Eiweiss
Eiweiss ist ein Nährstoff. Eiweiss besteht aus sehr großen Molekülen, die ihrerseits aus Aminosäuren zusammengesetzt sind. Sie sind die Grundbausteine allen Lebens. Eiweiss erfüllt in allen Bereichen des Körpers wichtige Aufgaben verschiedenster Art.
Eiweiss wird auch noch Protein genannt und bestehen aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff. Eiweisse können dazu noch andere Elemente wie Schwefel und Selen beinhalten. Eiweisse gehören zu den Grundbausteinen aller Zellen. Eiweisse verleihen der Zelle nicht nur Struktur, sondern sind die molekularen „Maschinen“, die Stoffe transportieren und Signalstoffe erkennen.
Bausteine der Eiweisse sind die eiweiss – aufbauenden Aminosäuren, die durch Peptidbindungen zu Ketten verbunden sind. Beim Menschen handelt es sich um 21 verschiedene Aminosäuren. Die Länge der Aminosäureketten reicht von 2 bis über 1000 Aminosäuren, wobei man eigentlich Aminosäureketten mit einer Länge von 2 bis 100 Aminosäuren als Peptide bezeichnet und erst bei einer Aminosäurenanzahl von mehr als 100 von Proteinen, also von Eiweissen, spricht.
Das Wort Protein wurde 1838 von Jakob Berzelius von dem griechischen Wort proteuo („ich nehme den ersten Platz ein“, von protos, „erstes“, „wichtigstes“) abgeleitet. Es soll die Bedeutung der Eiweisse für das Leben unterstreichen.
Bedeutung von Eiweiss für den Organismus:
Eiweisse (Proteine) bilden neben den Kohlenhydraten und den Fetten den Hauptbestandteil der menschlichen Nahrung. Während die Fette in der Kost zeitweilig fehlen können, benötigt der Körper eine ständige Zufuhr von Eiweiss, da er selbst kein Eiweiss synthetisieren kann. Der menschliche Körper besteht zu 15 bis 20 % aus Eiweiss, das einem ständigen Auf- und Abbau unterliegt. Eiweiss enthält im Gegensatz zu Fetten und Kohlenhydraten Stickstoff und Schwefel, die für den Körper essentielle Elemente darstellen.
Da die mit der Nahrung aufgenommenen Eiweisse eine andere Aminosäurenkombination haben, als das Eiweiss im menschlichen Körper, werden Eiweisse im Darm durch Enzyme in ihre Bestandteile (Aminosäuren) zerlegt. Nach Passieren der Darmwand werden sie im Körper wieder entsprechend der Anforderung des Körpers neu zusammengesetzt.
Die Aufgaben des Eiweiss im Organismus sind vielfältig:
- Als Struktur - Eiweiss bestimmen sie den Aufbau der Zelle und damit letztlich die Beschaffenheit von Geweben, beispielsweise der Haarstruktur, und den gesamten Körperaufbau.
- Als Enzyme ermöglichen und beschleunigen Eiweisse chemische Reaktionen.
- Als Ionenkanäle regulieren Eiweisse die Ionenkonzentration in der Zelle sowie die Erregbarkeit von Nerven und Muskeln
- In den Muskeln verändern bestimmte Proteine ihre Form und sorgen so für die Kontraktion der Muskeln und damit für Bewegung.
- Als Transport - Eiweisse übernehmen sie den Transport körperwichtiger Substanzen wie z.B. Hämoglobin, das im Blut für den Sauerstofftransport zuständig ist.
- Speicherproteine, z.B. Ferritin speichert Eisen.
- Manche (meist kleinere Eiweisse) steuern als Hormone Vorgänge im Körper.
- Als Antikörper dienen sie der Infektionsabwehr.
Denaturierung von Eiweiss
Sowohl durch chemische Einflüsse, wie zum Beispiel Säuren, Salze oder organische Lösungsmittel, als auch durch physikalische Einwirkungen, wie hohe oder tiefe Temperaturen oder auch Druck, kann sich Struktur von Proteinen ändern, ohne dass sich die Reihenfolge der Aminosäuren (Primärstruktur) ändert. Dieser Vorgang heißt Denaturierung und ist in der Regel nicht umkehrbar; der ursprüngliche räumliche Aufbau kann nicht wiederhergestellt werden. Bekanntestes Beispiel dafür ist das Eiweiss im Hühnerei, das beim Kochen fest wird, weil sich der räumliche Aufbau der Eiweiss - Moleküle geändert hat. Der ursprüngliche flüssige Zustand kann nicht mehr hergestellt werden. Menschen denaturieren ihre Speisen, um sie leichter verdaulich zu machen. Durch die Denaturierung ändern sich die physikalischen und physiologischen Eigenschaften der Eiweisse, wie z.B beim Spiegelei, das in der Pfanne denaturiert wird. Hohes Fieber kann daher lebensgefährlich werden: Durch eine zu hohe Temperatur werden körpereigene Proteine denaturiert und können somit ihre Aufgaben im Organismus nicht mehr erfüllen. Einige Proteine der roten Blutkörperchen denaturieren beispielsweise bereits bei 42 °C. Dabei ist das Fieber wichtig da Fremdkörper, schon bei geringeren Temperaturen denaturieren.
Eiweiss - Mangel
Eiweiss hat eine große Anzahl von Aufgaben in unserem Körper. Ein erwachsener Mensch benötigt etwa 1 Gramm Eiweiss pro Kilogramm Körpergewicht am Tag. Es dient zum Aufbau und zum Erhalt der Körperzellen, auch zur Heilung von Wunden und Krankheiten. Eiweissmangel führt, besonders im Wachstumsalter, zu körperlicher und auch zu geistiger Unterentwicklung. Die Leistungsfähigkeit und die Widerstandsfähigkeit gegenüber Infektionen sinken bei ungenügender Eiweiss-Zufuhr.
Zu Eiweiss - Mangel kommt es in den Industrieländern allerdings höchst selten und auch nur bei extrem proteinarmen Ernährungsformen. Die durchschnittliche deutsche Mischkost dagegen enthält mit 100 Gramm Eiweiss pro Tag genug Proteine. Allerdings ist, Studien zufolge, Muskelaufbau durch Krafttraining bei Zunahme von weniger als 1 Gramm Eiweiss pro Kilogramm Körpergewicht am Tag kaum möglich.
Ein Eiweiss - Mangel kann schlimme Folgen haben:
- Haarausfall (Haare bestehen zu 97-100% aus Eiweiss)
- Antriebsarmut
- Im schlimmsten Fall kommt es zur Eiweissmangelkrankheit Kwashiorkor. Menschen (meist Kinder), die an Kwashiorkor leiden, erkennt man an ihren dicken Bäuchen. Der Organismus versucht durch Wasser den Eiweissmangel abzudecken, sodass sich das Wasser nach einiger Zeit im Körper ablagert (Ödem).
Weitere Symptome für einen Eiweiss - Mangel sind:
- Muskelschwäche
- Wachstumsstörungen
- Fettleber
- Ödeme
Eine ständig überhöhte Zufuhr von Eiweiss kann den Stoffwechsel und die Niere über die Maßen belasten und langfristig zu Erkrankungen führen. Eine stark erhöhte Zufuhr von Eiweiss sollte mit einer gesteigerten Flüssigkeitsaufnahme einhergehen, da bei der energetischen Verwertung von überschüssigem Eiweiss Harnsäure entsteht.
Bei Überschuss von Eiweiss in der Nahrung wird das Zuviel an Eiweiss verbrannt. Der Energiegehalt von Eiweiss entspricht in etwa 4,2 kcal pro Gramm. Körper-Eiweiss speichert wie Körper-Fett Energie. Es wird aber nur im Notfall, d.h. bei Mangel an Kohlenhydraten und Fetten (z.B. bei einer Reduktionsdiät), zur Energiegewinnung herangezogen. In diesen Fällen werden die MuskelEiweissstoffe abgebaut. Daraus resultiert ein hoher Gewichts- und Muskulaturverlust, da Muskelmasse nur zu 20% aus Eiweiss besteht.
Eiweiss in Lebensmitteln
Lebenswichtig ist nicht das Eiweiss selbst, sondern die Bausteine des Eiweiss, die Aminosäuren. Bei der Aufnahme von Eiweiss kommt es daher nicht nur auf die Menge, sondern auch auf die Art bzw. Zusammensetzung der Eiweisse an. Aus den aufgenommenen Eiweissen baut der Körper unterschiedlich viel Eiweiss auf.
Wie bereits erwähnt, zerlegt der Organismus die Eiweisse in ihre Bestandteile, um später aus diesen verschiedenen Teilen die benötigten Eiweisse zu bauen. Wie bei einem Bausatz können die einzelnen Eiweisse nur produziert werden, wenn alle Teile in den benötigten Mengen vorhanden sind. Aus diesem Grund müssen die Aminosäuren, die der Körper nicht selbst herstellen kann, in bedarfsdeckenden Mengen zugeführt werden. Biologische Wertigkeit von Eiweiss.
Obwohl speziell Fleisch, Fleischwaren und Eier Eiweiss von hoher biologischer Wertigkeit enthalten, sollte der Eiweissbedarf nicht überwiegend mit diesen Lebensmitteln gedeckt werden, weil sie gleichzeitig Fett und Cholesterin enthalten.
Gute Lieferanten von Eiweiss sind auch Milch und Milchprodukte, Fisch, Brot, Sojabohnen, Getreideflocken, Hülsenfrüchte und Kartoffeln.
Obwohl das tierische Eiweiss für den Menschen hochwertiger ist (d.h. dem menschlichen Eiweiss ähnlicher), sind pflanzliche Eiweiss - Lieferanten wie Soja, Hülsenfrüchte (Linsen, Erbsen, Bohnen), Hafer, Dinkel, Hirse und Kartoffeln zu bevorzugen. Sie enthalten kein Cholesterin und - bis auf wenige Ausnahmen - weniger Fette. Tierische und pflanzliche Lieferanten von Eiweiss ergänzen sich sehr gut, z.B. Kartoffeln mit Ei, Getreide mit Milch oder Kartoffeln mit Milchprodukten. So wird die Ernährung biologisch höherwertig - mit weniger Fett, Cholesterin, mehr komplexen Kohlenhydraten, verdauungsfördernden Ballaststoffen und weniger Kalorien.
Eiweiss - Lieferanten
Nahrungsmittel mit einem hohen Gehalt an Eiweiss sind:
- Fleisch
- Fisch
- Eier
- Milchprodukte (Käse)
- Nüsse
- Getreide
- Hülsenfrüchte (Soja: 36%)
- Kartoffeln (Aminosäuren).