BCAA´s – The missing link in der Sporternährung
Neben Creatine und Protein sind die „verzweigtkettigen = branched chain amino acides, kurz: BCAA´s (L-Leucine, L-Valine, L-Isoleucine) und Glutamin die Lieblings-Supplements der Leistungssportler, wobei dies – vor allem für die BCAA´s auch mit gutem Recht so ist.
Ernährungsphysiologie:
Die BCAA´s sind essentielle (unbedingt notwendige) Aminosäuren, die überwiegend zum Aufbau von Köperproteinen bzw. Körpergewebe gebraucht werden. Während andere essentielle Aminosäuren großteils auch für den Aufbau von biologisch aktiven Molekülen (Hormone etc.) benutzt werden, sind die BCAA´s wirklich hauptsächlich „Baumaterial“ von Körpergeweben (Muskeln, Organe usw.).
Dementsprechend ist eine ausreichende BCAA-Versorgung unbedingt notwendig um den Aufbau und Erhalt des Muskelgewebes (35% der kontraktilen Proteine der Muskulatur bestehen aus BCAA´s) zu gewährleisten.
Sie sind aber nicht nur das reine Baumaterial für Körperzellen, sondern sie unterstützen bzw. forcieren den (Muskel) Zellaufbau auch durch ihre so genannte „insulogene Wirkung“, indem sie unabhängig von Kohlenhydraten die Synthese des anabolsten Hormones Insulin verbessern.
Gleichzeitig sind die BCAA´s auch „antikatabol“ indem sie, besonders bei einem Glykogenmangel über den Glukose-Alanine-Zyklus, zu nichtessentiellen Aminosäuren, vor allem Alanin, aber auch zum essentielle Glutamin endogen, also vom Organismus selbst, umsynthetisiert werden. Auf diese Weise muss der Organismus nicht, bereits mühsam aufgebaute und eingelagerte Körperproteine und Aminosäuren, abbauen, sondern kann seine bestehende Substanz konservieren (anitkataboler Effekt) und den Aminosäurebedarf durch die oral zugeführten BCAA´s abdecken. Oral zugeführte BCAA´s sind also unter bestimmten Umständen, wie sie vor allem bei hochintensiver körperlicher Belastung (Leistungssport) und bei Stress-Situationen vorkommen, glutamin-, alanin-, körperprotein- und damit ganz allgemein körpersubstanzsparend, was man als „antikatabol“ bezeichnet.
Anstatt hier auf die ernährungsmedizinischen BCAA-Vorteile bezüglich Herz-Kreislauf-System, Immunsystem, Krebsschutz, Leberzirrose, Cachexia, ALS, chronisches Müdigkeitssyndrom usw. näher einzugehen, wollen wir uns eine weitere, diesmal mentale „Power-Eigenschaft“ der BCAA´s ansehen. Auch auf die kürzlich bekannt gewordenen Fettverbrennungseigenschaften hoher BCAA´s Verzehrmengen, wobei interessanter Weise vor allem das (braune) Fett, das sich am Bauch anlagert, offensichtlich schneller verbrannt wird, wollen wir hier nicht näher eingehen, das die in der Studie verzehrte BCAA-Menge einfach zu hoch für die tägliche Praxis ist.
Die orale Supplementation von BCAA´s (bes. L-Leucine) kann mentalen Ermüdungserscheinungen (Konzentrationsschwäche, langsamere Reflexe, nachlassende „Spritzigkeit etc.) die durch längere hochintensive körperliche Belastung unweigerlich auftreten, deutlich abmildern bzw. hinauszögern. Dabei spielt der oben erwähnte Glukose-Alanine-Zyklus nur eine untergeordnete Rolle, vor allem ist die „Agilität“ von L-Leucine an der Blut-Hirn-Schranke hier entscheidend.
Durch intensive körperliche Belastung werden sog. Ermüdungstransmitter vor allem Serotonin aktiviert. Da durch die körperliche Belastung (was direkt nachmessbar ist) der Anteil von BCAA’s, Alanine, Glutamine, Arginine und Taurine im Blutpool sinkt (vor diese Aminosäuren werden während der Belastung oxidiert) entsteht ein Überschuss anderer Aminosäuren, vor allem an Tryptophan im Blut. Das meiste Tryptophan im Blutpool nicht „frei“ und hochaktiv, sondern an Albumine gebunden (wobei dieser Bindungsgrad vor allem durch die im Blut vorhandenen langkettigen Fettsäuren gesteuert wird) und hat in gebundener Form nur minimale Auswirkung auf Serotonin. Bei körperlicher Belastung erhöhen sich, zusätzlich zum entstehenden Tryptophan-Überschuß, auch die langkettigen Fettsäuren im Blut, was die Bindung des Tryptophans an die Albumine reduziert und dann einen massiven Überschuß an freiem Tryptophan mit starker Serotoninaktivität bzw. mentaler Ermüdung nach sich zieht.
Nun setzt die „Agilität“ der BCAA´s ein, Tryptophan und die BCAA´s konkurrieren beim Eintritt ins Gehirn (an der Blut-Hirn-Schranke) um die selben Aminosäuren-Carrier, wobei besonders L-Leucine diese Carrier sehr massiv belegt bzw. die anderen Aminosäuren „abdrängt“. Durch die orale Supplementierung kurz vor und während der Belastung kann das Absinken der BCAA´s im Blutpool vermindert oder gar abgefangen werden, die BCAA´s – vor allem Leucine – belegen die Carrier und Tryptophan kann seine Serotoninaktivierung bzw. die folgende mentale Ermüdung nicht voll zum Tragen bringen, was wiederum in einer höheren bzw. längeren mentalen Leistung resultiert.
Studien und Praxis:
Für die Effektivität der oben beschriebenen BCAA-Funktionen gibt es widersprüchliche Studien, mit anderen Worten in einigen Studien sind die Eigenschaften nachgewiesen und andern wurden sie nicht festgestellt. Betrachtet man diese Studien jedoch aus der sportlichen Praxis, dann ist ganz eindeutig festzustellen, dass die negativen Studien zum Großteil an der Wirklichkeit vorbeigehen bzw. ganz speziell gestaltet waren und nicht einfach auf andere Sportarten übertragen werden können. Beispielsweise wurde die Verbesserung der Ermüdungsresistenz bei einer Studie im Ausdauersport nicht bei normalem Wetter, sondern nur unter starker Hitze festgestellt. In der Praxis, ist diese BCAA-Eigenschaft aber vor allem im Fußball, Boxen, Karate, also Schnellkraft-Ausdauersportarten besonders gut erkennbar, was per Studie noch nie untersucht wurde. Andere theoretische Ansätze sind, dass ein Kraftsportler (wobei man einen Gewichtheber vor Augen hat) eigentlich gar nicht so viele BCAA´s verbraucht (ein Ausdauersportler verbraucht viel mehr) und eine Supplementierung im Kraftsport sinnlos sei. In der Tat sind BCAA´s für einen Gewichtheber, der alle 3 – 5 Minuten ein, zwei oder drei schwere Hebungen macht, relativ sinnlos, aber bei einem Ringer, Bodybuilder, ja sogar bei einem Radfahrer kann man schon nach 5 Minuten Belastung einen deutlichen Abfall von L-Leucine im Blutpool nachmessen, was eine BCAA-Supplementierung äußerst sinnvoll macht.
Insgesamt sind eine BCAA-Supplementierung in der sportlichen Praxis sicherlich die wichtigste und sinnvollste Aminosäure-Supplementierung und zwar wesentlich effektiver als etwa eine Glutamin-, Taurin-, Arginine- oder sonstige Supplementierung, wobei letztgenannte Aminosäuren – allerdings in kleineren Mengen - durchaus auch als sinnvoll zu betrachten sind.
Effizient einer BCAA-Supplementierung:
Eine BCAA-Supplementierung in Form von relativ hohen Mengen (5 bis 20g) FREIER BCAA´s ist extrem effizient (effizienter als die Supplementierung aller anderen Aminosäuren) und das hängt mit folgenden zwei einzigartigen Eigenschaften dieser verzeigtkettigen Aminosäuren zusammen.
Zunächst gelangen oral verzehrte freie BCAA´s direkt und schnell (in 10 - 15 Minuten) völlig unverändert in den Blutpool und stehen dann sofort für funktionelle Prozesse zur Verfügung. Alle anderen Aminosäuren sind wesentlich schlechter bioverfügbar und gelangen erst auf dem Umweg über die Leber, wo sie zeit- und energieaufwendig zu allen möglichen Substraten umsynthetisiert werden, in den Blutpool. Nebenbei bemerkt: Oft ist eine hochdosierte BCAA-Supplementierung (BCAA´s sind ja u.a. glutaminsparend), zur Aufrechterhaltung eines hohen Glutaminlevels, effektiver als eine direkte orale Glutaminsupplementierung, da letzteres nur in kleinen Mengen und nach längerer Zeit aus der Leber ins Blut gelangt.
Wie schnell und effektiv die BCAA´s sind, zeigt die Tatsache, dass selbst bei einer normalen Proteinmahlzeit (egal ob Proteindrink, Fleisch-, Milch-, Soja- oder sonstigem Verzehr), worin die BCAA´s nicht einmal in freier Form vorliegen, als erstes im Blutpool erscheinen. Nach der Verdauung der Mahlzeit sind 70% der im Blut erscheinenden Aminosäuren BCAA´s, die direkt in die Muskulatur gelangen können. Misst man 3 Stunden nach der Mahlzeit die in den Muskelzellen aufgenommenen Aminosäuren, dann sind dies zu zwischen 50 - 90% BCAA´s und der Rest verteilt sich auf die 15 anderen essentiellen und semiessentiellen Aminosäuren.
Der zweite große Vorteil einer „free form BCAA-Supplementierung“ liegt in der Neutralität der isolierten BCAA´s gegenüber proteinoxidativen enzymatischen Körperprozessen. Da vor allem Whey Protein fast 25% BCAA´s (bei sehr guten Whey Protein Hydrolysaten sogar in freier und peptidgebundener Form) enthält und diese Aminosäuren beim Whey Protein etwa nach 45 Minuten, bei Whey Protein Hydrolysaten (aber nur echten Hydroysaten und nicht dem üblicherweise als Hydrolysat angebotenen Proteintabletten mit kleinem Hydrolysatanteil) schon nach 15 Minuten im Blutpool sind, wird oft der Verzehr solcher Supplements vor dem oder während des Trainings empfohlen. DIESE EMPFEHLUNG IST GRUNDVERKEHRT - DENN...
Während die freien isolierten BCAA´s, selbst in der für anabole bzw. antikatabole Funktionen benötigten hohen Menge von mindestens 5g, besser 10 - 20g, die sog. proteinoxidativen Körperenzyme nicht aktivieren, würde die für diese BCAA-Menge notwendige Whey Zufuhr von mindestens 20 bis 80 Gramm sofort proteinoxidative und damit (katabole) Abbauprozesse bewirken. Wie in dem Artikel „Proteine für maximalen Muskelaufbau“ (siehe unter Studien) ausführlich erklärt ist, würde die mit dem Whey Protein in den Blutpool eingeschleuste hohe Menge der anderen Aminosäuren sofort Körperenzyme aktivieren, welche die sich im Blutpool befindlichen Aminosäuren zu energetischen Zwecken oxidieren bzw. abbauen würden.
Anders ausgedrückt, der Verzehr von den zur ausreichenden BCAA-Versorgung notwendigen Mengen Whey Protein würde zwar die BCAA´s mehr oder weniger schnell liefern, aber gleichzeitig auch den Aminosäureverbrauch des Organismus stimulieren, so dass bestenfalls gar nichts bezüglich einer positiven Aminosäurebilanz im Blutpool übrig bleibt oder schlimmstenfalls sogar mehr Aminosäuren verbraucht, als zugeführt würden. Auf ein weiteres Problem, nämlich die Belastung des Organismus mit nicht gebrauchten Aminosäuren, die ausgeschieden werden müssen, wollen wir hier nicht eingehen (vergl. dazu auch den Artikel „Proteine für maximalen Muskelaufbau“).
Eine sinnvolle relativ hochdosierte BCAA´s Substitution kurz vor oder während des Trainings ist also nur mit den freien und isolierten BCAA´s, die sehr schnell „nur“ diese anabolen und katabolen Aminosäuren in den Blutpool bringen und keinen Aminosäurenmehrverbrauch verursachen, möglich, da nur in diesem Falle die zusätzlich oral verzehrten BCAA´s wirklich für die notwendigen Funktionen benutzt werden.
Konkurrenzverhalten der BCAA´s bei der Resorption
Die BCAA´s und hier wieder besonders L-Leucine sind nicht nur beim Wettstreit um die o.g. Carrier an der Blut-Hirn-Schranke, beim Eindringen in den Aminosäurepool des Blutes und bei der Aufnahme in die Muskelzellen „stärker“ als alle anderen Aminosäuren, sie können sich sogar schon bei an den Resorptionszellen im Darm vor die anderen Aminosäuren drängen. Leucine kann sogar, wenn es in zu hohem Anteil im BCAA-Supplement vorliegt UND die Verzehrmenge des Supplements zu hoch ist (beide Kriterien müssen erfüllt sein!), die BCAA´s Valine und Isoleucine – und natürliche erst recht alle anderen Aminosäuren - von den Resorptionsrezeptoren verdrängen, so dass diese nicht in ausreichender Menge in den Organismus gelangen.
Diese Tatsache, aber auch der eigentlich nie genau zu klärende Bedarf verschiedener Aminosäuren in gewissen Lebens- bzw. Belastungslagen, der ja u.a. auch von der täglichen Proteinzufuhr, den Wachstumsprozessen, der Belastung und vielem mehr abhängt (vergl. auch hier den Artikel „Proteine für maximalen Muskelaufbau“), machen „Standart-Empfehlungen“ für die Zusammensetzung und die Verzehrmengen (Dosierangaben) von BCAA-Supplement äußerst schwer, um nicht zu sagen unmöglich.
Im Sport hat man ursprünglich für lange Zeit die aus der „Leber- und Niereninsuffizenz“ stammende ernährungsmedizinischen Erkenntnisse übernommen und empfiehlt 2 Teile Leucine, 1 Teil Valine und 1 Teil Isoleucine als „optimale“ Zusammensetzung bei einer Verzehrmenge von 5 bis zu 20 Gramm pro Tag. Diese Empfehlungen haben sich in der sportlichen Praxis auch bewährt und die Erfolge solcher Supplements (vorausgesetzt sie enthalten wirklich das was auf dem Etikett steht – was nicht immer der Fall ist) sind gut. Problematisch bzw. nicht so optimal ist, dass diese BCAA-Formulars auf Basis des, bei solchen Krankheitsfällen ja notwendigen, geringen täglichen Proteinverzehrs und keiner besonders hohen körperlichen Belastung (was bei Leistungssportlern natürlich ganz und gar nicht der Fall ist), entwickelt wurden. So sind die klassischen so genannten 2:1:1-BCAA-Formulars sicher gut, aber bei weitem nicht optimal.
Neuere und vermehrte Erkenntnisse über Sporternährung, Substratbedarf im Leistungssport haben mittlerweile optimalere bzw. dem Leistungssport angepasste BCAA-Supplements hervorgebracht. Bei diesen Supplements ist der hohe Leucinebedarf und der Leucineverlust über den Glukose-Alanine-Zyklus mitberechnet und sie enthalten neben einem höheren Leucinanteil auch Alanine und weitere unterstützende Co-Substrate wie B-Vitamine, steroidale Pflanzenextrakte und teils Alpha-Liponsäure.
Zur Zeit laufen international (die EU-Erweiterung macht auch für mittelständische Unternehmen wissenschaftliche Forschung wieder bezahlbar) neue Entwicklungen, bei denen kleinere Mengen (10g) Whey-Soja-Hydrolysat (diese kleinen Mengen bewirken noch keine Aktivierung proteinoxidativer Körperenzyme) mit verschiedenen BCAA Formulars und einigen Co-Substraten getestet werden. Solche Entwicklungen sind viel versprechend, vor allem deswegen, weil kurzkettige Peptide bioaktiv sind und über andere Rezeptoren als freie Aminosäuren in den Blutpool gelangen und sich nicht gegenseitig behindern.
Die Praxis der (BCAA) Supplementierung im Sport
Zunächst muss klargestellt werden, dass ein BCAA-Supplement kein Protein oder eine Mahlzeit ersetzen soll, sondern nur zusätzlich den trotz guter Proteinversorgung kurzfristig entstehenden Aminosäurebedarf decken.
Üblicherweise sollte eine gute ausgewogene Ernährung und eines der modernen All-in-One Nachtrainingssupplements (aber es muss wirklich gut sein und alles enthalten was zur Deckung des Substratverbrauchs im Training notwendig ist) die Basisversorgung für den Sportler sein. In gewissen Fällen, etwa wenn der Athlet durch seine (unregelmäßige) Lebens- bzw. Essensweise seinen Protein-, Vitamin-, Mineralien-, Fettsäurebedarf nicht decken kann oder wenn es sich um einen „Hardgainer“, also einen „Dürren“ handelt, der sehr viele Nährstoffe „verbrennt“, kann man eventuell noch entsprechende Protein-, Vitaminsupplements oder sogenannte „Weight Gainer“ zur notwendigen Basisversorgung rechnen, da dann nur mit ihnen der Nährstoffbedarf gedeckt werden kann.
Was kann der Sportler dann noch mehr tun?
Zum einen kann er versuchen, den Substratverbrauch noch besser zu substituieren oder den Verbrauch schon beim Entstehen drosseln. Selbst das beste All-in-one Nachtrainingssupplement kann aus Preis- aber vor allem Geschmacksgründen den Substratverbrauch, insbesonders an BCAA´s nicht ganz kompensieren. Ein solches Produkt kann übrigens auch nicht spezifische individuelle Anforderungen abdecken (was, wie eben gesagt, eventuell andere Supplements zur Basisversorgung notwendig macht), denn der Hardgainer braucht mehr Kohlenhydrate, der Softgainer weniger Kohlenhydrate und selbst die besten All-in-One´s können nur am Durchschnitts-Stoffwechsler ausgerichtet werden.
Zum anderen kann der Athlet aber auch durch Ergogenics, d.h. Substrate die nicht oder nur indirekt im Training verbraucht werden und oft nicht einmal Nährstoffe sind, aber allein durch ihr Vorkommen im Organismus bestimmte „ergogene = leistungsfördernde“ Funktionen auslösen. Meist – wahrscheinlich sogar immer, ist jedoch zur optimalen Wirkung solcher Ergogenics die Grundvoraussetzung, dass die Nährstoffversorgung möglichst optimal gesichert ist. Beispielsweise bringt es nichts eine Substanz wie ß-Edysteron oder HMB zu nehmen, wenn nicht einmal die Proteinzufuhr hoch genug ist, um den Bedarf zu decken.
Da eine optimale Nährstoffdeckung die Basis für Ergogenics ist und das Thema dieser Arbeit auch nicht Ergogenics, sondern BCAA´s sind, wollen wir im folgenden herausarbeiten, dass die BCAA´s oft der „missing link“ zur optimalen Aminosäureversorgung und damit zur Voraussetzung für optimale Leistungsfähigkeit, Muskelwachstum und Regeneration sind.
Wie oben gleich zu Anfang erläutert, ist eine optimale BCAA-Versorgung wünschenswert, bzw. wenn die maximale Leistungsfähigkeit angestrebt wird, sogar notwendig. Die beschriebenen anabolen und antikatabolen Effekte im und nach dem Training können nur initiiert werden, wenn genug BCAA´s dafür im Blutpool bzw. in dem Aminosäurepool des Körpers vorhanden sind.
Wie alle anderen Aminosäuren, führen wir auch die BCAA´s über das Protein in unserer Nahrung und evtl. zusätzlich über Proteinkonzentrate zu. Für den Normalverbraucher und den „Fitness-Menschen“, der zwei oder drei mal pro Woche ein, in seinen Augen vielleicht intensives, vom Standpunkt des Leistungssportlers jedoch leichtes Training absolviert, reichen die so zugeführten BCAA´s vollkommen aus.
Der Leistungssportler hat jedoch folgenden täglichen Aminosäuremehrbedarf:
Glutamin
10 bis 30 Gramm
BCAA´s
10 bis 20 Gramm
Arginin
5 bis 15 Gramm
Cystein
1 bis 2 Gramm
Carnitin
1 Gramm
Taurin
1 bis 2 Gramm
Dazu kommen noch weitere essentielle und semiessentielle Aminosäuren, deren Bedarf nicht genauer bekannt ist.
Dieser Mehrbedarf entsteht vor allem direkt während des Trainings durch belastungsbedingte Aminosäureverluste, aber auch durch einen gewissen Mehrbedarf für die nach dem Training einsetzenden anabolen Regenerationsprozesse. Der Abbau bzw. Verlust dieser Aminosäuren geschieht während der Trainingsbelastung so schnell und massiv, dass, ganz egal wie gut die Proteinversorgung auch ist, der Aminosäurepool des Körpers unweigerlich geleert wird.
Ein schnelles Auffüllen des Aminosäurepools oder gar die zusätzliche orale Zufuhr von Aminosäuren, welche noch im Training in den Blutpool gelangen und die Entleerung des Gesamtaminosäurepools des Körpers vermindern oder wenigstens verzögern, ist nur durch freie isolierte BCAA´s als Supplement möglich. In diesem Zusammenhang sei nochmals erwähnt, dass die BCAA´s als einzige Aminosäuren schnell genug und in ausreichend hoher Menge in den Blutpool gelangen und dass ein schnell bioverfügbares Whey Protein oder dessen Hydrolysat, wegen der proteinoxidativen Enzyme, nicht genug BCAA´s liefern kann.
Kommen wir nun zu unserer oben genannten Basisversorgung aus einer guten Ernährung und einem modernen All-in-One Nachtrainings-Supplement zurück. Durch diese Basisversorgung ist der Aminosäurebedarf während des Tages abgedeckt und die Aminosäureverluste durch die Trainingsbelastung können mit dem All-in-One WEITGEHEND abgedeckt werden.
Stockt man diese Basisversorgung mit einem guten BCAA-Supplement auf, das man kurz vor und/oder während der Trainingsbelastung in entsprechenden Mengen zuführt, dann wird aus dem „WEITGEHEND“ in den meisten Fällen schon „OPTIMAL“.
Die BCAA-Supplementierung vermindert ein zu starkes Entleeren des körpereigenen Aminosäurepools, was die beschriebenen positiven antikatabolen und ermüdungsresistenden Effekte im Training selbst bewirkt und sorgt zusätzlich dafür, dass der nunmehr weniger leere Aminosäurepool des Körpers durch die im All-in-One enthaltenen Aminosäuren schneller und vollständiger aufgefüllt wird.
Für viele Athleten, wobei wir jetzt einmal den Normalstoffwechsler, der sich gut ernährt (also keine Protein-, Vitamin- oder sonstigen Supplements zur Basisversorgung braucht) vorausetzen, zählt daher, neben seiner ausgewogenen Ernährung und einem guten All-in-One Nachtrainingssupplement auch noch ein gutes BCAA-Produkt, das mit dem All-in-One eine optimale Aufbausubstratzufuhr sichert, zur Basisversorgung.
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