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Allgemeines zu Proteine
Die lebensnotwendigen Proteine sind in allen lebenden Organismen und den daraus hergestellten tierischen und pflanzlichen Lebensmitteln enthalten. Die Proteine unterscheiden sich von Kohlenhydraten und Fetten dadurch, dass sie neben den Elementen Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff zusätzlich immer Stickstoff, manchmal noch Schwefel und Phosphor enthalten.
20 Aminosäuren sind der Grundbaustein der Proteine. Mit der Nahrung müssen wir die Aminosäuren, die der Körper nicht selber aufbauen kann, zuführen. Diese Aminosäuren werden als essenziell bezeichnet, da sie lebensnotwendig sind. Etwa die Hälfte der Aminosäuren sind essenziell (bei Erwachsenen 8, bei Kindern 10).
Wenn sich Aminosäuren über mehrere Stufen zu Ketten verbinden, entstehen Proteine:
- Einfache Proteine sind nur aus Aminosäuren aufgebaut.
- Zusammengesetzte Proteine enthalten neben den Aminosäuren noch eine proteinfremde Verbindung (z.B. Kohlenhydrate, Fette, Mineralstoffe, Farbstoffe)
Aufgaben und Bedarf
Als Baustoff sind Proteine in jeder Zelle zu finden. Proteine liefern beim wachsenden wie beim erwachsenen Menschen Bau- und Ersatzstoffe für jede körpereigene Zelle. Als Bestandteil der Gene sind Proteine Träger der Erbinformationen. Als Träger von Antikörpern im Blut sind sie für die Abwehr von Krankheiten verantwortlich. Die nicht mehr benötigten Aminosäuren, werden bei der Erneuerung von Körperprotein, zu Energie abgebaut. Die Energiegewinnung aus Protein ist aber von untergeordneter Bedeutung. Daher beträgt der Anteil am Gesamtenergiebedarf nur 12-15%. Genau wie die Kohlenhydrate liefert 1g Protein 17kJ Energie. Zur Bildung von Hormonen und Enzymen werden auch Aminosäuren, die Bausteine der Proteine, benötigt.
Der jeweilige Proteinbedarf ergibt sich aus dem Ergänzungswert der Speisen und der biologischen Wertigkeit. Bei geringer biologischen Wertigkeit muss die Gesamtzufuhr von Proteinen oder der Ergänzungswert erhöht werden.
Unterschieden werden zwei Personengruppen
- Personen, die Proteine zur Erneuerung oder zum Aufbau von Körperprotein benötigen, haben einen höheren Bedarf (Säuglinge, Kinder und Jugendliche, aber auch Schwangere und Stillende)
- Personen, die Proteine nur zur Erneuerung von Körperprotein benötigen (alle Erwachsenen)
Mit den verschiedenen Mahlzeiten, sollten Proteine regelmässig aufgenommen werden, da diese nur begrenzt gespeichert werden können. Proteine können durch keinen anderen Nährstoff ersetzt werden, daher muss der Proteinbedarf auf jeden Fall gedeckt sein. Daher ist eine ausreichende Proteinzufuhr lebensnotwendig. Bei uns wird der Proteinbedarf durch die tägliche Nahrung meist mehr als gedeckt. Hingegen stellt der Proteinmangel in den Hungergebieten der Drittweltländer ein grosses Problem dar.
Ein ständiger Proteinmangel hat schwer wiegende Folgen:
- Das Wachstum und die Muskelbildung sind gestört
- Im Zwischengewebe sammelt sich Wasser an (z.B. Wasserbauch bei vielen Kindern in Hungergebieten)
- Ungenügende und gestörte Bildung von lebensnotwendigen Enzymen und Hormonen
- Stoffwechselstörungen
- Blutarmut
- Erhöhte Infektionsgefahr
- Verminderte Leistungsfähigkeit
Durch tierische Nahrungsmittel (vor allem Milch, Milchprodukte und Meeresfisch) sollte nur ein Drittel der Proteinaufnahme erfolgen. Zwei Drittel des Proteinbedarf sollte durch pflanzliche Nahrungsmittel, wie Vollkornprodukte, Hülsenfrüchte, Kartoffeln und Gemüse gedeckt werden. Pflanzliche Nahrungsmittel enthalten gleichzeitig Nahrungsfasern und in der Regel weniger Fett, was eine Überversorgung an Energie und Proteinen verhindert.
Biologische Wertigkeit und Ergänzungswert
Nicht nur die Menge, sonder die Qualität des jeweiligen Nahrungsproteins sind entscheidend, um den Bedarf an Proteinen zu decken.
Die biologische Wertigkeit wird von dem Anteil der essenziellen Aminosäuren bestimmt. Tierische Nahrungsmittel enthalten grosse Mengen Protein und sind im Allgemeinen biologisch hochwertiger als pflanzliche, da sie alle essenziellen Aminosäuren enthalten. Hülsenfrüchte sind Pflanzen mit einem hohen Proteingehalt, einschliesslich auch Tofu, Getreideprodukte und Nüsse. Auch wäre es möglich den Proteinbedarf nur mit pflanzlichen Proteinen zu decken. Damit kein Proteinmangel entsteht, verlangt dies aber gute „Proteinkenntnisse“.
Die biologische Wertigkeit gibt an, wie viel Gramm Körperprotein aus 100g Nahrungsprotein gebildet werden können.
Bei gleichzeitiger Aufnahme können sich Nahrungsproteine gegenseitig ergänzen. Hierbei wird nicht nur minderwertiges Protein durch Protein mit hoher biologischer Wertigkeit aufgewertet, sondern hochwertiges Protein kann durch minderwertiges Protein eine noch höhere biologische Wertigkeit erreichen.
Einen guten Ergänzungswert haben:
- Getreideerzeugnisse zusammen mit Milchprodukten, Eiern, Fleisch oder Fisch
- Kartoffeln zusammen mit Milchprodukten, Fleisch, Fisch oder Eiern
- Hülsenfrüchte zusammen mit Milchprodukten, Fleisch, Fisch, Eiern oder Getreiderzeugnissen
Nahrungsmittel:
Hühnerei
Fisch
Fleisch
Milch
Kartoffeln
Brot
Linsen, Bohnen
Biologische Wertigkeit:
100
70 – 90
70 – 90
75
50 – 70
50 – 70
40 – 50
Protein (g) pro 100g
12
18
19
3,3
2
8
22
Gebildetes Körperprotein:
12
12,6 – 16,2
13,3 – 17,1
2,5
1 – 1,4
4 – 5,6
8,8 – 11
Proteinstoffwechsel
Proteine müssen vollständig bis in die kleinsten Bausteine – die Aminosäuren – abgebaut werden.
Im Magen beginnt die Verdauung der Proteine. Das erste Protein abbauende Enzym befindet sich im Magen. Weitere folgen im Zwölffingerdarm von der Bauchspeicheldrüse sowie im weiteren Dünndarm. Diese körpereigenen Enzyme bewirken die vollständige Spaltung zu Aminosäuren, wobei der Abbau stufenweise erfolgt.
Durch die Zotten des Dünndarms werden die Aminosäuren aufgenommen und gelangen damit ins Blut und über die Pfortader zur Leber. Dort beginnt der Proteinzwischenstoffwechsel. In der Leber und in den Nieren werden die nicht benötigten Aminosäuren zur Energiegewinnung herangezogen. Als Abbauprodukt fällt neben Kohlendioxid und Wasser zusätzlich giftiges Ammoniak an. Dies wird zu Harnstoff umgebaut und mit dem Urin ausgeschieden.
Mit Hilfe der Darmperistaltik gelange unverdaute Proteine in den Darm und werden zum Teil durch die Darmflora zersetzt. Diese Zersetzungsprodukte sollten so rasch als möglich ausgeschieden werden.
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