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Proteinreiche Ernährung

Wissenschaft

Proteinreiche Ernährung

15. August 2020

Die herkömmliche Zufuhrempfehlung von Proteinen für Erwachsene beträgt 0,8 g Protein pro kg Körpergewicht pro Tag. Bei einer proteinreichen Ernährungsweise werden >0,8 g Protein pro kg Körpergewicht pro Tag konsumiert.

Bedeutung von Proteinen 

Proteine sind essentielle Bausteine des Lebens. Sie sind Makromoleküle, die meist aus tausenden Bausteinen, den Aminosäuren, bestehen. Polypeptide oder Peptide sind kleinere Proteine. Im Körper erfüllt der Makronährstoff zahlreiche Funktionen. So katalysieren sie als Enzyme biochemische Reaktionen, als Hormone helfen sie Zellen miteinander zu kommunizieren und als Antikörper sind sie Teil des Immunsystems. Kollagen und Keratin sind beispielsweise Strukturproteine und fungieren somit als Bestandteile von Zellmembranen und Stabilisatoren unseres Gewebes. Aktin und Myosin ermöglichen die Beweglichkeit der Muskulatur. Proteine wirken außerdem noch bei Transportprozessen, der Blutgerinnung und vielen weiteren Abläufen mit.

 

 

Auswirkung einer proteinreichen Ernährungsweise

Körperzusammensetzung

Verschiedene Studien konnten feststellen, dass bei ausgewählten Probanden durch eine proteinreiche Ernährungsweise mit entsprechender Kalorienzufuhr (in Kombination: mit/ohne isolierte verzweigtkettige Aminosäuren (BCAAs); mit Ballaststoffen; regelmäßigen Krafttraining) die Fettmasse abnahm und die Muskelmasse zunahm.Eine hyperkalorische, proteinreiche Ernährung (4,4 g Protein/kg/Tag) in Kombination mit Krafttraining trägt nicht zu einer Fettmassenzunahme sowie Veränderungen des Körpergewichts oder der Muskelmasse bei.

Knochengesundheit

Eine Studie berichtet, dass die Metabolisierung von Proteinen zu Säuren eine metabolische Azidose verursachen kann, welche die Funktion von Osteoblasten beeinträchtigt und die Lebensdauer von Osteoklasten verlängert. Eine erhöhte Knochenresorption könnte bei proteinreichen Diäten zu einer ernsteren Osteoporose führen.Nahrungsprotein kann aber auch dazu beitragen die Knochenmasse während des Gewichtsverlusts zu erhalten, indem es den insulinähnlichen Wachstumsfaktor 1 (IGF-1), einen wirksamen Stimulator des Knochenanabolismus stimuliert und die intestinale Kalziumabsorption erhöht. Eine proteinreiche, milchreiche Ernährung kann dazu beitragen, den Knochenverlust während des Gewichtsverlusts zu mildern. Proteinquelle und Proteinmenge sind wichtige Faktoren, die die Knochengesundheit während des Gewichtsverlusts beeinflussen können. 

Eine erhöhte Proteinzufuhr soll Calciumverluste über den Urin verstärken und somit die Knochengesundheit negativ beeinflussen. Durch eine beeinträchtigte Kalziumhomöostase kann die Knochenmineraldichte abnehmen. Klinische und epidemiologische Daten stützen jedoch nicht das Konzept.

 

 

 Nierenfunktion

Eine höhere Proteinaufnahme moduliert die hämodynamische Nierenfunktion, indem sie den Nierenblutfluss und den intraglomerulären Druck erhöht, was zu einer höheren glomerulären Filtrationsrate (GFR) führt, während eine Erhöhung des Nierenvolumens und -gewichts auftreten kann. Eine glomeruläre Hyperfiltration kann zusammen mit der daraus resultierenden Erhöhung der Albuminausscheidung im Urin langfristig schädliche Folgen für die Niere und andere Organe haben. Experimentelle Studien haben gezeigt, dass eine glomeruläre Verletzung durch einen Anstieg des intraglomerulären Drucks und Flusses zu einer fortschreitenden glomerulären Schädigung und Sklerose führen kann. Während die GFR kurzfristig ansteigen kann, kann es durch eine langfristig hohe Proteinaufnahme zu Nierenschäden und abnehmender Nierenfunktion kommen.  

Wiederum gibt es Belege, dass eine proteinreiche Diät bei älteren Patienten mit Prä-Diabetes nicht mit einer verminderten Nierenfunktion verbunden war.

Eine proteinreiche Ernährung ruft signifikante Veränderungen der Nierenfunktion und der Nierengesundheit hervor. So konnten Erhöhungen der glomerulären Filtrationsrate (GFR), des Serumharnstoffes, der Calciumausscheidung im Urin und der Serumkonzentrationen von Harnsäure festgestellt werden. Die meisten dieser Veränderungen könnten als physiologischer Anpassungsmechanismus interpretiert werden. Ein Anstieg der Serumharnsäurekonzentrationen kann durch eine erhöhte Aufnahme von purinreichen Lebensmitteln aus tierischen Quellen erklärt werden.

 

 

Stoffwechsel

Außerdem kann eine proteinreiche Ernährung die LDL-, Gesamtcholesterol-, Gesamttriglyceridspiegel und den HOMA-Index (Homeostasis Model Assessment) bei Patienten mit Diabetes mellitus Typ II signifikant senken, was darauf hindeutet, dass eine proteinreiche Ernährung die Insulinresistenz und den Lipidstoffwechsel verbessern kann. Die effektive Verwendung proteinreicher Diäten zur Vorbeugung und Behandlung von Diabetes wird nahegelegt. Nahrungsproteine stimulieren die Sekretion von Insulin und verbessern die Funktion der Pankreas-β-Zellen. Diese Funktionen hängen mit der Zusammensetzung der Aminosäuren zusammen.Protein hat einen thermischen Effekt der Nahrung (TEF) von ungefähr 19–23 %, während der TEF von Kohlenhydraten ungefähr 12–14 % beträgt. Eine proteinreiche Mahlzeit löst daher einen 30 % höheren TEF als eine proteinarme Mahlzeit ausKlicken oder tippen Sie hier, um Text einzugeben.. Die erhöhte Thermik der Verdauung und Oxidation von Proteinen ist mit einem höheren Energieaufwand für die Desaminierung, Glukoneogenese und Harnstoffsynthese verbunden. Durch eine proteinreiche Diät mit Krafttraining konnten positive Veränderungen des Taillen- sowie Hüftumfangs, des Blutzucker-, Adiponektin- und Leptinspiegels bei übergewichtigen und fettleibigen weiblichen Personen erreicht werden.

 Der höhere Sättigungseffekt der Proteine kann durch den Anstieg der Plasmaaminosäurekonzentration in der Nachabsorptionsphase in Kombination mit der erhöhten Sekretion von Sättigungshormonen wie Cholecystokinin, Glucagon-ähnlichem Peptid und Peptid Tyrosin-Tyrosin und der verringerten Ausschüttung des Hungerhormons Ghrelin erklärt werden.

Proteinreiche Diäten reduzieren die oxidativen Stressmarker Malondialdehyd und Proteincarbonyle, führen bei Diabetikern zu einer verringerten Konzentration der von Fettgewebe sekretierten Biomarker Chemerin und Progranulin. Ein Anstieg des nitrosativen Stressmarkers Nitrotyrosin, der mit Veränderungen des Nüchterninsulins und der Insulinresistenz zusammenhängt, wurde ebenso erkannt. Proteindiäten weisen demnach ein hohes Potenzial zur Modulation entzündlicher Biomarker auf.

 

 

Darmgesundheit

Im Falle der proteinreichen Diät kann der erhöhte Transfer von stickstoffhaltigen Verbindungen im Dickdarm die Zusammensetzung sowie Diversität der Mikrobiota, Stoffwechselaktivität und schließlich die Produktion von bakteriellen Metaboliten verändern. Es kommt zu einer erhöhten Übertragung von Nahrungsproteinen in den Dickdarm. Freigesetzte Aminosäuren werden in die bakteriellen Proteine eingebaut oder führen zu einer Vielzahl von metabolischen Endprodukten, die wiederum in den Blutkreislauf übertragen werden. So konnte eine verringerte Häufigkeit von nützlichen Bakterien wie Bifidobacterium oder E. Rectale sowie den Butyratproduzenten Roseburia und Anaerostipes festgestellt werden. Butyrat ist für die Aufrechterhaltung der Darmbarrierefunktion und der Homöostase der Dickdarmschleimhaut von wesentlicher Bedeutung. Eine positive Entwicklung gibt es hinsichtlich der Anwesenheit des bakteriellen Metaboliten Indol in der Dickdarmschleimhaut, der für die Aufrechterhaltung der epithelialen Barrierefunktion wesentlich ist. Auch wurde eine gesteigerte Anwesenheit von Lactobacillus, Lactococcus und Streptococcus festgestellt.

 Klinische und experimentelle Studien weisen darauf hin, dass Ernährungsumstellungen die luminale Umgebung des Dickdarms verändern und möglicherweise Auswirkungen auf die Darmschleimhaut haben können.

 

 

Zusammenfassung von Studien über proteinreiche Ernährung

Studie Beobachtete Effekte in Vergleich zur Kontrollgruppe Makronährstoff-verteilung Dauer
Effect of a high protein diet and/or resistance exercise on the preservation of fat free mass during weight loss in overweight and obese older adults: a randomized controlled trial (2017) um 1,1 % niedrigerer Verlust der fettfreien Masse

um 1,1 % höherer Gewichtsverlust

 

Protein: 21,2 %

KH: 43,3 %

Fett: 30,6 %

 

Kontrollgruppe:

Protein: 19 %

KH: 46 %

Fett: 31 %

10 Wochen

+ Krafttraining

Effect of a high-protein, high-fiber diet plus supplementation with branched-chain amino acids on the nutritional status of patients with cirrhosis (2018) Verbesserung der Glukosetoleranz, des oxidativen Stresses und Entzündungsmarker; Zunahme der Muskelmasse; Abnahme der Fettmasse

um 5,2 % höhere Trizeps-Hautfaltendicke

um 5,1% niedrigerer Mittelarmmuskelumfang

Protein: 1,2 g/kg/Tag

+BCAA

 

Kontrollgruppe:

Protein: 1,2 g/kg/Tag

 

6 Monate
A high-protein diet, not isolated BCAA, is associated with skeletal muscle mass index in patients with gastrointestinal cancer (2020) Verbesserung Skelettmuskelmassenindex Protein: > 1,2 g/kg/Tag

KH: 50 %

11 Monate
High protein consumption in trained women: bad to the bone? (2018) Keine nachteiligen Auswirkungen auf Knochenmineraldichte oder Knochenmineralgehalt Protein: 37 %

KH: 33 %

Fett: 30 %

 

Kontrollgruppe:

Protein: 23 %

KH: 43 %

Fett: 34 %

6 Monate
Effects of plant and animal high protein diets on immune-inflammatory biomarkers: A 6-week intervention trial (2020) Senkung Chemerin, Progranulin; Erhöhung TGF-ß1 Protein: 30 %

KH: 40 %

Fett: 30 %

6 Wochen
High-Protein Diet Containing Dairy Products is Associated with Low Body Mass Index and Glucose Concentrations: A Cross-Sectional Study (2019) Verbesserung des BMI, Taillenumfangs, Trizeps-Hautfaltendicke, Blutzuckerspiegel Protein: 17 %

KH: 39 %

Fett: 21 %

3 Monate
Energy-restricted, high-protein diets more effectively impact cardiometabolic profile in overweight and obese women than lower-protein diets (2017)

 

 

 

Verbesserung der Lipoproteinspiegel, Insulinresistenz, Lipid- und Glucosestoffwechsels; höherer Fettmassenverlust

um 2,5% höherer Gewichtsverlust

um 2,3 % höherer Verlust an Taillenumfang

um 7,8% höherer Verlust an Fettmasse

Protein: 35 %

KH: 35 %

Fett: 30 %

 

 

Kontrollgruppe:

Protein: 20 %

KH: 50 %

Fett: 30 %

 

6 Monate
Effects of Adherence to a Higher Protein Diet on Weight Loss, Markers of Health, and Functional Capacity in Older Women Participating in a Resistance-Based Exercise Program (2018) besseres Management von Blutzucker- und Appetit-bedingten Hormonen

um 2,1% höherer Gewichtsverlust

um 4,6% höherer Verlust an Fettmasse

um 0,25 % niedrigerer Verlust an Knochenmineralgehalt

um 2,3% höhere Abnahme des Hüftumfangs

Protein: 22 %

KH: 45 %

Fett: 32 %

 

Kontrollgruppe:

Protein: 18 %

KH: 52 %

Fett: 32 %

 

14 Wochen
Microbiota Stability and Gastrointestinal Tolerance in Response to a High-Protein Diet with and without a Prebiotic, Probiotic, and Synbiotic: A Randomized, Double-Blind, Placebo-Controlled Trial in Older Women (2020) Verringerung Bifidobacterium, E. Rectale, Butyratproduzenten;

Erhöhung Indol, Lactobacillus, Lactococcus, Streptococcus

Protein: 30 %

KH: 46 %

Fett: 27 %

18 Wochen
Comparison of the Effects of 52 Weeks Weight Loss With Either a High-Protein or High-Carbohydrate Diet on Body Composition and Cardiometabolic Risk Factors in Overweight and Obese Males (2012) Verbesserung der kardiometabolischen Risikofaktoren (Gesamtcholesterin, LDL, HDL, Triglyceride, Insulin, Blutdruck, C-reaktives Protein)

um 1 % höherer Gewichtsverlust

um 6,2 % höherer Verlust an Körperfettmasse

um 1 % höherer Verlust an Taillenumfang

 

Protein: 35 %

KH: 40 %

Fett: 25 %

 

Kontrollgruppe:

Protein: 20 %

KH: 47 %

Fett: 28 %

12 Monate
Effects of a high-protein/low carbohydrate versus a standard hypocaloric diet on adipocytokine levels and insulin resistance in obese patients along 9 months (2019) Abnahme Insulin, HOMA-IR, Fettmasse, Leptin

um 1,4% niedrigerer BMI

um 0,7% höherer Gewichtsverlust

Protein: 36 %

KH: 34 %

Fett: 33 %

 

Kontrollgruppe:

Protein: 20 %

KH: 53 %

Fett: 27 %

 

9 Monate
Effects of diets high in animal or plant protein on oxidative stress in individuals with type 2 diabetes: A randomized clinical trial (2020) Abnahme Retinol, Alpha- und Gamma-Tocopherol, Verbesserung des oxidativen Stresses, Erhöhung der nitrosativen Stressmarker Protein: 30 %

KH: 40 %

Fett: 30 %

6 Wochen
High-protein energy-restricted diets induce greater improvement in glucose homeostasis but not in adipokines comparing to standard-protein diets in early-onset diabetic adults with overweight or obesity (2019) um 1,2% höhere BMI-Abnahme

um 3,5 % höherer Verlust an Fettmasse

um 1 % niedrigerer Verlust an fettfreier Masse

Verbesserung der Glukosehomöostase (HOMA-IR, Nüchternplasma-Insulinkonzentration)

Protein: 35%

KH: 35%

Fett: 30%

 

Kontrollgruppe:

Protein: 18%

KH: 52%

Fett: 30%

6 Monate
Effect of a High-Protein Diet versus Standard-Protein Diet on Weight Loss and Biomarkers of Metabolic Syndrome: A Randomized Clinical Trial (2017)

 

um 1,9 % höherer Gewichtsverlust

um 2,3 % höherer Verlust an Taillenumfang

 

Protein: 1,34 g/kg/Tag

 

Kontrollgruppe:

Protein: 0,8 g/kg/Tag

6 Monate
A high protein diet (3.4 g/kg/d) combined with a heavy resistance training program improves body composition in healthy trained men and women – a follow-up investigation (2015) um 10 % höherer Verlust an Körperfettanteil Protein: 39%

KH: 34%

Fett: 27%

 

Kontrollgruppe:

Protein: 32%

KH: 37%

Fett: 31%

8 Wochen

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