Worauf kommt es an?

Protein für Kraft- und Muskelaufbau

Zugegeben, es ist nichts Neues: Proteine sind notwendig für den Muskelaufbau. Keine Frage. Und diese Message dürfte mittlerweile auch schon im hintersten Winkel des kleinsten Studios der Welt angekommen sein. Die Industrie hat daran einen nicht geraden geringen Anteil beigetragen. Über immer neuere und spektakulärer klingende Formulas und Produkte werden wir immer wieder daran erinnert, dass wir genug Protein(shakes) konsumieren sollten, für den optimalen Muskelaufbau und Erfolg im Gym. Doch wie sieht die Situation wirklich aus?

Wie viel Protein sollte wann und in welcher Form WIRKLICH zugeführt werden, und was ist womöglich unsinnig oder auch einfach zu viel des Guten? Dieser Artikel soll genau diese Fragen beantworten und Sportler und Trainer anschließend dazu befähigen, die richtigen Entscheidungen treffen zu können, und vor allem auch begründen zu können. Oder aber auch einfach dazu in der Lage sein, "gut" von "nicht ganz so gut" zu unterscheiden.

Protein für Kraft- und Muskelaufbau


Grundlagen

Wer Muskeln und Kraft aufbauen will, muss zunächst einige Grundlagen schaffen, ohne die eine maximale Muskelhypertrophie nicht möglich ist. Dazu gehört ein progressives Gewichtstraining, optimalerweise mit dem Fokus auf Grundübungen, und eine zumindest leicht hyperkalorische Ernährung. Sind diese beiden Voraussetzungen nicht geschaffen, muss man sich über Optimierungen noch keine Gedanken machen. Allerdings sollen diese beiden Themen nicht Inhalt des Artikels hier sein, sondern werden als Gegeben vorausgesetzt.

Trainiert ein Sportler nun intensiv und vor allem progressiv und führt einen Kalorienüberschuss von etwa 5 - 15 % über dem Erhaltungsbedarf zu, muss zunächst die Gesamtproteinzufuhr bestimmt werden. Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung empfiehlt täglich 0,8 g Protein pro Kilogramm Körpergewicht, auch für Personen mit sehr großer Muskelmasse wie Kraftsportler und Bodybuilder[1]. Sport- und Ernährungswissenschaftliche Studien zeigen hier jedoch andere Ergebnisse. Qualitativ hochwertige Untersuchungen deuten eher auf Werte von 1,4 - 2,0 g Protein pro Kilogramm Körpergewicht für Kraftsportler hin[2,3].

Leucin als Trigger

Hat man nun seinen Gesamtproteinbedarf gedeckt, kommt ein weiteres Puzzleteil ins Spiel. Die Rede ist von der essentiellen Aminosäure Leucin. Diese hat einen bedeutenden Einfluss auf die Aktivität der Muskelproteinsynthese, also dem Aufbauvorgang von Muskelstrukturen[4-6]. Dies geschieht maßgeblich über die Stimulierung des mTOR Stoffwechselweges[7].

mTOR ist die Abkürzung für mammalian Target of Rapamycin. Dieses Protein ist Teil eines Proteinkomplexes, welcher unterschiedliche Signalwege beeinflusst. Darunter unter anderem die Aktivierung unterschiedlicher Wachstumsfaktoren, des Energiehaushaltes und des Sauerstoffgehaltes in der Zelle. mTOR hat somit einen starken und maßgeblichen Einfluss auf den gesamten Zellstoffwechsel und ist, wie bereits oben beschrieben, ein Schlüsselelement des Zellwachstums – in unserem Falle, wichtiges Schlüsselelement des Muskelzellwachstums. mTOR kann in unterschiedlichen Komplexen vorliegen. Für den Kraftsportler von besonderer Bedeutung ist mTORC1, dessen Phosphorylierung die Translation unterschiedlicher Hormone reguliert.


Wie wichtig Leucin in der Aktivierung der Muskelproteinsynthese tatsächlich ist, konnten Koopman und Kollegen in einer Untersuchung zeigen. Während dieser Studie erhielten die Studienteilnehmer nach einer Krafttrainingseinheit entweder ein reines Kohlenhydratgetränk, eine Mischung aus Kohlenhydraten und Proteinen oder eine Mischung aus Kohlenhydraten und Proteinen mit extra zugesetztem Leucin. Die Netto-Proteinbilanz, also die Menge an tatsächlich aufgebauter Muskelsubstanz und die Aktivität der Proteinsynthese, war signifikant höher in der Gruppe, die Kohlenhydrate, Proteine und das extra zugesetzte Leucin erhielten, verglichen mit den Gruppen die entweder nur Kohlenhydrate oder eine Mischung aus Kohlenhydraten und Proteinen, jedoch ohne extra zugesetztes Leucin erhielten[8].

Zur Maximalen Steigerung der Proteinsyntheseaktivität scheinen nach Norton und Kollegen[9] und Paddon-Jones[10] etwa 3 g Leucin pro Portion ausreichend sein. Eine höhere Zufuhr hingegen scheint keine weiteren positiven Auswirkungen auf die Aktivität der Proteinsynthese zu haben. Bei der Mahlzeitenplanung von Sportlern sollten diese Erkenntnisse entsprechend im Hinterkopf behalten werden.

Doch der Leucingehalt alleine ist offenbar nicht alleine entscheidend. Denn Vergleichsstudien zwischen milchbasierten Proteinlieferanten und sojabasierten Proteinen wiesen deutliche Unterschiede auf. Hartmann und Kollegen verglichen beispielsweise die Zufuhr von 500 ml fettfreier Milch nach dem Training mit einem isokalorischen Sojaproteingetränk mit gleichem Stickstoffgehalt und Makronährstoffverhältnis und einer Kontrollgruppe, welche nur ein isokalorisches Kohlenhydratgetränk erhielten.

Die "Milch-Gruppe" konnte während des Verlaufes des Experiments signifikant mehr Muskelmasse aufbauen und Fettmasse abbauen, als die beiden anderen Gruppen[11]. Zu erklären ist dies möglicherweise über die bessere Bioverfügbarkeit des Milchproteins, verglichen mit dem Sojaprotein. Neben dem entscheidenden Leucin-Schwellenwert sollte bei der Mahlzeitenplanung entsprechend auf hochwertige Nahrung gesetzt werden. Eine gute Bioverfügbarkeit ist somit offenbar Grundvoraussetzung für eine entsprechende Leucinaufnahme und Verstoffwechselung.

Protein für Kraft- und Muskelaufbau


Leucingehalt pro 100g Nahrungsmittel

  • Kuhmilch 350 mg
  • Magerquark 1390 mg
  • Gouda 2620 mg
  • Parmesan 3500 mg
  • Kalbfleisch 1890 mg
  • Schweinefleisch 1920mg
  • Rindfleisch 1950 mg
  • Hühnerbrust 1980 mg
  • Kabeljau 1690 mg
  • Lachs 1770 mg
  • Makrele 1800 mg
  • Thunfisch 2170 mg
Quelle: Vitalstoff-Lexikon (Stand: 15.10.2013)

Protein-Timing

Ein in letzter Zeit immer wieder hinterfragter Fakt ist das konkrete Protein-Timing. Sollten Proteine nun unmittelbar vor und / oder nach dem Training konsumiert werden, oder ist das Timing von Proteinen weniger entscheidend als häufig angenommen?

Ganz klar scheint diese Frage noch nicht zu beantworten zu sein, da in der aktuellen Wissenschaft unterschiedliche Ergebnisse existieren. Hoffmann konnte keine Unterschiede feststellen, ob ein Proteinsupplement unmittelbar vor und nach dem Training verabreicht wurde oder wie in der Vergleichsgruppe, morgens und abends[12]. In beiden Gruppen kam es zu positiven Veränderungen der Kraftwerte und der Körperzusammensetzung, hin zu einem Aufbau von Muskelmasse und Abbau von Körperfettmasse.

Bei einer Kontrollgruppe, welche nur eine Kohlenhydratlösung erhielt, blieben diese Adaptationen aus. Die Probanden dieser Untersuchung hatten aber eine der im ersten Abschnitt angesprochenen Grundlagen nicht erfüllt. Die Energiebilanz dieser Probanden war während der Zeit des Experiments nicht überkalorisch. Möglicherweise würde der Unterschied dieser Untersuchungsgruppen deutlicher ausfallen, wenn die Kalorienzufuhr entsprechend angehoben werden würde.

Weitere Untersuchungen, beispielsweise die von Cribb, welche zudem noch männliche Bodybuilder als Versuchspersonen heranziehen konnten, zeigen, dass die Zufuhr einer Mischung aus Proteinen, Kohlenhydraten und Creatin unmittelbar um die Trainingseinheiten herum zugeführt, zu einer deutlicheren Anpassung in Sachen Muskelaufbau, Fettabbau und Kraftentwicklung führen konnte, verglichen mit der Zufuhr derselben Ergänzungsmischung ohne spezielle Timing-Strategie[13].

Skeptisch betrachtet werden muss hier jedoch, dass im Vergleich zur Studie von Hartmann keine reine Proteinsupplementation stattgefunden hatte, sondern eine Mischung aus unterschiedlichen Makronährstoffen und ergogenen Substanzen. Da die meisten Bodybuilder in der Praxis jedoch meist eine Mischung aus Proteinen, Kohlenhydraten, Aminosäuren und Creatin einnehmen, kann eine zeitbezogene Zufuhr anhand der Ergebnisse der Untersuchungen von Cribbs sicherlich empfohlen werden.

Nicht vernachlässigt werden sollte jedoch die Zufuhr von Proteinen bzw. Aminosäuren vor dem Training, in Bezug auf die Muskelproteinsynthese. Denn wie von Tipton und Kollegen festgestellt werden konnte, scheint dies ein kritischer Zeitpunkt für die Stimulierung der Muskelproteinsynthese zu sein, welche sogar stärker ausfällt, verglichen mit einer Aminosäurenzufuhr unmittelbar nach dem Training[14].

Praktische Anwendungstipps

Fasst man nun alle oben genannten Erkenntnisse zusammen, so können folgende Praxistipps abgeleitet werden, für maximale Kraftentwicklung und Muskelaufbau und direktem Bezug zur Proteinzufuhr und dem Protein-Timing:
  • Grundlage für jede Muskelaufbau-Strategie ist die Durchführung eines regelmäßigen und progressiven Krafttrainingsplans und eine zumindest leicht hyperkalorische Ernährung.
  • Ein Minimum von 1,4 g Protein pro Kilogramm Körpergewicht sollte täglich zugeführt werden. Mehr als 2 g Protein pro Kilogramm Körpergewicht ist zumindest für Natural-Sportler nicht weiter nutzbringend.
  • Zur maximalen Stimulierung der Muskelproteinsynthese sollten mindestens 3 g Leucin pro Mahlzeit zugeführt werden.
  • Die Bioverfügbarkeit der Nahrung nimmt an Bedeutung zu, je geringer die Gesamtproteinzufuhr und verliert etwas an Bedeutung, je höher die Gesamtproteinzufuhr.
  • Die Zufuhr essentieller Aminosäuren vor dem Training kann empfohlen werden, die Zufuhr eines Nährstoffkomplexes nach dem Training, bestehend aus Proteinen, Kohlenhydraten, Aminosäuren und ergogenen Substanzen kann ebenfalls empfohlen werden.
Protein für Kraft- und Muskelaufbau


Quellennachweis

  1. DGE (Stand: 15.10.2013)
  2. Lemon PW: Beyond the zone: protein needs of active individuals. J Am Coll Nutr 2000, 19(Suppl):513S-521S.
  3. Campbell B, Kreider R, Ziegenfuss T, Bounty P, Roberts M, Burke D, Landis J, Lopez H, Antonio J: International society of sports nutrition position stand: protein and exercise. J Int Soc Sports Nutr 2007.
  4. Anthony JC, Anthony TG, Kimball SR, Vary TC, Jefferson LS: Orally administered leucine stimulates protein synthesis in skeletal muscle of postabsorptive rats in association with increased eIF4F formation. J Nutr 2000, 130:139-145.
  5. Norton L, Layman D, Garlick P: Isonitrogenous protein sources with different leucine contents differentially effect translation initiation and protein synthesis in skeletal muscle. FASEB J 2008, 22:869-875.
  6. Dreyer H, Drummond , Pennings B, Fujita S, Glynn E, Chinkes D, Dhanani S, Volpi E, Rasmussen B: Leucine-enriched essential amino acid and carbohydrate ingestion following resistance exercise enhances mTOR signaling and protein synthesis in human muscle. Am J Physiol Endocrinol Metab 2008, 294:E392-E400.
  7. Stipanuk M: Leucine and protein synthesis: mTOR and beyond. Nutr Rev 2007, 65(3):122-129.
  8. Koopman R, Wagenmakers A, Manders R, Zorenc A, Senden J, Gorselink M, Keizer H, Loon C: Combined ingestion of protein and free leucine with carbohydrate increases postexercise muscle protein synthesis in vivo in male subjects. Am J Physiol Endocrinol Metab 2005, 288:E645-E653.
  9. Norton L, Layman D, Garlick P: Isonitrogenous protein sources with different leucine contents differentially effect translation initiation and protein synthesis in skeletal muscle. FASEB J 2008, 22:869-875.
  10. Paddon-Jones D, Sheffield-Moore M, Zhang X, Volpi E, Wolf S, Aarsland A, Ferrando A, Wolfe R: Amino acid ingestion improves muscle protein synthesis in the young and elderly. Am J Physiol Endocrinol Metab 2004, 286:E321-E328.
  11. Hartman J, Tang J, Wilkinson S, Tarnopolsky M, Lawrence R, Fullerton A, Phillips S:Consumption of fat-free fluid milk after resistance exercise promotes greater lean mass accretion than does consumption of soy or carbohydrate in young, novice, male weightlifters. Am J Clin Nutr 2007, 86(2):373-381.
  12. Hoffman J, Ratamess N, Tranchina C, Rashti S, Faigenbaum A: Effect of protein-supplement timing on strength, power, and body-composition changes in resistance-trained men. Int J Sport Nutr Exerc Metab 2009, 19(2):172-185.
  13. Cribb P, Hayes A: Effects of supplement timing and resistance exercise on skeletal muscle hypertrophy. Med Sci Sports Exerc 2006, 38(11):1918-1925.
  14. Tipton KD, Rasmussen BB, Miller SL, Wolf SE, Owens-Stovall SK, Petrini BE, Wolfe RR:Timing of amino acid-carbohydrate ingestion alters anabolic response of muscle to resistance exercise. Am J Physiol Endocrinol Metab 2001, 281:E197-E206.
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Bilder: Matthias Busse | Frank-Holger Acker | Matthias Busse

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