Kraft und Sicherheit im Alter

Sojaprotein unterstützt den Aufbau von Muskelmasse und Muskelkraft und Spermidin aus der Sojapflanze, das die Proteinsynthese nahezu verdoppelt, beugen gemeinsam dem Muskelschwund und dem Sturzrisiko im Alter vor

Der Muskelabbau beginnt bereits zwischen dem 30. und 40. Lebensjahr. Unternimmt man nichts, hat man mit dem Erreichen des 80. Lebensjahres zwischen 30-50 % der Muskelmasse verloren. Anstelle der Muskeln bildet sich dann Fett- und Bindegewebe. Dieses stützt den Bewegungsapparat nicht. Dadurch büßen Betroffene einen großen Teil ihres zuvor selbstbestimmten Lebens ein. Denn alltägliche Aktivitäten wie das Aufstehen, Anziehen, Treppensteigen oder Einkaufen werden zum Kraftakt.

Ein Hauptmerkmal des Alterungsprozesses aus physiologischer Sicht ist die Abnahme der Kraftleistungsfähigkeit (1 bis 2% ab dem 50. Lebensjahr, 3% ab dem 70. Lebensjahr) (Delmonico MJ; Am J Clin Nutr 2009; 90:1579). Schwache Muskeln sind häufig die eigentliche Ursache für Stürze oder schwerwiegende Funktionsdefizite, wie zum Beispiel beim Aufstehen oder beim Treppensteigen. Je inaktiver der Lebensstil, desto frühzeitiger zeigen sich Muskelabbauprozesse (Narici MV; Br Med Bull 2010; 95:139), die mit einem erhöhten Risiko für körperliche Einschränkungen und vorzeitigen Tod einhergehen (Bianchi L; J Gerontol A Biol Sci Med Sci; 71:259). Verbunden mit dem Sturz, weil der Körper nicht mehr hinreichend durch Muskeln gestützt ist, sind Verletzungen und Brüche, die langwierige Heilungsprozesse nach sich ziehen können. Während des Heilungsprozesses ist man in seiner Beweglichkeit eingeschränkt und baut unweigerlich weiter Muskeln ab. Die Regeneration eines sarkopenen Menschen dauert oft fast doppelt so lang.

Kraft- und Funktionsverluste im Alter sind sehr oft das Ergebnis von Veränderungen in der Muskelqualität und weniger der Muskelmasse. Zu den potentiellen Mechanismen zählen unter anderem die alterstypische Infiltration des Muskels durch Fettgewebe, welche wiederum die Zellfunktion massiv stört, sowie die Akkumulation von Lipiden oder Fettsäuremetaboliten in der Muskulatur (Correa-de-Araujo R; Front Physiol 2017; 8:87).

Eine ausgeglichene Energiebilanz und die Menge an Protein, die über die tägliche Ernährung aufgenommen wird, haben großen Einfluss auf die Muskelmasse und -kraft.

Ein Krafttraining aktiviert darüber hinaus über verschiedene Signalkaskaden die Muskelproteinsynthese. Im Alter über 65 Jahre empfehlen US-Experten (2018 US Physical Activity Guidelines for Americans) ein multimodales Trainingsprogramm aus den Komponenten aerobe Aktivität, Muskelkräftigung und Balance (Piercy KL; JAMA 2018; 320:2020). Bei richtiger Dosierung und Gestaltung ist Krafttraining sicher und bis ins hohe Alter wirksam (Strasser B; Wien Klin Wochenschr 2009; 121:757). Ein regelmäßiges Krafttraining reduziert zudem das metabolische Risiko, das bei einer verminderten Muskelmasse im Alter erhöht ist (Strasser B; Obes Rev 2012; 13:578).

Die Zufuhr von 30 – 40 g hochwertigem Protein stellt eine angemessene Menge zur Optimierung der durch Training hervorgerufenen Muskelproteinsynthese bei Älteren dar.

Zu beachten ist, dass im Alter aufgrund der anabolen Resistenz höhere Mengen an Eiweiß benötigt werden, um den Muskel aufzubauen: mindestens 60 g Protein pro Tag, am besten pro Hauptmahlzeit 20-30 g (Breen L; Nutr Metab (Lond) 2011; 8:68; Moore DR; J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2015; 70:57).

Nach den aktuellen Richtlinien sollen nierengesunde alte Menschen mit Sarkopenie zur Aufrechterhaltung der Stickstoffbalance bzw. der fettfreien Körpermasse eine Proteinzufuhr von 1.2-1.5 g pro Kilogramm Körpergewicht pro Tag zu sich nehmen (Bauer J; J Am Med Dir Assoc 2013; 14:542). Eine proteinbetonte mediterrane Ernährung verzögert zudem den physischen Abbau im Alter und stellt damit eine Basisernährung für ein möglichst leistungsfähiges Altern dar (Capurso C; Nutrients 2019; 12:35).

So zeigte eine randomisierte Studie, dass Mediterrane Kost erstaunlich kardioprotektiv (Schutz der Kardiomyozyten) ist. Mittelmeerdiäten angereichert mit Nüssen und Olivenöl, haben gegenüber einer normalen fettarmen Kost im Hinblick auf das kardiovaskuläre Risiko einen entscheidenden Benefit gezeigt. (Medscape, Donnerstag, 1. Juli 2021).

Neben der Fettqualität sind sicherlich auch die anderen „guten“ Bestandteile von Nüssen, etwa Alpha-Linolensäure und Spermidin mit seinen antientzündlichen Eigenschaften in Walnüssen für die hohe Reduktion des kardiovaskulären Risikos von 30%, verantwortlich. Außer in Walnüssen ist Spermidin u.a. in Mandelkernen, Cashewkernen, Haselnüssen, Pinienkernen, Pistazien, Kürbiskernen und Erdnüsse enthalten.

Spermidin vermehrt die Bildung von anti-entzündliche T-Zellen und reduziert Entzündungszellen, induziert die Autophagie und verbessert die Funktion seneszenter menschlicher B-Zellen.

Autophagie ist die einzige Prävention gegen intrazelluläre Pathogene. Der autophagische Abbau ist somit ein Effektor-Mechanismus der angeborenen und der adaptiven Immunität, der gegen intrazelluläre Mikroben wirkt (Gabandé-Rodríguez E, M Gómez de Las Heras M, Mittelbrunn M (2019) Control of inflammation by calorie restriction mimetics: on the crossroad of autophagy and mitochondria. Cells 2019;9:E82.).

Quelle: Barbara Prüller-Strasser. Sarkopenie als Muskelinsuffizienz: Diagnose und Behandlung. Nutrition News. Nr.2,2021

 

“Der sicherste Weg zur Gesundheit ist es, jedem Menschen möglichst genau die erforderliche Dosis an Nahrung und Belastung zu verordnen, nicht zu viel und nicht zu wenig.”

(Plato 428-347 v. Chr.)

 

Soja die Perle der Gesundheit

Sojabohnen (Glycine max [L.] Merr.) sind die weltweit wichtigste Quelle von pflanzlichem Protein für menschliche Ernährung und Tierfütterung. Sie stammen ursprünglich aus China, wo sie im Nordosten des Landes (Mandschurei) vor 3000-4000 Jahren domestiziert wurden. Wildformen und zahlreiche genetische Ressourcen der Sojabohne sind bis heute in deren chinesischen Verbreitungsgebieten auffindbar. Gegenwärtig werden Sojabohnen weltweit auf über 120 mio ha angebaut, neben den nord- und südamerikanischen Ländern ist in Asien noch immer China das wichtigste Anbauland. Auch in Europa, wo die Sojabohne im Gefolge der Wiener Weltausstellung von 1873 vom österreichischen Agrarwissenschaftler Friedrich Haberlandt eingeführt worden war, werden Sojabohnen kultiviert, in Österreich betrug die Anbaufläche im Jahr 2019 etwa 69.000 ha.

Die Sojabohne wird in Asien wegen des hohen Proteingehalts und der hohen Qualität der Aminosäuren im Protein als „Fleisch des Feldes“ bezeichnet. Eine hohe Qualität bedeutet, dass das Sojabohnenprotein alle essentiellen Aminosäuren und damit die erforderliche Menge für die Proteinsynthese im menschlichen Körper bereithält.

 

Protein und essentielle Aminosäuren

Im Vergleich zu Getreide sind Sojaproteine reich an der essentiellen und ernährungsphysiologisch besonders wichtigen Aminosäuren Lysin, erforderlich für Modifikationen der Histon-Arme, und Leucin, wogegen die Gehalte an den ebenfalls essentiellen schwefelhältigen Aminosäuren Methionin und Cystein niedriger als in Getreide sind. An freien Aminosäuren liegt vor allem Arginin vor, daneben sind dies auch Phenylalanin, Valin, Asparagin, Glutaminsäure und Asparaginsäure.

Gehalt an Protein und essentiellen Aminosäuren in Gramm (g)  je 100 g ausgewiesener Portion
Tagesbedarf (70 kg)
Protein	Lys	Met	Leu	Ile	Trp	Thr	Phe	Val	His
58 g	2,1	0,7	2,7	1,4	0,3	1,1	1,8	1,8	0,7
Sojamehl entfettet in g
51,5	3,1	0,6	3,8	2,3	0,6	2,0	2,5	2,3	1,3
Erbsen, reife Samen, gekeimt, roh, in g
8,8	0,4	0,1	0,4	0,2	0,2	0,2	0,3	0,2	0,2
Buchweizen, Vollkorn, in g
12,6	0,6	0,2	0,8	0,5	0,2	0,5	0,5	0,6	0,3
Weizen, hart, in g
13,7	0,3	0,2	0,9	0,5	0,2	0,4	0,7	0,6	0,3
Kürbiskerne, getrocknet, in g
30,2	1,2	0,6	2,4	1,3	0,6	1	1,7	1,6	0,8
Quelle: USDA und https://vegane-proteinquellen.de/aminosaeuregehalt-lebensmittel/
Molke in 100 ml ist der Anteil Milchprotein 3,3g = 0,6g Molkenprotein (0,6g) in g
0,6	0,33	0,08	0,37	0,22	0,07	0,26	0,13	0,22	0,07
Quelle: Milag milchwirtschaftliche Arbeitsgemeinschaft, Rheinland-Pfalz-Saar e.v. https://milkdigestion.com/References/FAO%20WHO_protein%20quality%20evaluation.pdf

 

Freie Aminosäuren sind die Grundbausteine der Proteinsynthese. Bei der ADP-Ribosylierung von Proteinen als posttranslationale Proteinmodifikation, wird entweder Mono-ADP-Ribose oder Poly-ADP-Ribose an Proteine gekoppelt. Bei der Mono-ADP-Ribosylierung werden von ADP-Ribosyl-Transferasen ADP-Ribosyl-Anteile von NAD⁺ (Nicotinamidadenindinucleotid) meist N-glykosidisch an Arginin-, Asparagin-, Lysin- oder Diphthamid, eine von Histidin abgeleitete Aminosäure, als Akzeptoraminosäuren gebunden. ADP-Ribosylierung kann zu einer Änderung der Proteinaktivität führen und ​​ist an der DNA-Reparatur und Apoptose beteiligt.

Quelle: Oommen AM, Griffin JB, Sarath G, Zempleni J. Roles for nutrients in epigenetic events. J Nutr Biochem. 2005;16(2):74‐77.

Eine hohe Protein-Qualität bedeutet, dass damit alle essentiellen Aminosäuren und damit die erforderliche Menge für die Proteinsynthese im menschlichen Körper bereitgestellt werden. Essentielle Aminosäuren in Sojabohnen erfüllen diese Kriterien vollständig und dies bedingt, dass der Aminosäure-Score von Sojabohnen 100 beträgt.

Die Quantität der Proteinsynthese hängt von Angebot der unzureichendsten Aminosäure ab, da diese Aminosäure nicht durch eine andere Aminosäure ersetzt werden kann.

Der „amino acid score“ (AAS) steht zur ernährungsphysiologischen Beurteilung der Proteinqualität zur Verfügung. Er berücksichtigt den Gehalt der limitierenden Aminosäure im Testprotein, dividiert durch den Gehalt dieser Aminosäure in einem Standardprotein (meist Vollei-Protein bzw. Casein).

Sojapeptide sind niedermolekulare Peptide, die durch Hydrolyse von Sojaproteinen mit Enzymen hergestellt werden. Sojapeptide können aufgrund des geringen Molekulargewichts resorbiert werden, ohne dass die Verdauung belastet wird. Nach einigen Studien wird die Form von Dipeptiden und Tripeptiden, bei denen es sich um Peptide handelt, die zwei bzw. drei Aminosäuren binden, leichter und schneller resorbiert als einzelne Aminosäuren (Adibi et al., 1974, Minami et al., 1992, Maebuchi et al., 2007). Darüber hinaus konnte die Aufnahme von Sojapeptiden aus der täglichen Ernährung über einen längeren Zeitraum die Muskelkraft älterer Menschen verbessern und auch Muskelschäden bei Sportlern verringern (Shinkai et al., 2009, Masuda et al., 2007). 2001).

 

Leucinreiche Proteingaben führen zur Verbesserung der Muskelproteinsynthese 

Die essentielle Aminosäure Leucin, ist der Bedarf für ältere Menschen signifikant höher als bisher empfohlen, nämlich 78.5 mg/kg Körpergewicht pro Tag (Szwiega; S; Am J Clin Nutr 2021; 113:410), und ist für den anabolen Effekt verantwortlich (Devries MC; Am J Clin Nutr 2018; 107:217; Murphy CH; Am J Clin Nutr 2016; 104:1594). Zusätzlich stimuliert Leucin nach einem Krafttraining den Wachstumsregulator mTOR (Drummond MJ; J Appl Physiol 2009; 106:1374).

mg Leucin/100g Lebensmittel www.vitalstoff-lexikon.de
MOLKE	96
MAGERMILCH	340
KUHMILCH und BUTTERMILCH	350
SOJABOHNEN	2840

 

 

Plasmaleucin-Konzentration und Muskelprotein-Synthese

Leucinreiche Proteingabe führen zur Verbesserung der Muskelproteinsynthese bei alten Ratten (Rieu et al. Nutrition 2007).

 

Generell wird jedoch davon ausgegangen, dass eine Leucinanreicherung bei älteren Menschen einen potenziell positiven Effekt auf den Muskelstoffwechsel hat und dass es für diese Wirkung eine minimale Dosis braucht. Kürzlich konnte nachgewiesen werden, dass die Zufuhr von β-Hydroxy-β-Methylbutyrat (HMB), eines Aminosäuremetaboliten von Leucin, die Proteinsynthese steigert und die Muskelkraft sowie die Körperzusammensetzung bei älteren Erwachsenen verbessert. HMB aktiviert den mTOR- («mammalian target of rapamycin») -Signalweg im Muskel. Da nur ein Bruchteil des zugeführten Leucins auf dem Stoffwechselweg zu HMB umgewandelt wird, bietet sich die direkte Supplementation als aussichtsreiche Alternative an, um pharmakologische Wirkspiegel zu erreichen. HMB entfaltet seine Wirkung durch protektive, antikatabole Mechanismen, die direkt auf die Eiweißsynthese einwirken. HMB stabilisiert auch die Muskelzellmembran und moduliert den Eiweißabbau.

Die tägliche Zufuhr von 2 g HMB zusammen mit Arginin und Lysin bewirkte in einer Studie über 12 Wochen eine Verbesserung von körperlicher Leistungsfähigkeit, Muskelkraft, fettfreier Masse und Eiweißsynthese bei körperlich inaktiven älteren Frauen. Eine andere Studie bei hospitalisierten, mangelernährten alten Menschen konnte nachweisen, dass durch eine Supplementation mit hohem Eiweiß- und HMB-Gehalt die Mortalität nach Krankenhausentlassung gesenkt sowie der Ernährungszustand verbessert wurde. Ähnlich wie Leucin erscheint HMB auch als aussichtsreich, wenn suboptimale Mengen von Eiweiss aufgenommen werden, und ist ein vielversprechender Kandidat für Ernährungsinterventionen gegen Sarkopenie (Halid Bas Quelle: Landi F et al.: Protein intake and muscle health in old age: from biological plausibility to clinical evidence. Nutrients 2016; 8: 295FORTBILDUNG ARS MEDICI19 ■ 2016).

 

Sojaprotein und Spermidin sorgen für den Erhalt von Erhalt von Muskelmasse und Muskelkraft

Da es beim Altern zu keinem kompensatorischen Eiweißaufbau kommt, ist die Verhütung eines Muskelschwunds im Alter (Sarkopenie) durch die Förderung der Muskeleiweißsynthese ein sinnvolles Ziel ist.

Spermidin dient als Precursor auch für die Synthese von Hypusine, einer ungewöhnlichen Aminosäure des eukaryotischen Initialtionsfaktors 5A (eIF5A), welcher essentiell für die eukaryotische Zellproliferation ist (Park M. H. (2006) The post-translational synthesis of a polyamine-derived amino acid, hypusine, in the eukaryotic translation initiation factor 5A (eIF5A). J. Biochem. 139, 161–169 10.1093/jb/mvj034).

Viele Zellsysteme besitzen sowohl allgemeine Transportersysteme für Polyamine als auch
eigene Transporter für Spermidin und Spermin, in ihrer Zellmembran, die den Import von exogenen Polyaminen ermöglichen.  Wird die zelluläre Polyaminsynthese inhibiert, ist das Zellwachstum stark eingeschränkt oder gestoppt. Die Aufnahme von exogenen Polyaminen stellt das Zellwachstum wieder her.

Polyamine existieren hauptsächlich als RNA-Polyamin-Komplexe. Polyamine stimulieren den Zusammenbau von 30S-ribosomalen Untereinheiten und erhöhen dadurch die allgemeine Proteinsynthese um das 1,5- bis 2,0-fache.

(Igarashi K, Kashiwagi K. Effects of polyamines on protein synthesis and growth of Escherichia coli. J Biol Chem. 2018;293(48):18702-18709)

Polyamine stimulieren die Synthese von 20 verschiedenen Proteinen auf Translationsebene, die stark am Zellwachstum und der Lebensfähigkeit beteiligt sind. Die Gene, die für diese 20 verschiedenen Proteine ​​kodieren, wurden als „Polyamin-Modulon“ bezeichnet.

Die Wirkungen von Polyaminen auf die Proteinsynthese zeigen eine Rangordnung der Potenz: Spermin > Spermidin > Putrescin. Die wirksame Konzentration von Spermin zur Stimulation der Proteinsynthese beträgt ungefähr nur ein Fünftel der von Spermidin.

(Igarashi K, Kashiwagi K. Effects of polyamines on protein synthesis and growth of Escherichia coli. J Biol Chem. 2018;293(48):18702-18709)

Wenn man unter Anabolismus, Reaktionen des Stoffwechsels für einen endogenen Aufbau von Stoffen ( G. Czihak, H. Langer, H. Ziegler (Hrsg.): Biologie – Ein Lehrbuch. 6. Auflage. Springer, Berlin u. a. O. 1996, S. 87.) oder für den endogenen Aufbau von Molekülen (Neil A. Campbell, Jane B. Reece: Biologie. 8. Auflage. Übersetzung ins Deutsche, Pearson Studium, München 2009.) bezeichnet, die dem Aufbau von chemischen Verbindungen dienen, gibt es somit auch einen Proteinanabolismus, denn Spermidin, hier aus der Sojabohne, erhöht die Proteinsynthese um das 1,5- bis 2,0-fache  und das Sojaprotein, mit einem Aminosäure-Score von 100, sorgen gemeinsam für den Erhalt von Muskelmasse und Muskelkraft.

 

Sojaprotein gilt daher als besonders leicht verdaulich 

Zusätzlich führte die FDA 1993 den „Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score“ (PDCAAS) ein, der die Verdaulichkeit vom Protein berücksichtigte, und Sojabohnen markierten erneut den perfekten Score „1,0“ (Henley et al., 1994).

 

Sojaprotein hat eine anti-atherosklerotische Wirkung

Mit der täglichen Einnahme von hochwertigem Sojaprotein mit seiner anti-atherosklerotischen Wirkung wird das Risiko für Herzerkrankungen vermindert.

Die Verringerung der Serumtriglyceride ist als eine der gesundheitlichen Auswirkungen von Sojabohnen bekannt und viele Studien haben berichtet und vorgeschlagen, dass die Wirkung auf die ß-Conglycininfraktion zurückzuführen ist (Aoyama et al., 2001, Moriyama et al., 2004, Kohno et al., 2006, Tachibana et al., 2010).

So war eine aktuelle Studie erfolgreich bei der Fraktionierung von lipophilem Protein, das im Sojaproteinisolat 20-31% beträgt (Samoto et al., 2007). Es besteht die Möglichkeit, dass der Effekt der Absenkung des Serumtriglycerid-Spiegels von lipophilem Protein herrührt. Darüber hinaus wurde auch ein Transportsystem für bioaktive Inhaltsstoffe unter Verwendung von lipophilem Protein in Sojabohnen erforscht und entwickelt (Gao et al., 2014, Wan et al., 2015).

Die FDA genehmigte 1999 eine gesundheitsbezogene Angabe für Sojaprotein, wonach “25 Gramm Sojaprotein pro Tag als Teil einer Diät mit niedrigem Gehalt an gesättigten Fettsäuren und Cholesterin das Risiko für Herzerkrankungen verringern können”.

Quelle: Prof. Johann Vollmann: Beiträge: Die Sojabohne als Kulturpflanze, Inhaltsstoffe der Sojabohne und Funktionelle Verbindungen in Sojabohnen und ihre gesundheitlichen Auswirkungen

 

 

Gesundheit ist keine individuelle, sondern eine soziale Eigenschaft. Wie in der hippokratischen und platonischen Medizin bedeutet Krankheit im weitesten Sinne aus sich selbst oder aus seiner Natur herausgenommen zu sein.

 

Referenzen auf Anfrage erhältlich.

 

Ihr

Eduard Rappold

 

Vom Spezialisten für Angewandte Epigenetik und Gesundheitsvorsorge – NUGENIS

 

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