Eiweiß | Protein Wirkung Funktion und Nutzen verständlich erklärt

Ein Protein, umgangssprachlich auch Eiweiß genannt, ist ein biologisches Makromolekül, das aus Aminosäuren durch Peptidbindungen aufgebaut ist.

Proteine sind Bestandteile jeder Zelle und machen über 50% des menschlichen Trockengewichtes aus.

Somit bilden Proteine das Grundgerüst unseres Körpers.

Je nach biologischer Struktur erfüllen Proteine unterschiedliche Aufgaben wie zum Beispiel Zellbewegung, Transport von Nährstoffen, Zellschleusen (Ionenpumpen) und vieles mehr.

Haare, Haut, Herz, Hirn und Muskeln bestehen zum großen Teil aus Proteinen.

Das Protein wird in Magen und Darm verdaut und in kleinere Bestandteile zerlegt und aufgespaltet.

Die Darmschleimhautzellen resorbieren diese und führen die einzelnen Aminosäuren in die Blutbahn.

Insgesamt gibt es 21 verschiedene Aminosäuren die für den menschlichen Körper Interessant sind

• Alanin | nicht essentiell
• Arginin | semi essentiell
• Asparagin | semi essentiell
• Asparaginsäure | nicht essentiell
• Cystein | semi essentiell
• Glutamin | semi essentiell
• Glutaminsäure | nicht essentiell
• Glycin | nicht essentiell
• Histidin | semi essentiell
• Isoleucin | essentiell
• Leucin | essentiell
• Lysin | essentiell
• Methionin | essentiell
• Phenylalanin | essentiell
• Prolin | nicht essentiell
• Serin | nicht essentiell
• Threonin | essentiell
• Tryptophan | essentiell
• Tyrosin | nicht essentiell
• Valin | essentiell
• Selenocystein | nicht essentiell

Woraus besteht Protein

Besonders wichtig sind hierbei Isoleucin, Leucin, Methionin, Valin, Histidin, Phenylalanin, Tryptophan, Cystein, Lysin, da diese essentiell sind.

Das bedeutet das der Körper diese nicht selbst herstellen kann und der Mensch diese über Nahrung zu sich nehmen muss.

Ein Protein besteht aus verschiedenen Aminosäuren, die durch Pepitidbildungen zu Ketten verbunden sind, diese können eine Länge von bis zu mehreren tausend Aminosäuren haben.

Aminosäureketten mit einer Länge von unter ca. 100 Aminosäuren werden als Peptide und eine Aminosäurekette von über ca.100 Aminosäuren werden als Proteine bezeichnet.

Das größte bekannte menschliche Protein, besteht aus über 30.000 Aminosäuren.

Die Reihenfolge der Aminosäuren in einem Protein wird als Aminosäurensequenz bezeichnet und ist in der  Desoxyribonukleinsäure (DNA) codiert.

Ribosomen die „Proteinproduktionsmaschinerie“ der Zelle verwenden die DNA als “Bauplan”, um aus einzelnen Aminosäuren eine Polypeptidkette zusammenzusetzen.

Diese wird in der wässrigen Zelle in eine dreidimensionale Form eines bestimmten Proteinmoleküls gefaltet.

Protein Funktion im Körper

-Schutz

Proteine sind ein wichtiger Bestandteil der Immunabwehr und helfen dem Körper durch die Bildung der Antikörper Leukozyten gegen Infektionen, die durch Bakterien Vieren oder Toxine entstehen.

-Körperstruktur

Bis zu 1/3 des Körperproteins besteht aus Kollagene dies ist ein Stukturprotein der Haut, des Bindegewebes und der Knochen.

Als Stukturproteine sind die Kollagene das Grundgerüst der Zelle und geben somit die Beschaffenheit der Zelle an.

Die Proteine Myosine und Aktine verändern ihre Form in den Muskeln, dadurch entsteht Bewegung.

Haare und Nägel bestehen aus Kreatinstrukturen.

– Transport und Signalübertragung

Enzyme bestehen aus Proteinen, welche sehr spezifische biochemische Reaktionen in Lebewesen kontrollieren.

Ionenpumpen welche als Transportkanäle durch die Membran der Zellen fungieren und somit die Ionenkonzentration reguliert.

Transportproteine wie Hämoglobin welches den Sauerstoff im Blut an sich bindet und transportiert, oder Transferrin, welches Eisen bindet und es im Blut transportiert.

Membranrezeptoren bestehen meist aus mehreren Proteinen.

Diese befinden sich an der Membran außerhalb der Zelle, an welche ganz Spezifische Substanzen “andocken” können welche Reaktionen der Zelle herbeirufen.

Auf diese Art geschieht ein Großteil der Kommunikation in unserem Körper insbesondere in unserem Hirn mit vers. Neurotransmittern Serotonin, Dopamin, Adrenalin etc., welche ebenfalls Proteinkomplexe sind.

Kleinere Proteinkomplexe bilden Hormone und steuern Vorgänge im Körper.

Proteine sind ein wichtiger Bestandteil der Blutgerinnung, sodass der Körper bei einer Wunder vor Blutverlust geschützt ist, zugleich aber die Gefäße durch zu starke Gerinnung nicht verstopft.

-Reservestoff

In der Leber, Milz und Muskeln wird Protein gespeichert welches im Hungerzustand als Energielieferant verwendet wird.

Das gespeicherte Protein kann nach der Proteoyse zu Glykoneogenese oder direkt zur Energiegewinnung genutzt werden.

Bei der Glukoneogenese wird Glukose erzeugt, dieses Zuckermolekül wird bei “hungernden” Zelle in Energie umgewandelt.

Proteinbedarf

Der Proteinbedarf wird im Verhältnis zu dem Normalgewicht angegeben.

Übergewichtige benötigen nicht mehr als normal gewichtige Menschen.

In dem Alter von unter 6 Monaten benötigt der Mensch ca. 2.5g pro kg (g/kg). In dem Alter von 6-12 Monaten circa 1.3g/kg.

Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung gibt den Proteintagesbedarf in dem Alter von 2-65 für ca. 0.8g/kg und in dem Alter von 65+ für ca. 1g/kg an.

Bei einer schwangereren Frau erhöht sich der Bedarf auf ca. 1g/kg.

Ein Bericht einer Expertenkommission der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (2013) gibt den täglichen Bedarf von ca. 0,91-1,2 pro kg bei einem Erwachsenen an.

Wertigkeit von Proteinen

Die biologische Wertigkeit von Proteinen gibt das Verhältnis an, in welchem Nahrungsproteine in Körpereigene umgewandelt werden.

Besonders wichtig sind hierbei die essentiellen Aminosäure.

Vollei bildet den Referenzwert, dessen biologische Wertigkeit als 100 definiert ist.

Bei der Definitionsfindung war das Vollei die Proteinquelle mit der höchsten bekannten Wertigkeit.Dadurch ist es möglich das andere Proteinquellen eine Wertigkeit von über 100      haben.

Aufgrund dessen, das die Proteine aus unterschiedlichen Aminosäuren und Verkettungen bestehen, erhöht eine Kombination aus verschiedenen Quellen die Wertigkeit.

** Gelatine hat eine Wertigkeit von 0%, da die Aminosäure Tryptophan vollständig fehlt.

Gelatine in Kombination mit einem tryptophanhaltigen Nahrungsmittel wie Rindfleisch hat eine Wertigkeit von 98%

Quelle: Neil A. Campbell: Biologie.  ISBN 3-8274-0032-5, S. 80.

International Human Genome Sequencing Consortium: Finishing the euchromatic sequence of the human genome. In: Nature. Band 431, Nr. 7011, 2004

International Human Genome Sequencing Consortium: Initial sequencing and analysis of the human genome. In: Nature. Band 409, Nr. 6822, 2001

P. Kapranov u. a.: Examples of the complex architecture of the human transcriptome revealed by RACE and high-density tiling arrays. In: Genome Research. Band 15, Nr. 7, 2005, S. 987–997

https://www.dge.de/

http://www.fao.org/ag/humannutrition/35978-02317b979a686a57aa4593304ffc17f06.pdf

R. Elango, M. A. Humayun, R. O. Ball, P. B. Pencharz: Evidence that protein requirements have been significantly underestimated.

http://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/43411/WHO_TRS_935_eng.pdf

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