BCAAs: Nur ein Hype oder effektives Supplement?

BCAAs: Nur ein Hype oder effektives Supplement?

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Von Brad Dieter

Die verzweigtkettigen Aminosäuren (auch BCAAs genannt) gehören zu den sogenannten „essenziellen Aminosäuren“, was einfach ausgedrückt so viel bedeutet, als dass der Körper sie nicht selbst herstellen kann. Das Besondere an BCAAs ist, dass sie eine aliphatische Seitenkette besitzen (und daher verzweigt sind) – sie sind die Schlüsselspieler in der Regulation von Muskelmasse und müssen mit der Nahrung aufgenommen werden.

Zu den BCAAs gehören die drei Aminosäuren Leucin, Isoleucin und Valin (was du aber sicher schon wusstest, wenn du Stammleser unserer Seite bist!).

BCAAs: Nur ein Hype oder effektives Supplement?

Was sind BCAAs?

Ein wirklich interessanter Aspekt der BCAAs ist ihr Stoffwechsel im menschlichen Körper. Der Abbau der BCAAs wird reguliert durch einen Enzymkomplex, genannt BCAA Dehydrogenase Komplex, welchen wir der Einfachheit halber ab jetzt mal BDK nennen.

Im Grunde genommen ist es so, dass – je mehr BDK wir haben – desto mehr BCAAs können abgebaut werden. Der BDK Spiegel im Körper ist erhöht, wenn wir trainieren, was nahelegt, dass Training den BCAA-Abbau fördert. Ein weiterer wichtiger Aspekt dieses Komplexes (welchen wir übrigen später genauer diskutieren werden) ist, dass das Vorhandensein von BCAA-Metaboliten, also Abbauprodukten, welche die Aktivität des BDK hemmen.

Das bedeutet, dass wenn viele BCAA-Metabolite im Blut vorhanden sind, die restlichen Aminosäuren vor Abbau geschützt werden. 

BCAAs: Nur ein Hype oder effektives Supplement?

Der BCAA Dehydrogenase Komplex (BDK) katalysiert den Abbau der drei Aminosäuren Leucin, Valin, Isoleucin (und damit auch den Abbau von Muskelgewebe). Metabolite der BCAAs dienen als negatives Rückkopplungssignal, welche die BDK Konzentration drosselt.

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Die Hypothese der Ermüdungshemmung: Tryptophan bekämpfen

Bevor wir in die einzelnen BCAAs und deren Funktion abtauchen, müssen wir einen allgemeinen Aspekt der Gruppe der BCAAs betrachten; deren häufig ausgelobte Fähigkeit die Ermüdung zu reduzieren.

Es besteht eine Hypothese über die Ermüdung während des Trainings, welche auch die “zentrale Ermüdungshypothese” genannt wird – diese besagt, dass erhöhte Serotoninspigel im Gehirn, der durch gesteigerte Tryptophanspiegel (Tryptophan wird in Serotonin umgewandelt) ausgelöst wird, die Ermüdung während des Trainings fördert.

BCAAs haben den Ruf dies zu verhindern, da sie mit Tryptophan um dieselben Transporter ins Gehirn konkurrieren. Die Hypothese besagt also, dass ein erhöhter BCAA-Spiegel im Blut, ausgelöst durch Supplementation, die Tryptophanaufnahme ins Gehirn behindert und somit die Ermüdung reduzieren kann.

Die Hypothese der Ermüdungshemmung: Tryptophan bekämpfen

BCAAs und Tryptophan (Serotonin-Vorläufer) konkurrieren um dieselben Transporter zur Aufnahme ins Gehirn. Die Theorie besagt, dass durch eine erhöhte Zufuhr von BCAAs die Tryptophanaufnahme gehemmt wird, weshalb eine ansteigende Serotoninproduktion (Müdigkeitsfaktor!) ausbleibt.

Als biochemische und physiologische Theorie mag das einleuchtend klingen. Es gibt auch viele Untersuchungen, welche die Theorie in gewisser Weise stützten, jedoch hat die Wissenschaft dafür noch keine eindeutigen Beweise gefunden. Ohnehin scheint der Anti-Ermüdungseffekt von BCAAs auf die „zentrale Ermüdung“ scheint, wenn überhaupt, äußerst minimal zu sein.

Valin: Aufbau von Glukose

Valin ist die am wenigsten untersuchte und am wenigsten verstandene Aminosäure der drei BCAAs, daher ist auch das Wissen über ihre biologischen Effekte eher minimal.

Valin ist eine glukogene Aminosäure, was bedeutet, dass sie in Glukose umgewandelt werden kann [1][2]. Die Methyl-Kohlenstoffatome des Valins können zur Herstellung von Glukose und ultimativ zu Glykogen verwendet werden.

Valin: Aufbau von Glukose

Da Valin eine glukogene Aminosäure ist, kann das Kohlenstoffskelett zur Produktion von Glukose verwendet werden.

Dieser Prozess, also die Umwandlung von Valin zu Glukose, ist in der Skelettmuskulatur bei Vorhandensein einer Verletzung erhöht – was nahelegt, dass seine erhöhte Aufnahme von Valin im Falle einer Muskelverletzung (z.B. Mikrotraumata durch schweres Training) für die Regeneration von Vorteil sein könnte.

Leider ist es so, dass Valin in dieser Hinsicht weniger effektiv ist als Leucin (ein Sachverhalt dem wir noch öfter begegnen werden).

Leucin: König der BCAAs?

Der Hauptgrund warum Menschen BCAAs als Supplemente nutzen, besteht in dem Wunsch der Optimierung des Muskelaufbaus (z.B. durch eine Reduktion des Muskelabbaus während des Trainings und/oder die Stimulation der Proteinsynthese danach. Wenn es um diesen Aspekt geht, dass ist Leucin der unangefochtene König unter den BCAAs.

Wenn wir über die wissenschaftlichen Mechanismen hinter dem Muskelaufbau denken, kommen wir zwangsläufig auf zwei Proteine; mTOR und S6K.

Leucin: König der BCAAs?

Interessanter Weise ist Leucin dazu in der Lage, den mTOR Signalweg unabhängig von anderen Wachstumssignalen wie Insulin zu stimulieren.

Eine große Zahl an Studien hat gezeigt, dass die Supplementation mit Protein den mTOR Signalweg aktivieren kann und es ist sehr wahrscheinlich, dass das enthaltene Leucin dabei der Hauptgrund für die Effektivität der Proteinsupplementation ist. Beispielsweise zeigt die Einnahme von 5g Leucin eine stärkere Aktivierung der Muskelproteinsynthese als 5g gemischte BCAAs.

Es besteht sogar Evidenz dafür, dass Leucin das stärkste Wachstumssignal auslöst, wenn man es mit anderen Aminosäuren oder sogar Insulin vergleicht!

Leucin und Insulin: Das dynamische Duo

Einer der kritischen Komponenten der Regeneration ist, wie schnell man die Glykogenspeicher wieder aufladen kann. Für sehr intensiv und hochfrequent trainierende Athleten sollte daher das oberste Gebot lauten „je schneller desto besser“.

Je schneller jemand seine Glykogenspeicher wieder aufladen kann, desto schneller ist er in der Lage vollständig regeneriert wieder ins Training zu starten. Leucin kann dabei den Regenerationsprozess beschleunigen indem es die Glukoseaufnahme steigert und das tut es mit einem kleinen aber raffinierten Trick.

Leucin sorgt für eine Ausschüttung von Insulin aus der Bauchspeicheldrüse auch ohne das Vorhandensein von Glukose im Blut. Im Zusammenspiel mit Insulin kann Leucin daher die Glukoseaufnahme in die Zellen um das Doppelte steigern [5]. Kombiniert man Leucin mit der Aufnahme von Kohlenhydraten nach dem Training zeigt sich als unglaublich effektiv wenn es darum geht, die Glykogenspeicher wieder aufzuladen und das besser als die Supplementation jeder anderen Aminosäure oder Kohlenhydrate allein.

Interessanter Weise wirkt Insulin ebenfalls synergistisch dabei die Muskelproteinsynthese in Folge einer Mahlzeit oder Training anzuregen. Wenn es also um die Regeneration und Muskelaufbau geht ist Leucin ein wirksames Tool um beides zu optimieren.

Ein weiterer interessanter Aspekt der Leucin/Glukose Geschichte ist, dass Leucin sich selbst zu regulieren scheint. Das bedeutet, dass sobald es einen gewissen Punkt erreicht, schaltet es das Signal zur Glukoseaufnahme einfach ab… Ich liebe Feedbackmechanismen.

Leucin bei Nüchterntraining

Training auf nüchternen Magen kann ein wirksames Tool sein um eure Fettverbrennung zu steigern und wenn ihr es richtig anstellt sogar die Wachstumshormonausschüttung zu stimulieren. Wenn man es jedoch nicht richtig anstellt, kann der erhöhte Cortisolspiegel das Ganze in die katabole Richtung kippen.

Damit im Hinterkopf kann ein smarter Einsatz von Leucin das anabole Umfeld optimieren während man trotzdem den Vorteil der gesteigerten Fettverbrennung beibehält (da haben wir auch hier – Aminosäure Leucin als Fat Burner? – eine interessante Studie gereviewt).

Untersuchungen haben gezeigt, dass eine Leucinsupplementierung vor dem Training den trainingsinduzierten Anstieg von Cortisol und den Proteinabbau hemmen kann [4][6][7]. Wenn du also nüchtern trainiert scheint es so als würde eine Einnahme von Leucin vor dem Training Sinn machen.

Ja, ich weiß… das würde bedeuten, dass ihr nicht wirklich nüchtern trainiert, aber wen interessieren diese Wortklaubereien, wenn es darum geht euren Muskelaufbau zu optimieren!?  

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Leucin und die Fettverbrennung

Es gibt ein Sprichwort unter Fitnessenthusiasten was besagt, dass man Fett im Feuer der Kohlenhydrate verbrennt. Genauso wie Klimmzüge und Rudern die Arme trainieren, verbrennt Fett auch im Feuer der Aminosäuren und nicht nur der Kohlenhydrate.

Ohne hier zu technisch werden zu wollen, aber das Kohlenstoffgerüst der Aminosäuren bietet ebenfalls Material um den Citratzyklus (Energieproduktion via Fettoxidation) zu befeuern. Genauer gesagt wird Leucin in Acetyl-CoA umgewandelt, was das Hauptsubstrat ist um den Zyklus am Rotieren zu halten. Nicht zuletzt nutzt der Körper dafür Aminosäuren, wenn er nicht genügend Kohlenhydrate zur Verfügung hat um die Fettoxidation am Laufen zu halten.

Die Supplementation mit Leucin bietet also wichtige Komponenten um den Citratzyklus zu befeuern und die Fettoxidation am Laufen zu halten. Du glaubst mir nicht? Dann lies die Studien selbst! Die Einnahme von 2,25 g Leucin pro Tag für chronisch aktive Männer hat gezeigt den respiratorischen Quotienten im Vergleich zum Placebo zu senken, was nahelegt, dass ihre Körper mehr Fett zur Energieverbrennung verwendet haben.

Eine weitere Studie zeigte, dass Leucin die Energiepartionierung von den Fettzellen in Richtung Muskelzellen verschiebt, die Energiespeicherung senkt und die Fettoxidation in den Muskelzellen steigert [8].

Timing der Leucineinnahme

Bei allem was ich tue, versuche ich ständig herauszufinden, wie ich mit minimalem Aufwand das Meiste herausholen kann – also lass uns mal schauen, wie wir das anabole Signal der Leucinsupplementierung maximieren können.

Leider ist das Standartprotokoll von „mixen und runterspülen“ hier nicht das Effektivste. Der Schlüssel zum Erfolg ist eine pulsatile Einnahme. Dr. Mike Roussell schrieb kürzlich ein herausragendes Werk in dem er genau dieses Thema diskutiert [3].

Als jemand der gerne sorgfältig und gründlich ist, habe ich mich durch Dr. Mike’s Quellenangabe gelesen und seine Hypothese scheint sehr wahrscheinlich. Kurz zusammengefasst kann man daraus ableiten, dass eine pulsative Einnahme von Aminosäuren gegenüber einer kontinuierlichen Infusion im Vorteil ist, wenn es darum geht die Muskelproteinsynthese zu maximieren.

Die Forschung konnte zeigen, dass eine pulsatile Proteinsupplementierung in der doppelten Steigerung der Leucinkonzentration nach dem Training resultieren kann, als wenn man den Shake einfach nur in sich hineinkippt [9].

Durch die Tatsache, dass Leucin den größten Stimulus auf die Proteinsynthese bietet, ist es keine Überraschung, dass seine Verdopplung des Leucinspiegels durch pulsatile Einnahme auch in einer höheren Aktivität der Proteinsynthese resultiert. Auch wenn die Studie statistisch gesehen keine eindeutige Steigerung der Muskelproteinsynthese einer pulsatilen Einnahme gegenüber einer steigen Infusion zeigen konnte, tendierten die Ergebnisse in die Richtung der pulsatilen Einnahme und waren nah dran an statistischer Signifikanz (diese Ergebnisse könnten nicht für ältere Trainierende zutreffen, da diese oftmals größere Mengen an Leucin benötigen, um die Proteinsynthese optimal zu stimulieren, Stichwort: Anabole Resistenz).

Meine Meinung zu dem Ganzen basierend auf den Zahlen ist, dass die Muskelproteinsynthese physiologisch gesehen bei einer pulsatilen Einnahme höher ausfiel, jedoch am Ende kein statistisch  signifikantes Niveau. Für mich persönlich überwiegt die Wichtigkeit eines physiologischen Effektes gegenüber eines rechnerisch ermittelten P-Wertes.  

Vielleicht ist es aber doch viel wichtiger, dass beide Pre-Workout Aminosäureeinnahme Protokolle besser waren als das Placebo, also ja, Aminosäuresupplementation ist effektiv und Leucin ist ein Schlüsselspieler!

Das Beste an diesen Forschungsergebnissen ist, dass bereits trainierte Männer rekrutiert wurden. Dadurch können „Anfänger“ Effekte ausgeschlossen, was die Relevanz der Untersuchung erhöht!

Man kann das Einnahmeschema für Leucin verändern und schauen, ob es was in Bezug auf die Muskelproteinsynthese verändert, doch die Moral der Geschichte ist, nutze ein Leucin-Supplement und versuche mal eine pulsative Einnahme um das anabole Signal zu erhöhen.

Zum effektiven Timing von BCAAs und Leucin findest du hier einen weiteren ausführlichen Artikel von Damian.

Isoleucin

Isoleucin ist ein Isomer (abgefahrenes Wort für chemisch identisch, aber strukturell verschieden) von Leucin. Und wie alle kleinen Brüder wird es von Leucin übertroffen was die Vorteile angeht. Nachdem das gesagt ist solltet ihr wissen, dass es dennoch einige interessante Eigenschaften hat, die wir besprechen sollte.

Isoleucin: Der Muskel-Glukose-Füller

Ähnlich wie Leucin kann auch Isoleucin die Glukoseaufnahme in die Skelettmuskulatur steigern, was nahelegt, dass es sich positive auf die Regeneration auswirkt. Genauer betrachtet ist dieser Effekt nicht einmal so geringfügig. Studien konnten eine um 35-70% gesteigerte Glukoseaufnahme in das Muskelgewebe zeigen [10][11]. Das ist ziemlich interessant und macht Appetit auf einen genaueren Blick.

Lasst und kurz die Dosierung besprechen. Die maximale Effektivität zur Steigerung der Glukoseaufnahme konnte bei 72 mg/kg gezeigt werden, was in etwa 5,76 g für eine 80 kg schwere Person entspricht.

Isoleucin: Keine Liebe für die Glykogensynthese

Trauriger Weise führt die durch Isoleucin induzierte Glukoseaufnahme nicht zu einer verbesserten Glykogensynthese. Isoleucin sieht also erstmal ziemlich blass aus gegenüber seinem Bruder Leucin… aber nicht verzagen, denn wie bereits gesagt führt Leucin zu einer gesteigerten Glykogensynthese und wenn man beides zusammen einnimmt, erhält man wahrscheinlich einen synergistischen Effekt!

BCAA Metabolite: Willkommen HMB

Erinnert du dich ganz an den Anfang dieses Artikels, wo ich die Abbauprodukte der BCAAs angesprochen habe und wie sie den BDK hemmen können – und somit den Abbau der vorhandenen BCAAs verlangsamen? Nun, eine geniale Person war der Meinung, dass es effektiv sei, gleich diese Metabolite einzunehmen, um den Abbau zu unterbinden.

Das bringt uns zu einem aufstrebenden Star in der Welt der Sportwissenschaft: β-Hydroxy β-Methylbutyrat (bekannt als HMB). HMB ist ein Metabolit von Leucin und hat gezeigt, dass es vor dem Abbau von Muskelmasse schützen kann.

BCAA Metabolite: Willkommen HMB

HMB ist ein Stoffwechselprodukt der BCAA Leucin. Die Studienlage sieht nicht schlecht aus – insbesondere Anfänger und all jene, die einen Trainingsplanwechsel durchführen, profitieren von einer Zufuhr von 3g HMB pro Tag. (Bildquelle: Suppversity.com, 2013)

Ohne jetzt zu tief in die Forschung einzusteigen sei gesagt, dass es reichlich Beweise dafür gibt, dass HMB die Marker von Muskelverletzungen reduzieren kann, die Regeneration unterstützt und anti-katabole Effekte zeigt. Im Klartext ist eine Einnahme von 3 g HMB pro Tag sehr effektiv um den Abbau von Muskelgewebe zu reduzieren.

Für weitere Informationen solltest du unseren tiefergehenden HMB-Guide zu Rate ziehen.

Die Zusammenfassung

BCAAs besitzen einige interessante Eigenschaften, die ihren Einsatz bei Athleten und Personen mit Bewegungsmangel rechtfertigen, wobei der größte Benefit dabei vom Leucin ausgeht.

Die Supplementation mit Leucin und HMB kannn förderlich für Regeneration und Muskelaufbau sein. Achte beim Kauf bzw. der Einnahme, dass du ein BCAA-Produkt mit einem Mindestgehalt von 3g Leucin (besser: 5g) pro Portion beziehst oder kaufe dir isoliertes Leucin (z.B. als Pulver), um deine Shakes entsprechend anzureichern.


Falls du mehr über den Einsatz und Nutzen von BCAAs im Kraftsport und Muskelaufbau erfahren willst, solltest du außerdem einen Blick in unseren ultimativen BCAA Guide weren.


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Über Brad Dieter

Brad Dieter (PhD) ist ein ausgebildeter Wissenschaftler, Ernährungscoach und Autor. Er ist der verantwortliche Editor von Science Driven Nutrition und strebt danach die Lücke zwischen Wissenschaft und Öffentlichkeit zu schließen. Sein Ziel besteht darin Informationen zum Thema Ernährung richtigzustellen und für jedermann leicht verfügbar zu machen.

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Quellen & Referenzen

Bildquelle Titelbild: Pixabay / lookassessoria ; CC Lizenz


 

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