Was ist die Stickstoffbilanz?

Die Stickstoffbilanz ist ein Begriff, der das Verhältnis zwischen Proteinbiosynthese und -abbau im Körper beschreibt

Was ist der Protein-Turnover?

Der Proteinstoffwechsel ist ein komplexer Stoffwechselprozess, den man vereinfacht als „Protein-Turnover“ oder „Proteinumsatz“ bezeichnen kann

Der Protein-Turnover beschreibt das Verhältnis zwischen Proteinbiosynthese und -abbau. Ein positives Verhältnis zur Synthese wird als „anabol“ eingestuft, während ein höheres Übergewicht des Abbaus als „katabol“ gilt.

Tatsächlich finden diese Prozesse – Synthese und Abbau – in den Zellen aller Gewebe parallel statt, vergleichbar mit einem REDOX-Prozess (Reduktion-Oxidation). Das Endergebnis ergibt sich aus dem Nettoeffekt über einen bestimmten Zeitraum.

Aminosäuren und Stickstoff

Die Aminosäuren, aus denen Proteine und Peptide bestehen, enthalten Stickstoff. Dieser dient oft als Maß zur Bestimmung des Proteingehalts in Lebensmitteln. Tatsächlich nutzt die AECOSAN häufig volumetrische Proteinanalysen auf Basis der Kjeldahl-Methode, die die Stickstoffmenge im Lebensmittel bestimmt.

Das führt natürlich zu Missverständnissen, denn es gibt stickstoffhaltige Moleküle, die keine Proteine sind – eine rechtliche Grauzone.

Abbildung I. Reaktionen in jeder Phase der Kjeldahl-Methode zur Bestimmung des Proteingehalts in Lebensmitteln

Die Technik der Stickstoffbilanz wurde aufgrund ihrer nicht-invasiven Eigenschaften eingesetzt. Dabei wird einfach der aufgenommene Stickstoff minus dem ausgeschiedenen Stickstoff berechnet. Ein positiver Wert bedeutet PS (Proteinsynthese) > PB (Proteinabbau), ein neutraler Wert wäre PS = PB, und ein negativer PS < PB.

Aus diesem Grund wird der Protein-Turnover oft fälschlicherweise auf die Stickstoffbilanz reduziert – vor allem von Personen mit wenig Hintergrundwissen in diesem Bereich. Dabei ist sie nur eine von mehreren Methoden, um den Proteinstoffwechsel einzuschätzen.

Poortmans et al. (2012) zeigen, dass es weitere Methoden zur Quantifizierung gibt:

1. Nicht-invasiv

2. Invasiv

Anabolismus und Katabolismus

Das Verhältnis von Proteinsynthese zu Proteinabbau führt zu anabolen bzw. katabolen Prozessen

Beide Prozesse wechseln sich ab. Zum Beispiel dominiert beim intensiven Training der katabole Prozess, während in der Erholungsphase nach dem Training der anabole Prozess dominiert – wenn du richtig nach dem Training gegessen hast.

Die Eiweißzufuhr ist entscheidend, um den anabolen Zustand zu unterstützen

Ebenso ist eine langanhaltende Aminoazidämie viel effektiver als ein kurzer Aminosäureschub im Blut, bei dem ein Teil oxidiert oder transaminiert und somit nicht zur Muskelbildung verwendet wird.

Proteinabsorption und Aminosäurefreisetzung

Es gibt ein großes Missverständnis rund um die Proteinaufnahme

Viele glauben, dass die gleichzeitige Aufnahme von Protein mit Fetten und/oder Kohlenhydraten die Freisetzung von Aminosäuren im Blut verzögert. Das ist aber falsch – eine Fehlinterpretation des Einflusses auf den glykämischen Index bei Mischkost.

Die Verdauung und Absorption kann sich zwar leicht verändern, hat aber keinen relevanten Einfluss auf die Freisetzung der Aminosäuren, deren Bioverfügbarkeit oder die myofibrilläre Proteinsynthese.

Das bedeutet, dass die Absorptionskinetik (ein Begriff aus der Pharmakologie) hauptsächlich von der Proteinquelle selbst abhängt – nicht von der Kombination mit anderen Nährstoffen

Faktoren, die die Qualität eines Proteins bestimmen

Was die Qualität einer Proteinquelle bestimmt, laut ISSNS (2005), Hoffman & Falvo, ist:

Zur Bestimmung der Qualität einer Proteinquelle zieht man eine Bewertung der oben genannten Faktoren heran

Deshalb schneiden pflanzliche Proteine, selbst wenn sie ein vollständiges Aminosäureprofil haben, im Allgemeinen schlechter ab bei der biologischen Wertigkeit, der Nettonutzung, dem PDCAAS und dem PER als tierische Proteine.

Abbildung II. Bewertungstabelle der Proteinqualität verschiedener Lebensmittel. Entnommen aus Hoffman & Falvo (2005)

Deshalb stehen Eier und Milchprodukte ganz oben im Proteinqualitätsranking. Aber auch bei Milchproteinen gilt: Nicht alle sind gleich.

Es gibt Molkenprotein (Whey) und Kaseinate (z. B. Calcium-, Natriumkaseinat oder mizellare Casein)

Abbildung III. (A) Leucinkonzentrationen im Plasma, (B) Anreicherung des 2H3-Markers bei I.V.-Infusion, (C) Anreicherung des oral verabreichten 13C-Markers nach einer Mahlzeit mit Whey (13C-WP) oder Casein (13C-CAS). Aus Boirie et al. (1997)

Evonight 2.0 von SportSeries

Deshalb ist eine sogenannte „Misch-Proteinquelle“, auch als sequenzielle Proteine bekannt, eine sehr sinnvolle Option:

Deshalb hat HSN Evonight 2.0 entwickelt – ein sequenziell freisetzendes Protein, das folgende Quellen kombiniert:

Diese drei hochwertigen Proteinquellen mit unterschiedlicher Absorptionskinetik führen zu einer hohen Nettonutzung von biologisch hochwertigen Proteinen.

Unser Ziel ist es, möglichst lange einen positiven Stickstoffbilanz-Zustand aufrechtzuerhalten. Dafür ist die konstante Verfügbarkeit von Aminosäuren im Blut entscheidend.

Damit das gelingt, ist es eine clevere Strategie, ein Protein zu wählen, das auch in Zeiten ohne Nahrungsaufnahme kontinuierlich Aminosäuren liefert – und so deine Fortschritte und Zuwächse unterstützt.

Einen positiven Stickstoffstatus aufrechtzuerhalten ist der Schlüssel für optimale Erholung, Gewebereparatur und Muskelwachstum.

Stickstoffbilanz-Zustände

Positiv

Das ist der optimale Zustand für Muskelwachstum

Wenn du mehr Stickstoff aufnimmst, als du ausscheidest. Bedeutet: Dein Körper hat sich gut vom letzten Training erholt. Je besser die Stickstoffretention, desto schneller ist auch die Regeneration.

Negativ

Der schlechteste Zustand für Bodybuilder: Wenn du mehr Stickstoff verlierst, als du aufnimmst

Dabei geht es nicht nur um Stickstoff aus den Muskeln, sondern auch aus lebenswichtigen Organen – was ernsthafte Schäden verursachen kann. Ein negativer Stickstoffstatus führt zum Muskelabbau und katabolen Zustand.

Gleichgewicht

Das ist nicht katastrophal – denn der Katabolismus bleibt aus. Aber da die Stickstoffaufnahme gleich der Ausscheidung ist, macht man keine Fortschritte.

Wie erreicht man eine positive Stickstoffbilanz?

Das Grundprinzip ist einfach: ausreichend Protein über den Tag verteilt konsumieren. Schon das alleine reicht oft aus, um einen positiven Stickstoffstatus zu halten.

So trainierst du “anabol”

Training an sich ist schon anabol, weil es den Reiz für die Proteinsynthese setzt. Ziel dieses Abschnitts ist es aber, dein Training so zu gestalten, dass du den anabolen Effekt maximal nutzt.

Wenn du trainierst, um deine Stickstoffbilanz zu verbessern, solltest du möglichst viele Muskelfasern aktivieren – bei gleichzeitig möglichst geringer Muskelzersetzung

Nach dem Workout sollten deine Muskeln im anabolen Zustand sein, um den positiven Stickstoffstatus zu beschleunigen. Zu lange Sessions hingegen können dich ins Katabolismus schießen.

So trainierst du anabol:

Quellen

1. Boirie, Y., Dangin, M., Gachon, P., Vasson, M. P., Maubois, J. L., & Beaufrère, B. (1997). Slow and fast dietary proteins differently modulate postprandial protein accretion. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 94(26), 14930–14935.
2. Halliday, D., & Rennie, M. J. (1982). The use of stable isotopes for diagnosis and clinical research. Clinical Science (London, England : 1979), 63(6), 485–496.
3. Hoffman, J. R., & Falvo, M. J. (2004). Protein – Which is Best? Journal of Sports Science & Medicine, 3(3), 118–130.
4. Poortmans, J. R., Carpentier, A., Pereira-Lancha, L. O., & Lancha, A. J. (2012). Protein turnover, amino acid requirements and recommendations for athletes and active populations. Brazilian Journal of Medical and Biological Research = Revista Brasileira de Pesquisas Medicas e Biologicas, 45(10), 875–890. https://doi.org/10.1590/S0100-879X2012007500096
5. Schoenfeld, B. J., & Aragon, A. A. (2018). How much protein can the body use in a single meal for muscle-building? Implications for daily protein distribution. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 15(1), 10. https://doi.org/10.1186/s12970-018-0215-1

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