Keratin bis Insulin: Vielfältige Proteine

Proteine werden oft mit Muskelaufbau und Nahrungsergänzungsmitteln in Verbindung gebracht. Dabei sind die Funktionen, die sie in unserem Körper übernehmen weitaus vielfältiger.

Proteine setzen sich aus Aminosäuren zusammen.

Sie bilden kunstvolle, dreidimensionale Strukturen.

Die Aufgaben von Proteinen erstrecken sich über Strukturaufbau, Enzym- und Transportfunktionen.

Wieso im Eigelb mehr Eiweiss vorhanden ist als im Eiweiss

Proteine werden von so einigen Geschichten umwoben. Um gleich mal diejenige klarzustellen woher ihr umgangssprachlicher Name rührt: Eiweisse wurden zuerst in Hühnereiweissen entdeckt. Erst später stellte man fest, dass das Eigelb wesentlich mehr Eiweisse enthält. Der Name war aber bereits in aller Munde. Die Vorstellung von Proteinen als weiche und nachgiebige Hühnereiweisse ist jedoch kein ideales Bild. Dies zeigt das Beispiel der Achillessehne, an welche eine Tonne gehängt werden kann ohne dass sie reisst und die fast ausschliesslich aus dem Protein Kollagen besteht.

Proteine setzen sich aus Aminosäuren zusammen, von denen bisher rund 20 entdeckt wurden. Unser Organismus spaltet laufend Proteine, um diese umzuwandeln. Dabei werden auch regelmässig Aminosäuren wieder freigesetzt, welche anschließend ausgeschieden, transformiert oder verbrannt werden. Diesen Anteil müssen wir über die Nahrung wieder aufnehmen. Die erforderliche Menge der Aufnahme von Aminosäuren beträgt 1g pro Tag pro kg Körpergewicht. Dabei ist vor allem die Aufnahme der 8 nicht vom Körper selbst produzierbaren Aminosäuren wichtig (Leucin, Isoleucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan und Valin).
Ein ebenfalls wichtiger Faktor beim Um- oder Abbau von Aminosäuren ist das Vitamin B6 (Pyridoxin). Der Tagesbedarf liegt bei 2 mg, wobei sich dieser bei ausgiebigem Verzehr von proteinreicher Nahrung erhöht.

Der Um- oder Abbau von Aminosäuren ist durchaus faszinierend, da er ebenfalls zu weiteren wichtigen Substanzen für unseren Körper führt. So werden Aminosäuren durch die Abspaltung der Carboxylgruppe zu sogenannten biogenen Aminen. Die Namen einiger dieser biogenen Amine sind ihnen sicherlich bekannt: Serotonin und Dopamin fungieren als Botenstoffe im zentralen Nervensystem. Histamin hat eine wichtige Funktion bei der Immunabwehr.

Allerdings können Aminosäuren im Körper nicht vollständig verbrannt werden. Und so geht für ihre Entsorgung ein Teil der gewonnenen Energie wieder verloren. Proteine sind daher der einzige Grundnahrungsstoff, dessen Verbrennung mehr Energie freisetzt, als danach dem Stoffwechsel effektiv zur Verfügung steht.

Die Struktur von Proteinen

Setzen sich 2 oder mehr Aminosäuren zu einem gemeinsamen Molekül zusammen, nennt man dieses Peptid. Bei mehr als 100 Aminosäuren, die sich zusammentun, spricht man von Proteinen. Dabei hat jedes Protein eine streng definierte Abfolge in der Zusammensetzung seiner Aminosäuren. Diese ist innerhalb einer Spezies immer identisch und nennt sich Primärstruktur. Es gibt einige Proteine die sich seit ihrer Entwicklung in Einzellern, über einen Zeitraum von Milliarden von Jahren, bis hin zum Menschen kaum verändert haben.

Man kann sich die Struktur von Proteinen ein wenig wie eine Perlenkette vorstellen. Wobei zahlreiche Peptide und Proteine (wie zum Beispiel Insulin) aus zwei oder mehreren solchen Ketten bestehen, die sich miteinander verknüpfen müssen um wirksam zu sein. Für die Bindung zwischen solchen Ketten ist eine schwefelhaltige Aminosäure namens Cystein zuständig.

Proteine bilden sehr kunstvolle, dreidimensionale Formen, wie Schrauben oder Faltblattstrukturen, um ihre Funktion wahrnehmen zu können.

Die Aufgaben von Proteinen

Proteine nehmen zahlreiche Funktionen im Körper ein. Die Aufgaben sind klar pro Protein- oder Peptidmolekül definiert. Daher sind auch tausende Substanzen für ebenso viele Funktionen nötig.

Das Proteine Keratin sorgt für die widerstandsfähige Hornschicht der Haut, der Haare und der Nägel. Elastin dient, wie sein Namen bereits erahnen lässt, der Elastizität von Strukturen. Für die extreme Festigkeit und Stabilität von Sehnen, Knorpel- oder Narbengewebe ist das Protein Kollagen zuständig. Es ist auch Bestandteil des Bindegewebes und macht ein Viertel aller im Menschen vorhandenen Proteine aus. Für den Aufbau von Kollagen sind Vitamin C und Magnesium wichtige Faktoren.

Ebenfalls nehmen Proteine Transportfunktionen wahr und schleusen Moleküle durch die aus Fetten bestehenden und für Wasser somit unpassierbaren Zellmembranen, so dass ein Austausch von wichtigen Stoffen erfolgen kann. Dafür lassen Sie sich, je nach Aufgabe, in unterschiedlichen Strukturen in die Zellmembrane ein und agieren so als Kanäle oder Pumpen. Dieses System findet beispielsweise im Darmlumen Anwendung bei der Aufnahme von Nahrungsbestandteilen.

Proteine wirken zudem als Hormone oder Enzyme. Sie binden als Enzyme Moleküle an sich und führen diese so zusammen, damit es genau zu der gewünschten Reaktion kommt. So tragen sie massgebend zu lebensnotwendigen Prozessen bei. Ein bestimmtes Enzym, kann in der Regel nur eine einzige Reaktion auslösen.
Fällt nun ein solches aus, beispielsweise aufgrund eines Chromosomendefekts, bedeutet dies den Ausfall einer einzelnen Reaktion. Da unser Organismus jedoch ein komplex vernetztes System an Reaktionen ist, kann dies mehr oder weniger weitreichende Folgen haben.

Enzyme werden nicht verändert und somit auch nicht verbraucht. Jedoch sind neben den Proteinen in der Regel noch weitere Faktoren beteiligt, um enzymatische Wirksamkeit herzustellen. Es sind dies in den meisten Fällen Zink, Magnesium oder Coenzyme, wobei es sich um Vitamine handelt. Da sich diese Coenzyme bei der Reaktion verbrauchen, ist die Aufnahme von Vitaminen für uns so essentiell.

Ein Tipp aus der Alternativmedizin:

Verena Wissmann, zertifizierte Ernährungsberaterin mit eigener Praxis in Luzern erklärt Ihnen in welchen Lebensmitteln wertvolle, natürliche Aminosäuren und Proteine gefunden werden können:

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