Proteine

Grundlagen der
Ernährungslehre
Proteine
SS 2013
Eiweiß: Bausubstanz und Energielieferant
Protein-Aufbau aus 20 proteinogenen Aminosäuren
Neutrale:
Glycin, Alanin, Serin, Threonin, Valin, Leucin, Isoleucin
Saure/Amide:
Asparaginsäure, Asparagin, Glutaminsäure, Glutamin
Basische:
Arginin, Lysin
S-haltige:
Cystein, Methionin
Aromatische:
Phenylalanin, Tyrosin
Heterozyklische: Tryptophan, Histidin, Prolin
Funktionelle Gruppen:
NH2 und COOH an α-C
Bindung über Säureamidbindung = Peptidbindung
SS 2013
Eiweiß: Bausubstanz und Energielieferant
Proteinbausteine: Essentielle Aminosäuren
Leucin
Isoleucin
Leu
Ile
Valin
Threonin
Val
Thr
Lysin
Lys
Cystein
Cys
Methionin
Met
Tyrosin
Phenylalanin
Tyr
Phe
Tryptophan
Trp
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Eiweiß: Bausubstanz und Energielieferant
Gluten: Mischung aus Glutenin und Gliadin
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Eiweiß: Bausubstanz und Energielieferant
Proteinverdauung + Absorption von AS und Oligopeptiden
Magen
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Eiweiß: Bausubstanz und Energielieferant
Magen
Pepsinogen + HCl  ca. 8 verschiedene Pepsine
Proteinspaltung (pH = 2-5) bei Tyrosin bzw. PhAla
Einfluss auf Magensaftsekretion:
1. Psychisch-nerval : über Nervus vagus
Steigernd: Nahrung - reflektorisch, durch Sinne, Aggressionen
Hemmend: Angst
2. Lokal: In tieferen Magenteilen durch Speisebrei
3. Intestinal (rückwirkend auf Magen):
Steigerung: Dehnung des Duodenums
Hemmung: niedriger pH / Fett
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Eiweiß: Bausubstanz und Energielieferant
Proteinverdauung + Absorption von AS und Oligopeptiden
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Eiweiß: Bausubstanz und Energielieferant
Dünndarm
Pepsine inaktiviert (pH 6,5 durch HCO3 aus Pankreas)
Trypsinogen und Chymotrypsinogen (aus Pankreas)
Trypsinogen
Trypsin
Enterokinase (Duodenum)
Chymotrypsinogen
Chymotrypsin
Trypsin
Spaltung der Proteine zu Tripeptiden und Bipeptiden
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Eiweiß: Bausubstanz und Energielieferant
Protein-Turnover (
Grundumsatz)
Dynamisches Gleichgewicht:
Proteinaufbau
Erneuerungsrate der Köperproteine:
Proteinabbau
ca. 400 g / Tag
Halbwertszeiten einiger Körpereiweiße:
Skelettmuskel
50-60 Tage
Herzmuskel
11 Tage
Glatte Muskulatur
5 Tage
Fibrinogen
Leberenzyme
4-5 Tage
1-6 Stunden
10 kg Eiweißanteil in 70 kg Mann
SS 2013
SS 2013
Eiweiß: Bausubstanz und Energielieferant
Exkretionswege der Proteinabbauprodukte
a) Harn (Hauptmenge! Erwachsene 1 L/Tag) als:
Harnstoff (84 %), Aminosäuren (5 %), Harnsäure (1,1 %), Ammoniak
b) (wasserfreier) Kot (Erwachsene 130 -150 g/Tag) :
• Nahrungsproteinanteil (10 - 20 %),
• Bakterieneiweiß (< 50 %),
• abgeschilferte Epithelzellen der Darmwand (ca. 25 %)
c) Haut:
• Mit dem Schweiß (z.B. als Harnstoff),
• Epithelabstoßung der Oberhaut,
• Nachwachsen von Haar und Nägeln
d) Schleimhäute:
in Sekreten, Mensesblut und Samenflüssigkeit
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Eiweiß: Bausubstanz und Energielieferant
Optimale Nahrungsproteinqualität:
Aminosäurereferenzmuster (chemische Untersuchungen)
Essentielle Aminosäure (EA)
Nahrungseiweiß
Bedarf [g / 1 kg]
Leucin
48
Isoleucin
42
Lysin
42
Valin
42
Phenylalanin
28
(Tyrosin
28)
Threonin
28
Methionin
22
(Cystein
22)
Tryptophan
14
Limitierende AS: geringster Anteil (%) im Protein bezogen auf Bedarf
SS 2013
SS 2013
Eiweiß: Bausubstanz und Energielieferant
Wirkungen von Aminosäuren - Verfügbarkeit :
Wachstumsminderung durch:
 Überdosierung einzelner AS
AS-Toxizität:
Höchste Toxizität: Methionin und Tyrosin, Threonin gering toxisch
 Überschuss einer AS
Aufhebung:
AS-Antagonismus:
Zusatz strukturähnlicher AS
(verzweigtkettige AS: Ile, Leu, Val)
 verändertes AS-Verhältnis
AS-Imbalanz:
Abhilfe: Zusatz limitierender AS
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Eiweiß: Bausubstanz und Energielieferant
Nährwertoptimierung
bei AS-Imbalanz
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Eiweiß: Bausubstanz und Energielieferant
Biologische Wertigkeit (BW) von Nahrungseiweiß:
Maß für retinierte (strukturell verwertete) Menge an resorbiertem
Nahrungseiweiß im Körper
Lebensmittel
Vollei
Kartoffeln
Rindfleisch
Kuhmilch
Soja
weiße Bohnen
Mais
Weizenmehl
(83 % Ausmahlung)
Gelatine
BW
100
98 – 100
92
88
84 –86
72
71 – 72
56 – 59
Lebensmittel-Kombination
BW
36 % Vollei
64 % Kartoffel
138
70 % Milch
30 % Kartoffel
134
52 % Bohnen
48 % Mais
84 % Rindfleisch 16 % Gelatine
0
SS 2013
99
98
Eiweiß: Bausubstanz und Energielieferant
Folge
von
Aminosäuremangel
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