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8 Aminosäuren zählen im Falle eines Erwachsenen zu den essenziellen Aminosäuren. Du weißt sicher mittlerweile sehr gut welche Bedeutung das Wörtchen „essenziell“ besitzt, oder? Man kann stattdessen auch lebensnotwendig sagen, denn es handelt sich um Vitalstoffe, für die unser Körper keinen Bauplan besitzt – er kann sie nicht selbst herstellen und muss sie folglich aus seiner Umwelt (in dem Fall über Nahrung oder Flüssigkeit) aufnehmen.

Von allen 8 Aminosäuren ist Leucin für Sportler mit Abstand die Wichtigste, da sie eine wichtige Funktion in der Regulation des Muskelmasseanteils einnimmt. Muskeln sind gut und mehr Muskeln sind besser, da sie den Körper leistungsfähig machen (ein Aspekt, der sowohl für Ausdauersportler als auch Kraftmeier und Muskelfreaks von Bedeutung ist).

Wieso genießt Leucin eine Sonderstellung unter den Aminosäuren?

Stell dir vor ich würde dir erzählen, dass es in deinem Körper einen Schalter gibt, mit dem du die Proteinsynthese und das Muskelwachstum anschalten könntest – in etwa so leicht, wie das Betätigen eines Lichtschalters in deinem Wohnzimmer.

Dein Training schafft die Grundlage für Muskelwachstum, doch das ist nur ein Teil der Gesamtgleichung, wenn es darum geht Muskeln aufzubauen. Du brauchst natürlich auch ausreichend viele Nährstoffe, allen voran Protein (denn Muskeln bestehen zu großen Teilen daraus).

Du kennst sicherlich viele Lebensmittel, die sehr proteinreich sind doch unter all diesen Produkten gibt es eines, dass über allen heraussticht, weil es einen sehr hohen Anteil an Leucin besitzt und unglaublich schnell vom Körper aufgenommen werden kann: Die Molke (in Fachkreisen auch einfach nur „Whey“ oder „Wheyprotein“ genannt.

In diesem Artikel werden wir uns ausführlicher mit Leucin und seiner Auswirkung auf die Körperkomposition beschäftigen. Du wirst hierbei lernen, auf welchem Signalpfad Leucin wirkt, was für eine Rolle das Alter einer Person bei der Stimulation der Proteinsynthese spielt und was vonnöten ist, um optimal Muskeln aufzubauen.

Leucin & Proteinbiosynthese: Zündschlüssel für beschleunigten Muskelaufbau

Stimulation des anabolen Signalpfads (mTOR) durch Leucin

Die verzweigtkettigen Aminosäuren („branch-chained amino acids“, kurz: BCAAs) Leucin, Isoleucin und Valin werden als die wichtigsten Aminosäuren für die Stimulation der Proteinsynthese in den Skelettmuskeln angesehen. Doch selbst unter Ihnen schafft es Leucin, wie keine andere Aminosäure, die Proteinsynthese anzufeuern.

Einer der am besten erforschten Stoffwechselwege für Muskelwachstum ist der sogenannte mTOR-Signalpfad (mTOR steht für „mechanistic target of rapamycin), der auch als „anaboler Signalpfad“ bekannt ist.

Über die Aktivierung des mTOR-Pfads sorgt Leucin für eine Kaskade, die eine Vielzahl weiterer komplexer Prozesse befeuert, die unter dem Strich zu einem Aufbau von Körperprotein (Muskeln) führen (1)(2). Man kann eigentlich noch einen Schritt weiter gehen und sagen: Die Aktivierung von mTOR ist maßgeblich von der Leucinkonzentration abhängig.

Leucin aktiviert den mTOR-Signalpfad und setzt damit eine Kaskade in Gang, die in der Neusynthese von Protein mündet. Der anabole Signalpfad wirkt über mTOR/S6K/rpS6 und elF4B und initiiert die mRNA Translation, welche für die Proteinbiosynthese verantwortlich ist. (Bildquelle: Wikimedia / Lybbar12 ; CC Lizenz)

Werfen wir mal einen Blick drauf, was da genau im Körper passiert.

Eine sinkende Leucinkonzentration ist ein Indikator für einen Mangel an Nahrungsprotein. Dieses wird jedoch für die Synthese von neuer Muskulatur benötigt. Fehlt Leucin, so wird der mTOR-Signalpfad deaktiviert, weshalb weiterer Muskelaufbau zum Erliegen kommt.

Umgekehrt signalisiert eine steigende Leucinkonzentration eine ausreichende Verfügbarkeit von Protein. mTOR wird aktiviert und durch die Folge-Effekte („downstream effects“) verstärkt sich auch die Proteinbiosynthese.

Du siehst also: Hartes Training alleine reicht nicht aus, um Arnold die Hantel zu reichen. Muskeln können nicht aus Luft und Liebe gebildet werden und erfordern eine ausreichende Menge an Protein, allen voran die verzweigtkettige Aminosäure Leucin, welche die Proteinbiosynthese initiiert.

Es gibt aber noch einige andere interessante Fakten, die du hierzu wissen solltest. Darum geht es im Folgenden Abschnitt.

Anabole Resistenz: Wieso du im Alter mehr Leucin für die Stimulation der Proteinbiosynthese brauchst

Um die Wirkung essentieller Aminosäuren (und hier im Besonderen den Effekt der Zufuhr von reinem Leucin in Relation zu anderen essentiellen Aminosäuren (EAAs)) zu veranschaulichen, führte man an der Universität von Texas in Galveston die folgende Studie durch.

Diese Studie sollte zwei wichtige Fragen klären:

1. Bringt mehr (Leucin) auch tatsächlich mehr (Muskelwachstum)? (Also „mehr“ im Sinne von „mehr“ als in einem typischen Whey-Shake enthalten ist.)
2. Wird die Wirkung von Leucin durch das Alter der Person beeinflusst? (Reagieren ältere Menschen anders als Jüngere?)

Um das zu klären, rekrutierte man junge und ältere Studienteilnehmer (28-30 Jahre und 66 Jahre). Man gab den Probanden ein kalorienarmes Getränk, indem 6,7g EAAs gelöst waren. Unterschiede gab es im Leucin-Anteil, der in einem Fall bei 26% lag (= 1,7g Leucin – ähnlich wie bei Whey) und in einem anderen Fall bei 41% (= 2,8g Leucin)

Was konnten die Wissenschaftler nun herausfinden?

Die Gabe des EAA-Drinks mit Leucin stimulierte in beiden Gruppen die Proteinbiosynthese, allerdings konnte kein dosis-abhängiger Effekt durch Leucin bei jungen Teilnehmern gefunden werden (3). Zwar stieg der Anteil freier Aminosäuren im Blut sehr schnell an (innerhalb von 15 Minuten) und erreichte seinen Peak bei 30 Minuten, doch es spielte hierbei keine Rolle, ob nun das Getränk mit 26% Leucin zugeführt wurde oder ob die jungen Teilnehmer 41% Leucin aufnahmen.

herausgefunden werden, dass die Menge an Leucin, die verabreicht wurde, in den jungen Teilnehmern keinerlei Einfluss auf die Proteinbiosynthese zeigte (3). Der Anstieg an freien Aminosäuren im Blut erfolgte in beiden Gruppen (26%  & 41%) innerhalb von 15 Minuten nach Gabe der Lösung und erreichte nach rund 30 Minuten einen ähnlichen Höhepunkt. Die jungen Teilnehmer profitierten also nicht von einem Mehr an Leucin. Ein Anteil von 21% war für eine maximale Stimulation ausreichend.

Anders sah es dagegen bei den älteren Teilnehmern aus: Die Extra-Portion Leucin (41% statt 21%) sorgte in dieser Gruppe für eine Erhöhung der Proteinbiosynthese (3).

Dies ist im Prinzip keine Neuigkeit in der Literatur, dürfte aber einigen Lesern bisher nicht bekannt gewesen sein. Frühere Studien legen die  die Vermutung nahe, dass es in älteren Individuen – bei einer zu geringen Zufuhr von EAAs – nur zu einer geringen Erhöhung der Muskelproteinsynthese kommt (7). Aufgrund der vermuteten Verringerung der Leucin-Sensibilität im Alter (auch bekannt als „anabole Resistenz“), sollten Personen die 65 Jahre und älter sind unter Umständen zusätzliches Leucin supplementieren, um die Muskelproteinsynthese maximal zu stimulieren (oder einfach mehr Whey in den Shake geben, um den Leucin-Gehalt zu erhöhen).

Die obigen Ergebnisse werden durch eine jüngst veröffentlichte Studie aus dem Nutrition Journal bestätigt.

Hierzu bildeten Luiking et al. (2014) zwei Gruppen von älteren Männern: Die eine Gruppe erhielt ein Wheyprotein mit einer Extraportion Leucin, während die andere ein Milchprotein zu sich nahm (beide Shakes waren isokalorisch, d.h. sie enthielten eine ähnliche Menge an Kalorien) .

Die Proteinbiosynthese fielt in der „Whey + Leucin“-Gruppe sowohl vor, als auch nach einer einmalugen Trainingseinheit deutlich höher aus (4).

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Den Wachstums-Schalter mit Hilfe von Leucin umlegen

Okay, halten wir noch einmal gant kurz fest: Leucin erhöht die Proteinbiosynthese, was wiederum Hypertrophie (Muskelaufbau) stimuliert. Wird Leucin zu einem Protein ergänzt (z.B. Whey), so lässt sich – zumindest in älteren Individuen – eine verstärkte Stimulation der muskulären Proteinbiosynthese festmachen.

Im Rahmen einer Studie, die im American Journal of Physiology veröffentlicht wurde, durchliefen 8 männliche Teilnehmer 3 verschiedene Tests (5). Die Tests lagen jeweils eine Woche auseinander und beinhalteten ein 45-minütiges Training, welches zum größten Teil die Beine involvierte.

Bei jedem der drei Tests wurden unterschiedliche Supplemente konsumiert:

• Beim ersten Test ein reines Kohlenhydrat Gemisch
• Beim zweiten die gleiche Menge Kohlenhydrate und Protein
• Beim abschließenden dritten Test eine Kombination aus Kohlenhydraten, Protein und Leucin.

Die Ergebnisse der Studie zeigten eine signifikante Insulinreaktion auf die zusätzliche Gabe von Leucin (5).

Kleiner Exkurs zum Speicherhormon: Insulin ist ein Hormon mit anti-katabolen und anabolen Eigenschaften. Es hindert den Abbau von Muskelprotein und verbessert gleichzeitig die Aminosäure-Aufnahme, was letztendlich in einer höheren Proteinsyntheserate resultiert (8).

Im Gegensatz zum Test, bei dem nur Kohlenhydrate zugeführt wurden, sorgte die Gabe von Protein und Leucin für einen geringeren Muskelabbau und eine höhere Proteinbiosynthese. Weniger Protein führte zu einer verstärkten Oxidation als Energieträger, wobei die Proteinbiosynthese für bis zu 6 weitere Stunden erhöht war, wenn zu dem Kohlenhydrat-Protein-Getränk weiteres Leucin verabreicht wurde.

Sehen wir uns als zum Schluss noch eine letzte Studie an: Diese wurde im Jahre 2014 im American Journal of Clinical Nutrition veröffentlicht und mit 40 im Schnitt 21-jährigen Männern durchgeführt. Hierbei wurden die Effekte von verschiedenen „Whey + Aminosäure“-Kombinationen auf die Proteinbiosynthese bei Ruhe und nach einer Trainingseinheit untersucht.

Die „Whey + Aminosäure“-Kombinationen unterschieden sich hierbei hinsichtlich der Proteindosis und der Leucinmenge.

• Variante 1: 25g Whey (3g Leucingehalt)
• Variante 2: 6,25g Whey (0,75g Leucingehalt)
• Variante 3: 6,25g Whey + 4,25g Leucin (5g Leucingehalt)
• Variante 4: 6,25g Whey + BCAA (5g Leucingehalt)

Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass 6,25g Whey mit einer hohen Dosis Leucin (Kombinationen 3 + 4) die gleichen Effekte auf die Proteinbiosyntheserate hatten, wie eine deutlich größere Menge Whey (Kombination 1).

In anderen Worten: Die Zugabe von Leucin kann eine suboptimale Proteinaufnahme kompensieren.

Abschließende Worte

Fassen wir das Ganze mal zu einigen hilfreichen Tipps zusammen, damit auch in den Genuss einer maximalen Stimulation der Proteinbiosynthese kommst:

1. 2,5g Leucin oder 5g BCAAs (2:1:1 Verhältnis) innerhalb von 30 Minuten vor dem Training unterstützen einen anabolen Stimulus.
2. 5g Leucin oder 10g BCAAs in deinem Post-Workout Shake maximieren die muskuläre Proteinbiosynthese.
3. 5g Leucin vor dem Schlafen können deine Regeneration durch eine verstärkte Muskelaufbaurate unterstützen.
4. Vergiss nicht, dass du unzureichende Zufuhr von Proteinen mit Leucin zum Teil kompensieren kannst. Besonders im Rahmen einer Diät können 2-3 g zusätzliches Leucin zwischen den Mahlzeiten helfen, Muskelmasse zu erhalten.

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