffbilanz bei 0,8g Protein/kg/Tag eintritt, eine positive Stickstoffbilanz aber erst bei 1,6g Protein/Kg/Tag erreicht wird (-3.19g N/Tag vs. 4.13g N/Tag). Jede der Testgruppen bestand aus sieben Probanden mit einem Durchschnittsalter von 21 Jahren, und einer Mindest Trainingsdauer von zwei Jahren. Der in dieser Studie verwendete 2er Split Trainingsplan, wurde in einen Bizeps-, Rücken-, und Beintag, sowie einen Trizeps-, Schulter-, und Brusttag eingeteilt. Die Teilnehmer trainierten an sechs Tagen pro Woche, mit jeweils drei Sätzen mit acht bis zehn Wiederholungen, und einer Intensität von 60-80% einer einzigen Maximalkraftwiederholung. Jede Trainingseinheit dauerte in etwa 1,5-2 Stunden. Die Stickstoffbilanz wurde jeden Tag, über einen Zeitraum von sieben Tagen, ermittelt. Beide Gruppen ernährten sich hypokalorisch (18kcal/Kg), was ein durchschnittliches Energiedefizit von 1400kcal bedeutete. Die Autoren kamen zum Schluß, dass bei einer kurzzeitigen Gewichtsreduktion der Gewichtheber, eine Ernährung mit viel Protein (1,6g/kg/Tag), einer Ernährung mit wenig Protein (0,8g/Kg/Tag), im Bezug auf Stickstoffretention, überlegen ist. Sie schlagen diese Ernährungsform als nützlich vor, um vor einem Wettkampf den Verlust von fettfreier Körpermasse zu minimieren (Walberg, Leedy, Sturgill, Hinkle, Ritchey, und Sebolt, 1988).

Mit meiner eigenen statistischen Auswertung der wissenschaftlichen Erkenntnisse dieser Literatur, berechnete ich die net protein utilization (NPU= Netto Protein Ausnutzung), ein Begriff der im Jahre 1961 von Platt et al (Munro, 1963) eingeführt wurde. Die NPU ist ein Biologisches Maß für die Proteinqualität, welches Untersuchungen zur Verdaulichkeit des Proteins, sowie den enthaltenen essentiellen Aminosäuren, enthält. Die NPU kann beim Menschen mit der folgender Gleichung berechnet werden:

NPU = [Stickstoff Aufnahme - (Stickstoff im Kot - endogener Kotstickstoff) - (Stickstoff im Harn - endogener Harnstickstoff)] / Stickstoff Aufnahme

In meiner Analyse, war die Steigung des Graphen an derjenigen Stelle gleich der NPU, an welcher die Steigung der Geraden des Models der Stickstoffbilanz pro Kilogramm versus Stickstoff Aufnahme pro Kilogramm, genau 0,270 war. Daher beträgt die NPU 27%. Praktisch ausgedrückt bedeutet dies, dass der Körper das Protein mit einer Effizienz von 27% verdaut und aufnimmt. Eine typische U.S Ernährung hat eine NPU von 96% (National Academy of Sciences National Research Council, 1989). Diese scheinbar verminderte Effizienz kann viele verschiedene Gründe haben. Erstens, kann eine über längere Zeit erhöhte Proteinzufuhr die Glukoneogenese erhöhen, und damit auch die Fähigkeit des Körpers, Protein zu Verwerten, vermindern (Walberg et al.). Zweitens, könnte man spekulieren, dass für die Muskelhypertrophie eines Erwachsenen sehr spezielle Aminosäuren benötigt werden, und dies, wie bereits im vorher beschriebenen Szenario, zu einer bestimmten Zeit (Di Pasquale, 1997, p. 73 and p. 82).

Im nächsten Teil dieser Serie werde ich die Studien zur Stickstoffbilanz kritisch diskutieren, und herausarbeiten, welche Auswirkungen sie auf Kraftsportler haben


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