Proteine

Proteine stellen die einzige vom Menschen verwertbare Stickstoffquelle dar (Biesalski/Grimm/Nowitzki Grimm 2017, S. 124). Die monomeren Bausteine der Proteine und Peptide sind die α-Aminosäuren. Die für die Proteinsynthese benötigten Aminosäuren (AS) haben stets eine Amino (NH₂)- und eine Carboxy (COOH)-Gruppe am α-C-Atom. Die verschiedenen Proteine zeichnen sich durch eine unterschiedliche Sequenz der Aminosäuren aus. Bei mehr als 100 Aminosäuren spricht man von einem Protein, bei 10–100 von einem Polypeptid und bei 2–9 von einem Oligopeptid. Das Angebot an unentbehrlichen Aminosäuren in der Nahrung limitiert die Synthese von körpereigenem Protein.

Unterscheiden lassen sich die Aminosäuren in unentbehrliche, bedingt unentbehrliche und entbehrliche Aminosäuren:

• Unentbehrliche Aminosäuren sind lebensnotwendig, da der Körper die Kohlenstoffgerüste der Aminosäuren nicht selbst synthetisieren kann (Valin, Leucin, Isoleucin, Phenylalanin, Tryptophan, Methionin, Threonin, Lysin, Histidin). Dabei wurde Histidin lange Zeit ausschließlich für Kinder als unentbehrlich eingestuft. Mittlerweile gibt es jedoch Untersuchungen, die zeigen, dass bei Histidin-freier Ernährung die Konzentration an Histidin im Blut absinkt, was auf eine Unterversorgung hindeutet. Daher wird die Aminosäure je nach Literaturquelle auch für Erwachsene als unentbehrlich eingestuft.
• Einige Aminosäuren sind nur unter bestimmten Lebensbedingungen unentbehrlich (bedingt unentbehrliche Aminosäuren), da sie unter diesen bestimmten Bedingungen vom Körper in nicht ausreichender Menge synthetisiert werden (Tyrosin, Arginin, Prolin, Cystein, Glycin und Glutamin).
• Zu den entbehrlichen Aminosäuren gehören Alanin, Serin, Asparaginsäure, Asparagin und Glutaminsäure. Diese kann der Organismus aus Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen selbst synthetisieren.

Verdauung und Absorption der Proteine

Im Magen beginnt die Proteinverdauung mithilfe der Pepsine (nach Aktivierung der Pepsinogene) in saurem Milieu durch Spaltung von Peptidbindungen. Durch den steigenden pH-Wert im Duodenum werden die Pepsine inaktiviert. Die langkettigen Peptide werden hier von den Endo- und Carboxypeptidasen des Pankreas in kürzere Peptidbruchstücke und in einzelne Aminosäuren gespalten. Letztendlich werden diese dann durch Enzyme der Bürstensaummembran (Amino- und Dipeptidasen) in freie Aminosäuren, Di- und Tripeptide gespalten. Die Absorption der Aminosäuren vom Darmlumen in die Mukosazelle erfolgt mittels Carrierproteinen, die Aminosäuren-spezifisch sind (Biesalski/Grimm/Nowitzki-Grimm 2017, S. 130).

Vorkommen

Proteine kommen sowohl in tierischen als auch in pflanzlichen Lebensmitteln vor. Fleisch, Fisch, Käse und Hülsenfrüchte haben einen hohen Proteingehalt, Nüsse, Getreide, Getreideerzeugnisse und Eier haben einen mittleren, Gemüse, Obst und Speisefette einen geringen Proteingehalt (Hahn/Ströhle/Wolters 2017, S. 111).

Proteinbewertung/Verfügbarkeit

Bestimmte Erkrankungen (z. B. chronische Niereninsuffizienz, Leberzirrhose) oder Ernährungsformen (Vegetarismus) machen eine genaue Betrachtung der Aminosäurezusammensetzung eines Lebensmittels notwendig, da die limitierende Aminosäure die biologische Wertigkeit herabsetzt. D. h., je näher das Aminosäuren-Muster eines absorbierten Proteins mit dem des Körpers übereinstimmt, desto weniger muss davon aufgenommen werden, um eine ausgewogene Stickstoffbilanz (Differenz zwischen Stickstoffaufnahme über die Nahrung und Stickstoffausscheidung über Urin, Faeces, Schweiß) zu erreichen. Eine ausgeglichene Stickstoffbilanz bedeutet, dass die Proteinmenge des Körpers konstant bleibt. Es erfolgt also kein Abbau und kein Zuwachs.

Dabei ist die „Biologische Wertigkeit“ die Menge an Körperstickstoff (in g) die durch Aufnahme von 100 g Nahrungsstickstoff ersetzt oder erzeugt werden kann (Schek 2015, S. 52). D. h., es ist ein Maß dafür, wie effizient Nahrungseiweiß in körpereigene Proteine umgesetzt werden kann. Die Höhe der biologischen Wertigkeit eines mit der Nahrung zugeführten Proteins ist im Wesentlichen von der Menge und der Relation an unentbehrlichen Aminosäuren abhängig. Eine Verbesserung der biologischen Wertigkeit kann z. B. durch eine Kombination von pflanzlichem und tierischem Nahrungseiweiß erreicht werden.