Aminosäuren und Kollagen – Haut, Gelenke und Muskulatur
Aminosäuren sind als elementare Bausteine der Proteine und an vielen lebenswichtigen Prozessen beteiligt. Sie sind für die Nährstoffspeicherung, den Hormonhaushalt, den Sauerstofftransport im Blut und die Stärkung des Immunsystems durch die Bildung von Antikörpern zuständig. Eine ihrer wichtigsten Funktionen ist die Zellbildung und -reparatur, welche für die Haut und im Muskelaufbau eine wichtige Rolle spielen.
Von den insgesamt 20 proteinogenen Aminosäuren gelten acht für den Menschen als essenziell. Das heißt, diese Aminosäuren können vom Körper nicht selbst gebildet werden und müssen daher täglich in ausreichender Menge über die Nahrung zugeführt werden. Sie sind vor allem für den Aufbau der Muskulatur zuständig, bei dem zum Beispiel nicht essentielle Eiweißbausteine kaum eine Rolle spielen. Kommt es nur zu einem Mangel von nur einer dieser Aminosäuren, kann dies nicht durch andere Aminosäuren ausgeglichen werden und es kann zu schwerwiegenden Stoffwechselstörungen kommen. Beispielsweise kann das lebensnotwendige L-Carnitin, das u.a. eine wichtige Funktion im Fettstoffwechsel einnimmt, nur aus den beiden essentiellen Aminosäuren Lysin und Methionin gebildet werden. Zu den 8 essentiellen Aminosäuren zählen: Leucin, Isoleucin, Valin, Lysin, Threonin, Phenylalanin, Methionin und Tryptophan.
Wieviel Eiweiß wir täglich brauchen, darüber gibt es sehr unterschiedliche Meinungen. So reicht die Spanne von einem durchschnittlichen Bedarf von 0,8 Gramm Eiweiß pro Kilogramm Körpergewicht, bis hin zu 1,5 Gramm pro Kilogramm Körpergewicht täglich. Dabei sollten vor allem alle essenziellen Aminosäuren aufgenommen werden. Der tatsächliche Eiweißbedarf errechnet sich jedoch aus ganz individuellen Faktoren, wie dem Körperbau, dem Aktivitätsgrad, aber auch in Wachstumsphasen oder im Alter kann der Bedarf höher liegen.
BCAA
In Bezug auf Kraft- und Ausdauersportler spielen vor allem BCAA als auch die Aminosäure L-Arginin eine wichtige Rolle. BCAA ist die Abkürzung für “branched chain amino acids” – was übersetzt verzweigtkettige Aminosäuren bedeutet – und zu denen die drei essentiellen Aminosäuren L-Leucin, L-Isoleucin und L-Valin zählen. Das besondere an BCAA ist, dass sie die einzigen Aminosäuren sind, die nicht in der Leber verstoffwechselt werden. Damit sind sie direkt für den Muskelaufbau verfügbar. Ferner enthalten BCAA keine Kalorien, sind leicht verdaulich und werden so vollständig und schnell vom Körper aufgenommen.
- L-Leucin ist eine proteinogene alpha-Aminosäure, die im Stoffwechsel der Muskulatur und Leber beteiligt und somit für den Aufbau und Erhalt der Muskeln wichtig ist. Studien zufolge kann die Einnahme von L-Leucin natürlichen Muskelprotein-Abbau hemmen, die Energieversorgung des Körpers regulieren und die Produktion von Glucose unterstützen.
- L-Isoleucin ist eine essentielle proteinogene alpha-Aminosäure, die für die Proteinsynthese ebenso wie für die Energieversorgung der Muskelzellen wichtig ist.
- L-Valin ist eine essentielle proteinogene alpha-Aminosäure, die in geringen Mengen in allen wichtigen Proteinen vorkommt. Sie ist an der Proteinbiosynthese beteiligt und für eine ausreichende Energiegewinnung aus der Nahrung (v.a. in Zeiten hoher Anstrengung in großer Hungerphasen) verantwortlich.
Physiologische Funktionen der BCAA: BCAA fördern die Ausschüttung von Wachstumshormonen (wie z.B. STH), die wiederum die Proteinbiosynthese erhöhen, den Muskelaufbau anregen und gleichzeitig den Stoffwechsel und Fettabbau unterstützen können. Ein erhöhter BCAA-Spiegel im Blut gibt dem Körper ein Signal das Muskelgewebe zerstört ist und nun auf Fettdepots anstelle von Muskelvorräte als Energiequellen zurückgegriffen werden muss.
In Bezug auf die Ernährung von Kraft- und Ausdauersportlern spielen die BCAA aufgrund ihrer muskelaufbauenden (anabolen) Wirkung nach dem Training eine wichtige Rolle. Anders als bei Trainings-Boostern ist bei Einnahme von BCAA keine direkt wahrnehmbare Wirkung zu erwarten. Der Effekt tritt mittel- bis langfristig in Form von mehr Muskelmasse, weniger Körperfett und einer allgemeinen Steigerung von Leistung und Wohlbefinden ein.
Da im Zuge gesteigerter körperlicher Belastung, Reduktionsdiäten, Krankheiten und Operationen greift der Körper auf die Aminosäure-Speicher in der Muskelmasse zum Zwecke der Energiegewinnung zurück. Dies führt dazu, dass die BCAA-Speicher rasch aufgebraucht werden und ein unerwünschter Abbau der Muskulatur die Folge sein kann. Die Supplementierung von BCA führt nun dazu, dass der Körper auf mehr frei verfügbare BCAA zurückgreifen kann und die Vorräte unberührt lässt.
Verhältnis Leucin, Isoleucin und Valin von 2:1:1
Verzweigtkettige Aminosäuren sind für Sportler eine wertvolle Bereicherung des Ernährungsplanes. Zur Verbesserung der Proteinsynthese, Ausdauer und Fettverbrennung sollten BCAA daher im optimalen Verhältnis Leucin, Isoleucin und Valin von 2:1:1 eingenommen werden. Idealerweise sollten sie täglich ca. 30 – 45 Minuten vor dem Training bzw. direkt nach dem Training eingenommen werden. Werden BCAA vor oder während des Trainings eingenommen, bleibt das Blut in den Muskeln und wird nicht zur Verdauung abgezogen.
Aminosäuren und Kollagen
Kollagen ist neben Kreatin und Elastin eines der wichtigsten Strukturproteine des menschlichen Körpers aus. Es dient den Zellen und Geweben des Körpers als Gerüst und verleiht ihnen Form und Spannung. Kollagen sorgt so für die nötige Festigkeit und Elastizität der Strukturen, zugleich aber auch für eine gewisse Festigkeit. Mit zunehmendem Alter nimmt die körpereigene Kollagenproduktion auf natürliche Weise ab. In der Kosmetik wird Kollagen daher zur Verbesserung des Hautbilds, zur Stärkung des Bindegewebes und zur Förderung der Knochen- und Knorpelgesundheit eingesetzt.
Aminosäuren sind die elementaren Bausteine für Strukturproteine des Kollagens. Die ausreichende Versorgung mit Aminosäuren ist daher wesentlich für die Festigkeit des Binde- und Stützgewebes. Indikationen sind Verletzungen von Knorpel, Sehen und Bänder, bei allgemeiner Bindegewebsschwäche (z. B. Cellulite, Venenleiden) aber auch zum Knorpelaufbau. So sind die Aminosäuren Cystein, Methionin sowie Glycin elementarer Knorpelbestandteil und werden zur Arthrose-Behandlung verwendet.
Kollagenarten
Es gibt über 20 verschiedene Kollagenarten, die im Aufbau des Körpers unterschiedliche Rollen spielen. Zu den häufigsten Kollagentypen zählen jedoch Kollagen-Typ 1, -Typ 2 sowie -Typ 3.
- Kollagen-Typ 1 ist beim Menschen das mengenmäßig bedeutendste Kollagen und in allen Geweben (Sehen, Organen, Bändern, Knochengewebe, Haut und v.a. Bindegewebe) vorhanden. Kollagen-Typ 1 übernimmt eine wichtige Rolle bei der Wundheilung und bei der Erhaltung der Hautelastizität. Ein Mangel trägt zur Vertiefung von Falten und zur Bindegewebsschwäche bei.
- Kollagen-Typ 2 ist Teil vom hyalinen und elastischen Knorpel, sowie des Faserknorpels und befindet sich auch im Glaskörper des Auges. Zu den Faserknorpeln zählen verschiedene Gelenke und die dazu gehörigen Knorpel wie das Hüftgelenks-, Schultergelenks- sowie die Kniegelenksknorpel.
- Kollagen-Typ 3 (ähnelt Typ 1) ist faserbildend und gehört damit zu den fibrillären Kollagenen. Es hilft die Haut elastisch und geschmeidig zu halten und kommt neben der Haut auch in der Skelettmuskulatur, den inneren Organen sowie den Blutgefäßen vor.
Auf Grund der besseren Bioverfügbarkeit sollte Kollagen in Form von Kollagen-Hydrolysat eingenommen werden. Kollagen-Hydrolysat wird aus Kollagen gewonnen, aber während natürliches Kollagen grundsätzlich wasserunlöslich und unverdaulich ist, stellt Kollagen-Hydrolysat eine wasserlösliche, leicht verdauliche Form des Kollagens dar. Kollagen-Hydrolysat besteht aus enzymatisch gespaltenen Aminosäuren, die zu mehr als 90% nach oraler Einnahme sofort absorbiert werden.
Kollagen – Rind oder Fisch
Kollagen dient als einer der wichtigsten Bausteine in Haut, Knochen, Sehnen, Bändern, Muskeln und Blutgefäßen. Am häufigsten wird Kollagen aus Rind oder Fisch gewonnen. Dabei wird das aus Meeresorganismen gewonnene Kollagen hauptsächlich aus Fischschuppen und – knochen bzw. von wirbellosen Meeresbewohnern (z.B. Schwämmen, Quallen usw. hergestellt. Rinderkollagen wird aus Haut, Knochen, Knorpel und Plazenta gewonnen. In diesem Zusammenhang muss beachtet werden, dass der Kollagentyp nicht nur mit der Quelle (Rind oder Fisch) abhängt, sondern auch je nach Körperteil des Tieres, aus dem das Kollagen gewonnen wird. In Rinderhaut findet sich vor allem Kollagen-Typ 1 und Typ 3, in der Fischhaut und –schuppen Typ 1, während in den Gelenksknorpeln und Gräten Kollagen-Typ 2 vorherrscht.
Bovines Kollagen (Rinderkollagen) erhöht abhängig von der Quelle alle 3 Kollagen-Typen, ist die günstigere Kollagen-Variante und daher auch die weiter verbreitete Form von Kollagen. Es reduziert Falten, fördert die Elastizität der Haut und erhöht die Hautfeuchtigkeit. Daher wird häufig in Haut- und Haar- sowie Anti-Aging-Produkten angewendet. Wird es aus der Knochenmatrix gewonnen, wirkt es auch vorbeugend bei degenerativen Gelenkserkrankungen und zur begleitenden Behandlung von Osteoporose.
Meereskollagen stärkt die Kollagen-Typen 1 und -Typ 2. Es verbessert die Hautgesundheit, fördert die Wundheilung und eignet sich für die Regeneration des Knochengewebes. Fischkollagen übt aber v.a. einen starken Einfluss auf den Hyalurongehalt der Haut aus und fördert effektiv die Feuchtigkeitsspeicherung. Hauteigenschaften wie Elastizität, die Dicke der Epidermis und Falten werden signifikant verbessert. Darüber hinaus ist Meereskollagen reich an Antioxidantien und Aminosäuren und es wird aufgrund seines niedrigen Molekulargewichts besser absorbiert als andere tierische Kollagenformen. Diese hohe Bioverfügbarkeit bedeutet, dass der Körper dieses Kollagen besser für Anti-Aging- und Gewebeaufbau-Effekte nutzen kann.
Kollagen und Haut
Kollagen ist wesentlich am Aufbau der Haut beteiligt. Sie besteht zu fast 80% aus Kollagen. Zwischen der Oberhaut und der Unterhaut eingelagert, ist das Kollagen für die Festigkeit und Flexibilität, damit auch für das jugendliche Aussehen der Haut zuständig. Im natürlichen Alterungsprozess verändert sich aber der Hautaufbau. Die einzelnen Hautschichten werden dünner und die Anzahl der Kollagenfasern nimmt ab. Dadurch sinkt auch der Fett- und Wassergehalt der Haut und sie verliert an Festigkeit und Spannkraft. Es bilden sich Falten und die Haut neigt zu Trockenheit. Studien mit Frauen im Alter von 35 bis 55 zeigen, dass sich Kollagen-Hydrolysat positiv auf Hautfeuchte, Elastizität und Struktur auswirkt. Hydrolysiertes Kollagen verbesserte die Hautfestigkeit, Dichte und Falten und führt zu deutlich mehr Spannkraft der Haut. Auch in der Behandlung und Prävention von Photo-Aging, also Hautalterung durch Sonnenstrahlen, zeigt Kollagen gute Ergebnisse. Durch UV-Strahlen entstehen in der Haut vermehrt freie Radikale, die die Hautzellen schädigen und das stützende Gerüst aus Kollagen- und Elastinfasern zerstören. Die Haut wird trocken und schlaff. Die Einnahme von Kollagen-Hydrolysat erhöht den Feuchtigkeitsgehalt der Haut und trägt zur Regeneration von Elastin und Kollagen bei.
Kollagen und Bindegewebe
Das straffe Bindegewebe des Körpers zeichnet sich durch einen hohen Anteil von Kollagenfasern aus. Kollagen sorgt hier gemeinsam mit Elastin für die nötige Festigkeit des strukturgebenden Bindegewebes. Altersbedingte Bindegewebsschwäche aufgrund des sinkenden Kollagenanteils macht sich durch sichtbare Dellen oder durch Dehnungsstreifen in der Haut am Gesäß oder an den Oberschenkeln bemerkbar (Cellulite). Studien zeigen, dass v.a. Frauen mit einer Bindegewebsschwäche von einer Kollageneinnahme profitieren können. Die Haut weist weniger Dellen auf und wirkt straffer. Zur Verbesserung von Cellulitis und Faltenbildung wird allerdings eine langfristige Einnahme empfohlen.
Kollagen und Wundheilung
Als Hauptprotein des Bindegewebes ist Kollagen auch für eine rasche und vollständige Wundheilung essentiell. Dies gilt für alle Phasen der Wundheilung. Während der Exsudationsphase bewirkt Kollagen die physikalische Blutstillung und die Absorption des Wundexsudats. In der Granulationsphase sorgt Kollagen für ein heilungsförderndes Wundklima sowie für die nötigen Stoffe für die Regeneration und den Aufbau des neuen Gewebes. In der Epithelisierungsphase wird die Reepithelisierung des Wundareals beschleunigt und eine rasche und vollständige Heilung des betroffenen Wundgewebes begünstigt.
Kollagen und Gelenke, Knorpel, Bänder & Sehnen
Kollagen-Hydrolysat stimuliert nicht nur die Regeneration von kollagenreichen Geweben, sondern regt auch die Kollagensynthese selbst an. Dabei zeigen Studien, dass Kollagen-Hydrolysat auch die Aktivität der Chrondrozyten steigern kann, sodass diese mehr Knorpelgewebe produzieren. Zugleich dient das Kollagen auch als Baustein für diese Knorpelsubstanz. Die in Kollagen-Hydrolysat enthaltenen Kollagen-Peptide unterstützen somit auch den Wiederaufbau von geschädigtem Knorpelgewebe. So kann eine langfristige Einnahme von Kollagen-Hydrolysat den Abbau des Gelenkknorpels bei erhöhter Belastung sowie im Alter effektiv reduzieren. Kollagen-Hydrolysat könnte somit bei der Therapie und Prävention von Gelenkserkrankungen und Sportverletzungen eine signifikante Rolle spielen.
Kollagen und Knochen
Kollagen ist als wichtigstes Strukturprotein des menschlichen Körpers essentieller Baustein der Knochenmatrix und damit für die nötige Flexibilität der Knochen verantwortlich. Ohne das strukturgebende Kollagen könnte der anorganische Teil des Knochens nicht aufgebaut werden. Der Knochen wäre spröde und würde unter normaler Belastung splittern. Forschungen haben gezeigt, dass sich Kollagen hier auch positiv auf die Knochendichte auswirkt und zur begleitenden Behandlung von Osteoporose eingesetzt werden kann. Zudem trägt es bei Sportlern und älteren Menschen dazu bei, belastungsbedingte bzw. altersbedingte Knochenfrakturen vorzubeugen.
Kollagen und Muskeln
Kollagen unterstützt den Erhalt der fettfreien Muskelmasse. Dies gilt insbesondere im Fall einer einseitigen Ernährung (ohne das vollständige Aminosäurenprofil), bei Sportlern sowie bei älteren Menschen. Hydrolysiertes Kollagen stellt so eine wertvolle Proteinquelle zur Erhaltung einer bestehenden Muskelmasse dar, vor allem während einer Fettabbauphase. Im Kollagen enthaltene Peptide, gemeinsam mit Muskeltraining angewendet, verbessern außerdem die Muskelkraft.
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