Whey Protein | Wirkung auf Muskulatur, Immunsystem & Darmgesundheit

Whey Protein | Wirkung auf Muskulatur, Immunsystem & Darmgesundheit

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Von Brad Dieter |

Die Einnahme von Wheyprotein (WP) hat in der vergangenen Zeit immens an Popularität gewonnen, wenn es darum geht die sportliche Leistungsfähigkeit zu verbessern. Es ist ein beliebtes Nahrungsergänzungsmittel auf Milchbasis, welchem nachgesagt wird, dass es die Muskelkraft und Körperzusammensetzung durch eine größere Menge essentieller Aminosäuren und einer höheren biologischen Wertigkeit verbessert [1][2][3]4].

Zusätzlich hat die Einnahme von Whey Protein gezeigt, dass es oxidativen Stress durch die Steigerung der körpereigenen Glutathionsynthese mindert und darüber hinaus in Kombination mit intensivem Training die Darmgesundheit fördert [5][6][7][8].

Dadurch, dass die Mehrzahl der Studien die in diesem Artikel verwendet werden, spezifisch auf Whey Protein gerichtet sind, möchte ich alle daran erinnern, dass vollwertige Nahrungsquellen von Wheyprotein (z.B. Milchprodukte) in Bezug auf Nährstoffsynergien möglicher Weise überlegen sind.

Im weiteren Verlauf des Artikels werden wir uns damit beschäftigen, welchen Einfluss Whey auf Körperkraft und Masse, sowie die körpereigene Abwehr und das Immunsystem nebst Darmgesundheit ausübt.

Whey Protein | Wirkung auf Muskulatur, Immunsystem & Darmgesundheit

Gesteigerte Kraft und Magermasse

Die meisten athletischen Sportarten erfordern einen Kraftaufwand der Muskulatur – und mit gesteigerter Fähigkeit Kraft zu erzeugen, steigt dabei auch die Leistung. Da Kraft = Masse x Beschleunigung ist, gehört die Steigerung der Muskelmasse zu den häufigsten Methoden, wenn es darum geht die Leistungsfähigkeit zu verbessern. Die Hypertrophie der Skelettmuskulatur erfordert entsprechendes Wiederstandstraining und Ernährung wodurch die Muskelproteinsynthese (MPS) den Muskelproteinabbau (MPA) übersteigt.

Eines der Hauptkonzepte innerhalb der Literatur bezüglich Hypertrophie der Skelettmuskulatur ist die Idee, hinter der Nettoproteinbalance (NPB). Die NPB ist definiert durch die MPS abzüglich des MPA (NPB = MPS – MPA).

Ist die MPS also nun größer als der MPA, wird ein Muskelaufbau stattfinden [9]. Einer der kritischen Faktoren der die MPS und MPA beeinflusst ist die Verfügbarkeit von Aminosäuren [10][11]. Whey Protein ist eine geeignete Quelle für biologisch hochwertige Aminosäuren und hat bewiesen, dass es die Muskelmasse und Kraft fördert.

Es besteht eine Vielzahl von Studien die die Effektivität von einer Whey Protein Supplementierung für die Steigerung der Kraft und Muskelmasse unterstützen. Auch wenn die Forschungsergebnisse nicht komplett unwidersprüchlich sind, legt eine signifikante Mehrzahl der Studien nahe, dass Whey sowohl die Kraft, als auch die Muskelmasse steigert [12][13][14][15].

Darüber hinaus hat die Wissenschaft erst kürzlich gezeigt, dass Bestandteile des Whey Proteins einige Signalpfade hochreguliert, darunter mTOR, welches für die Muskelproteinsynthese und Muskelhypertrophie in hohem Maße verantwortlich ist [16].

Für weitere Informationen bezüglich der Zufuhr von Protein im Zuge des Muskel- und Kraftaufbaus siehe auch unseren Artikel: „Guide: 8 simple Richtlinien zur Optimierung der Proteinaufnahme“.

Whey Protein & Glutathion

Oxidativer Stress entsteht durch eine Dysbalance zwischen antioxidativer Abwehr und Produktion von reaktiven Sauerstoffspecies (ROS) [17]. Der Sauerstoffkonsum während schwerem Training kann das bis zu 10-fache des normalen Verbrauchs in Ruhe annehmen, wodurch auch die Produktion freier Radikale gesteigert wird, was in oxidativem Stress resultiert. Auch wenn die Studienlage nicht gänzlich einstimmig ist, so bestehen Belege die zeigen, dass eine gesteigerte Produktion freier Radikale und zelluläre Schäden in Folge von schwerem Training entstehen [18].

Athleten tragen aufgrund der vermehrten pro-oxidativen Prozesse im Vergleich zu Nicht-Athleten generell ein höheres Risiko für eine gesteigerte Produktion von oxidativem Stress [19]. Das gesteigerte Aufkommen von ROS, welches durch das schwere Training hervorgerufen wird, muss durch das körpereigene antioxidative System abgepuffert werden, um ein oxidatives Gleichgewicht zu wahren. Glutathion ist hierbei das im Körper am meisten vorkommende und wichtigste Antioxidans.

Es ist ein Tripeptid, hergestellt aus den Aminosäuren L-Cystein, L-Glutaminsäure und Glycin [20]. Es ist die wichtigste Redoxverbindung und spielt eine entscheidende Rolle in der antioxidativen Abwehr, Nährstoffmetabolismus und der Regulation von essentiellen Stoffwechselvorgängen für die gesamte Körperhomöostase [21]. Darüber hinaus ist Glutathion ein regulatorischer Bestandteil bei der Aktivierung der im Blut zirkulierenden Immunzellen, den Lymphozyten [22].

Es scheint als ob Glutathion ein entscheidender Bestandteil in der Aufrechterhaltung der Gesundheit ist und dass ein Mangel dieser Verbindung mit zahlreichen pathologischen Zuständen, wie Krebs, neurodegenerative Störungen, Mukoviszidose, HIV und Alterung verbunden ist [23]. Glutathion ist besonders interessant für sportlich aktive Bevölkerungsgruppen, da die Glutathionspiegel, je nach Ernährungseinschränkungen, Training und oxidativem Stress sehr stark schwanken.   

Die intensiven körperlichen Erfordernisse des Trainings setzen den Körper eines Athleten hohen Mengen an physiologischem Stress aus. Glutathion ist ein essentielles Molekül, wenn es darum geht einen normalen Redoxstatus während des Trainings beizubehalten [24][25].  Weiterhin konnte gezeigt werden, dass ein forderndes Training den Glutathionstatus reduzieren kann, was einen erhöhten Glutathionspiegel für Athleten sinnvoll erscheinen lässt [24][25][26].

Wissenschaftler fanden heraus, dass die Aminosäure Cystein den limitierenden Faktor bei der Synthese von Glutathion darstellt [27][28]. Aus diesem Grund scheint die Aufnahme cysteinreicher Proteinquellen effektiv zu sein, um die Wiederherstellung von Glutathion zu unterstützen.

Allerdings wird es nicht empfohlen Cystein als freie Aminosäure zu supplementieren, da sie spontan oxidiert und dadurch zu giftigen Endprodukten zerfällt [29]. Nahrungsquellen in denen Cystein als Cystin (zwei Cystein-Moleküle verbunden durch eine Disulfidbrücke) vorliegt, sind stabiler als freies Cystein und werden auch vernünftig aufgenommen. Whey Protein Supplemente, darunter Whey Protein Isolate und Whey Protein Konzentrate sind cysteinreiche Proteinquellen und liefern Cystein für die Zellen über normale Stoffwechselwege [30][31].

Durch das reiche Angebot an Cystein, erlaubt eine Whey Protein Supplementation den Zellen sich wieder aufzufüllen und Glutathion ohne negative Nebeneffekte herzustellen [31] (Abb. 1). Außerdem könnte eine Whey Protein Einnahme die endogene Produktion von Glutathion steigern, sodass ein Puffer angelegt werden kann, der der Reduktion der Glutathionspiegel durch intensives Training entgegenwirkt.  

Whey Protein & Glutathion

Glutamin: Nicht so nutzlos, wie viele heutzutage denken. Die Aminosäure spielt bei der Gluthionsynthese (wie auch Cystein) eine wichtige Rolle. (Bildquelle: Asgardfit.com)

Die Verwendung von Whey Protein als Nahrungsergänzungsmittel, um den durch das Training verursachten Abfall der Glutathionspiegel zu minimieren, wurde bereits ausgiebig untersucht.

Wissenschaftler konnten zeigen, dass Whey Protein vorteilhaft für die Aufrechterhaltung des normalen, physiologischen Glutathionspiegel bei Athleten und nicht Athleten in Folge von körperlichem Training ist [32][33][34].

Weiterhin fand man heraus, dass Whey Protein die Fähigkeit der Athleten, um mit akutem oxidativen Stress umzugehen, verbessert und dass es eine sichere und effektive Alternative zu anderen Antioxidantienlieferanten für die Prävention von Sportverletzungen und -krankheiten ist, die durch gesteigerte Mengen ROS hervorgerufen werden [35].

Die Forschung bezüglich Whey Protein Supplementen und Glutathionstatus unterstreicht die Verwendung des Proteinpulvers von Sportlern um den gesundheitlichen Zustand durch die Unterstützung des körpereigenen Antioxidationssystems zu verbessern 

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Whey Protein und Immunsystem

Erschöpfendes und schweres Training wird mit einer gesenkten Funktion der Immunzellen in Verbindung gebracht [28][36][37][39][40]. Weiterhin kann eine mangelnde oder unangebrachte Ernährung den negativen Effekt des harten Trainings auf die Immunabwehr verstärken. Eine Suppression des Immunsystems setzt die jeweilige Person einem erhöhten Risiko von Infektionen aus.

Athleten steigern typischer Weise sowohl das Volumen, als auch die Intensität ihres Trainings zu gewissen Zeitpunkten der Saison, was zu einem Zustand der Überlastung bis hin zum Ovearreching & Übertraining führen kann.

Neueste Untersuchungen ließen die Hypothese zu, dass die Immunfunktion tatsächlich von der Erhöhung der Trainingsintensität und des Volumens beeinflusst wird. Auch wenn diese Studien keine klinische Immunsuppression der Athleten zu diesen saisonalbedingten Zeitpunkten feststellen konnten, könnte sich herausstellen, dass es das Risiko für allgemeine Infektionen erhöht.

Da die Komponenten des Immunsystems in hohem Maße von Aminosäuren abhängig sind, können körpereigene und mit der Nahrung aufgenommene Aminosäuren den Immunstatus beeinflussen. Im Vergleich zu anderen Proteinquellen zeigten Studien, dass Wheyprotein einzigartig in der Fähigkeit ist, durch verschiedene vorteilhafte Bestandteile, wie Glutamin, α- und β-Laktalbumin und mengenmäßig weniger prominenten Serumproteinen wie Laktoferrin und einer Reihe von Immunoglobulinen, eine starke Immunität zu fördern [41][42][43].

Einige dieser Bestandteile können im Falle des Whey Protein Isolats, aufgrund des Herstellungsverfahrens, verloren gehen, insofern bleibt hier ein Ermessensspielraum inwiefern Whey Konzentrate den größeren Nutzen stiften, wenn es um die Immunabwehr geht (siehe auch unseren Proteinpulver Guide, der die Thematik aufgreift).

Whey Protein und Darmgesundheit

Intensives körperliches Training führt zu reduziertem splanchnischem Blutfluss, verminderter Durchblutung des Darms und erhöhten intestinalen Temperaturen [44]. Diese Umstände während des Trainings können zu Dysfunktionen der Darmbarriere durch erhöhte Durchlässigkeit der so genannten Tight Junctions führen [5][8].

Die erhöhte Durchlässigkeit der Darmwand wiederum führt zum Eindringen gramnegativer Darmbakterien und/oder deren toxischer Ausscheidungsprodukte (Endotoxine) in den Blutkreislauf [45][ 46][47].

Endotoxine sind hochgiftige Lipopolysaccharide (LPS) aus der äußeren Zellmembran gramnegativer Keime. LPS sind ein Hauptverursacher für die Induktion einer Immunantwort welche durch das Netzwerk an Zytokinen induziert wird [45]. Dieser Prozess der Endotoxämie kann zu einer erhöhten Anfälligkeit für infektiöse und autoimmune Erkrankungen durch die Aufnahme von Pathogenen/Toxinen in Gewebe und Blutkreislauf führen [48].

Das Forschungsfeld der Darmdurchlässigkeit ist relativ und Langzeitstudien müssen noch klar die potentiellen Gefahren von chronischer, unterschwelliger Darmdurchlässigkeit identifizieren. Neueste Untersuchungen zeigen jedoch eine Verbindung zwischen Darmdurchlässigkeit und einer Reihe von Immunerkrankungen, wie Morbus Crohn, Hashimoto Schilddrüsenentzündung, Lupus Erythmatose, Psoriasis und rheumatischer Arthritis [49][50][51][52][53]. Zusätzlich dazu wurde die Darmdurchlässigkeit mit mentalen Erkrankungen, wie Schizophrenie und Depressionen in Verbindung gebracht. [54][55].

Wie im Vorfeld erwähnt, sind die Tight Junctions hauptverantwortlich für die Abwehr der Darmbarriere gegen das parazellulare Eindringen von Makromolekülen aus dem Darmlumen [56][57]. Aus diesem Grund ist die Regulation der Tight Junctions essentiell für die Aufrechterhaltung der Darmintegrität und Reduktion der Exposition des Körpers mit Endotoxinen. 

Die Aminosäure Glutamin spielt eine entscheidende Rolle, wenn es darum geht die Integrität der Tight Junctions zu bewahren [56]. Glutamin, die im Blut mengenmäßig am häufigsten vorkommende Aminosäure, gilt als bedingt essentielle Aminosäure (Abb. 2) [56]. Unter normalen Umständen wird Glutamin in ausreichenden Mengen vom Körper hergestellt um die normale Funktion des Körpers aufrecht zu erhalten. In Stresssituationen, wie Training, kann die körpereigene Synthese von Glutamin jedoch beeinträchtigt sein, wodurch der Körper gezwungen ist auf exogene Quellen (Nahrung) zurückzugreifen um seinen Bedarf zu decken.

Whey Protein und Immunsystem

Die “Tight Junction” im Darm sorgen dafür, dass keine Fremdkörper in den Körper eindringen können, ohne entsprechend vom Darm absorbiert bzw. ausgeschieden zu werden. Eine durchlässige Darmwand (Leaky Gut) kann ernsthafte gesundheitliche Konsequenzen haben. (Bildquelle: Asgardfit.com

Die Supplementation mit Glutamin hat gezeigt, dass sie die Durchlässigkeit des Darmes durch die Wiederherstellung der Integrität der Tight Junctions durch physiologische Stressfaktoren reduzieren kann [58][60].

Zusätzlich dazu hat die Supplementation mit Glutamin seine Effektivität bei der Reduktion der trainingsinduzierten Darmpermeabilität unter Beweis gestellt [62][63]. Darum könnte auch Whey Protein vorteilhaft für die Reduzierung der trainingsinduzierten Darmdurchlässigkeit und dem Risiko für Endotoxämie und Autoimmunkrankheiten sein. 

Du willst mehr über die Darmgesundheit erfahren? Hier (Darmgesundheit & Immunabwehr) und hier (Darmflora & Gewichtsabnahme) findest du weitere Aesir Sports Artikel zu dem Thema.

Abschließende Worte

Whey Protein ist eine herausragende Quelle einer Bandbreite an Aminosäuren und weiteren Nährstoffen, die vorteilhaft für die Gesundheit sind.

Es wurde gezeigt, dass es in Kombination mit Wiederstandstraining die Magermasse erhöhen kann, den Glutathionstatus verbessern kann, immunmodulatorische Effekte aufweist und die Darmgesundheit verbessert.

Eine Ergänzung der gesunden und ausgewogenen Ernährung eines Athleten durch Whey Protein, entweder über Nahrungsquellen oder Nahrungsergänzungsmittel, könnte sich als vorteilhaft herausstellen.


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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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Bildquelle Titelbild: Pixabay / Stevepb ; CC Lizenz


 

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