Aminosäuren

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Aminosäuren für den Muskelaufbau

Aminosäuren sind die Bausteine der Proteine. Dabei gibt es nur ca. 20 sogenannte proteinogene Aminosäuren. Proteine stellen neben den Nukleinsäuren (Erbmaterial) die Grundbestandteile des Lebens dar. Einige Proteine katalysieren als Enzyme die Stoffwechselvorgänge. Andere wirken in sehr kleinen Mengen als Hormone oder steuern als Immunglobuline die Immunreaktionen des Körpers. Prozentual am stärksten vertreten sind jedoch die Strukturproteine, die Stützfunktionen erfüllen oder in der Muskulatur Bewegungsvorgänge vermitteln.
Aufbau der Aminosäuren

Der charakteristischen Grundstruktur der proteinogenen Aminosäuren ist es zu verdanken, dass sie zu den Grundsäulen des Lebens gehören. Alle Aminosäuren besitzen Amino- (-NH2) und Carboxygruppen (-COOH). Diese Gruppen können sich unter Wasserabspaltung zu einer Peptidbindung verknüpfen. Bei proteinogenen Aminosäuren sind die Amino- und Carboxygruppen direkt benachbart. Man spricht hier von Alpha-Aminosäuren. Diese Alpha-Aminosäuren bilden über Peptid-Bindungen Ketten aus, die man je nach ihrer Länge als Peptide oder Proteine bezeichnet. Die Eigenschaften und Funktionsvielfalt der Proteine werden durch die jeweilige Reihenfolge der Aminosäuren festgelegt.
Eigenschaften der Aminosäuren

Alle proteinogenen Aminosäuren besitzen sowohl einheitliche als auch unterschiedliche Eigenschaften. Sie sind alle optisch aktiv und nur in der L-Form zum Proteinaufbau geeignet. Das bedeutet, zu jeder Aminosäure gibt es auch die spiegelbildliche Variante, bei der man denken könnte, dass sie die gleichen Eigenschaften besitzt. Es hat sich allerdings herausgestellt, dass die D-Form niemals zur Proteinsynthese herangezogen wird. Das ist eines der Rätsel der Biologie. Weiterhin besitzen alle proteinogenen Aminosäuren neben ihrer Grundstruktur (die erwähnten -NH2- und -COOH-Gruppen) unterschiedliche Molekülreste, wie z. B. unverzweigte und verzweigte Kohlenwasserstoffketten, aromatische Ringe, zusätzliche Amino- oder Carboxygruppen, Schwefelwasserstoffbindungen und vieles mehr. Diese Molekülreste und die Reihenfolge der unterschiedlichen Aminosäuren sind entscheidend für die Eigenschaften der jeweiligen Proteine. Muskeleiweiße erfordern z. B. viel verzweigtkettige Aminosäuren, wie Valin, Leucin oder Isoleucin (BCAA´s). So enthalten Muskeln bis zu 30 Prozent an BCAA´s. Zusätzlich ist Glutamin notwendig. Glutamin wird in den Muskelzellen hergestellt, bewirkt als freie Aminosäure die Wassereinlagerung in die Zellen und stimuliert so den Muskelaufbau. Natürlich wird es auch in die Proteine eingebaut.
Essenzielle Aminosäuren

Es gibt essenzielle, semi-essenzielle und nicht-essenzielle Aminosäuren. Essenzielle Aminosäuren können nicht vom menschlichen Körper synthetisiert werden. Deshalb ist es notwendig, sie mit der Nahrung zuzuführen. Semi-essenzielle Aminosäuren müssen zusätzlich aufgenommen werden, wenn der Körper sie unter bestimmten Bedingungen nicht in ausreichendem Maße herstellt. Nicht-essenzielle Aminosäuren synthetisiert der Körper über verschiedene Reaktionswege selber. Zu den essenziellen Aminosäuren gehören die BCAA´s (Leucin, Isoleucin, Valin), Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin und Tryptophan. Werden die essenziellen Aminosäuren nicht in ausreichendem Maße zugeführt, kommt es zu Mangelerscheinungen. Außerdem würde der Muskelaufbau durch das Fehlen der wichtigen BCAA´s begrenzt. Da die Muskeln jedoch mehr oder weniger alle Aminosäuren enthalten, wird ihr Aufbau auch durch das Fehlen der anderen essenziellen Aminosäuren gehemmt. Besonders tierisches Eiweiß und Ei-Protein enthalten alle essenzielle Aminosäuren. Manchmal ist es jedoch notwendig, essenzielle Aminosäuren zusätzlich durch Nahrungsergänzung zuzuführen, wenn der Bedarf sehr hoch ist.
Säure- und Baseverhalten von Aminosäuren

Aminosäuren können neutral, sauer oder basisch sein. Die neutralen Aminosäuren besitzen nur unpolare Kohlenwasserstoffreste. Eine saure Aminosäure enthält zusätzlich noch Säuregruppen, während basische Aminosäuren weitere Aminogruppen besitzen. Die neutralen Aminosäuren, wie die BCAA´s, sind schwerer wasserlöslich und deshalb auch für Strukturproteine, wie das Muskelprotein, gut geeignet. Saure Aminosäuren sind gut wasserlöslich und in Muskelprotein prozentual weniger vertreten. Arginin, Lysin und Histidin sind basische Aminosäuren. Besonders Arginin ist für den Muskelaufbau wichtig, weil es die Gefäßerweiterung durch die NO-Synthese fördert.

Fazit:
Die Aminosäurezusammensetzung der Proteinketten bestimmt die Eigenschaften und Funktionalität der Proteine. Das Muskelprotein enthält z. B. in hoher Konzentration die verzweigtkettigen Aminosäuren Leuzin, Isoleuzin und Valin. Außerdem sind für dessen Aufbau auch die Aminosäuren Glutamin und Arginin von immenser Bedeutung.

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