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L-Alanin im Muskelaufbau

Proteine sind neben Fetten und Kohlehydraten der dritte Makronährstoff, ohne den der menschliche Körper nicht funktionieren kann. Sie dienen als Baustoff für Zellen. Ohne Proteine können beschädigte Zellen nicht repariert oder erneuert werden. Besonders im Kraftsport und im Bodybuilding ist eine ausreichende Aufnahme von Proteinen aus diesem Grund wichtig. Durch Widerstandstraining werden der Muskulatur gezielt so genannte Mikrotraumata zugefügt. Dabei handelt es sich um mikroskopisch kleine Verletzungen der Struktur des Muskels. Der Körper reagiert darauf mit einer verstärkten Anpassung, um das erneute Auftreten der Mikrotraumata in Zukunft zu verhindern. Dies geschieht durch Dickenwachstum der Muskelzellen. Man bezeichnet die Verdickung der Zellen auch als Hypertrophie.

Proteine sind für Hypertrophie unverzichtbar. Empfehlungen für den Proteinbedarf eines erwachsenen Menschen liegen 0,8 g und 1 g Protein pro Kilogramm Körpergewicht. Ein Mann mit einem Gewicht von 85 Kg hat demnach einen Bedarf von 68 g bis 80 g. Bei einem intensiven Hypertrophietraining kann dieser Bedarf schnell auf den dreifachen Wert ansteigen.

Essentielle und nicht-essentielle Aminosäuren

Die Grundbausteine von Proteinen sind durch Peptidbindungen gekoppelte Aminosäuren. Alle im menschlichen Körper vorkommenden Proteine setzen sich aus 20 kanonischen Aminosäuren zusammen. Die Struktur dieser 20 Eiweißbausteine ist durch Codons des genetischen Materials codiert. Die kanonischen Aminosäuren lassen sich in zwei Gruppen einteilen. Essentielle Aminosäuren können nicht durch den Organismus synthetisiert werden. Sie müssen mit der Nahrung aufgenommen werden, um Mangelerscheinungen zu vermeiden und die normalen Funktionen des Körpers aufrechtzuerhalten. Nicht-essentielle Aminosäuren können vom Körper durch Stoffwechselprozesse selbstständig erzeugt werden. Die lebensnotwendigen Prozesse des Organismus laufen auf Dauer, ohne dass diese über die Nahrung aufgenommen werden müssen. Ein typisches Beispiel für eine nicht-essentielle Aminosäure ist Alanin (abgekürzt Ala oder A). Eine zusätzliche Zufuhr kann allerdings sinnvoll sein, wenn ein erhöhter Bedarf besteht.

Struktur des Alanin-Moleküls

Alanin ist mit einem durchschnittlichen Anteil von 9 Prozent die am häufigsten in Proteinen vorkommende Aminosäure. Ihre Summenformel lautet C3H7NO2. Strukturell stellt Alanin neben Glycin den einfachsten Vertreter seiner Stoffklasse dar. In Nachbarschaft zu einer endständigen Carboxygruppe (-COOH) befindet sich das die Aminogruppe (-NH2) tragende α-Kohlenstoffatom. An dieses schließt sich eine Methylgruppe an (-CH3).

Durch die Nachbarschaft der beiden für Aminosäuren maßgeblichen funktionellen Gruppen (Carboxy- und Aminogruppe) bildet Alanin sehr leicht eine zwitter-ionische Struktur. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von einem inneren Salz. Dabei geht ein Proton von der sauer reagierenden Carboxygruppe auf das freie Elektronenpaar der basisch reagierenden Aminogruppe über. Nach außen hin ist das Molekül elektrisch neutral. Die Struktur weist dennoch eine positive und eine negative Ladung auf. Die Struktur des Alanins bedingt, dass das Molekül am α-Kohlenstoff ein chirales Zentrum aufweist, wodurch zwei enantiomere Strukturen möglich werden, die sich wie Bild und Spiegelbild zueinander verhalten. Man spricht von L-Alanin (L für levo im Deutschen links) und D-Alanin (D für dextro im Deutschen rechts). Allerdings besitzt nur das L-Alanin eine proteinogene Wirkung. Proteinogene Aminosäuren kommen als Bestandteile in Proteinen vor. In der Fachliteratur wird L-Alanin deshalb häufig abgekürzt als Alanin bezeichnet. Immer, wenn in diesem Artikel die Rede von Alanin ist, ist damit L-Alanin gemeint.

Funktionen von Alanin zur Energiegewinnung

Der Organismus nutzt Alanin unter anderem als Quelle zur Energiegewinnung. Durch enzymatische Reaktionen kann es zu Brenztraubensäure abgebaut werden, welche wiederum im Zitronensäurezyklus verstoffwechselt oder als Grundstoff zur Produktion von D-Glukose verwendet werden kann. Man nennt diesen Prozess der Glukoseneubildung auch Gluconeogenese. Die Gluconeogenese findet vor allem in der Leber und den Nieren statt. Diese beiden Organe sind in der Lage Alanin über Brenztraubensäure in Glukose umzuwandeln und so den Körper nach dem Aufbrauchen seiner Kohlehydratreserven weiter mit Energie zu versorgen.

Die Neubildung von Glukose setzt vor allem bei längeren körperlichen Tätigkeiten wie Ausdauerläufen oder Krafttraining ein. Um die Energieversorgung sicherzustellen, greift der Körper nach dem Aufbrauchen der Kohlehydratspeicher auf seine Proteinspeicher zurück. Dieser Prozess kann einen optimalen Muskelaufbau erheblich stören. Die Muskulatur dient dem Körper als hauptsächlicher Proteinspeicher. Bei schwindenden Kohlehydratreserven setzten daher Mechanismen ein, die Muskeln abbauen und für die Energiegewinnung nutzbare Aminosäuren wie Alanin in den Blutkreislauf abgeben. In den Nieren und der Leber wird das Alanin schließlich für die Gluconeogenese genutzt. Da das zentrale Nervensystem der größte Verbraucher von Glukose ist (bis zu 135 g in 24 Stunden), kann der Prozess des Muskelabbaus auch nach dem Ende der körperlichen Tätigkeit andauern. Es ist notwendig die Verluste schnell auszugleichen, um die Abbauprozesse zu stoppen und das Dickenwachstum der Muskelzellen einzuleiten. Aus diesem Grund sollten Kraftsportler direkt nach dem Training eine proteinreiche Mahlzeit zu sich nehmen. Vielfach geschieht dies durch die Einnahme eines Eiweißshakes.

Weitere Funktionen

Alanin tritt in α-Helices gemeinsam mit Gutamin und Leucin gehäuft auf. Man bezeichnet es deshalb als Helixbildner. Es trägt aktiv dazu bei, dass sich innerhalb von Proteinen Sekundärstrukturen ausbilden können. Die Struktur eines Proteins hat Einfluss auf die Verwertbarkeit durch den menschlichen Körper. Als prozentual größter Bestandteil von Proteinen hat Alanin eine wichtige Funktion für das Muskelwachstum. Ein Mangel an Alanin kann dazu führen, dass bestimmte Proteine, die am Muskelwachstum beteiligt sind, nicht richtig arbeiten können. Alanin hat einen direkt Einfluss auf den Blutzuckerspiegel. Bei der Aufnahme der Aminosäure erhöht sich dieser, da das Hormon Glukagon vermehrt ausgeschüttet wird. Dieses Hormon steuert die Umwandlung von Aminosäuren in Glukose. Im Zusammenspiel mit Insulin stellt sich so ein regulierendes Gleichgewicht ein. Die Blutzucker erhöhende Wirkung des Alanins wird für Medikamente gegen eine lebensbedrohliche Unterzuckerung ausgenutzt. Zudem werden Alanin positive Wirkungen auf die Prostatafunktion, das Immunsystem und der Vorbeugung von Nieren- und Harnsteinen zugeschrieben.

Alanin-Quellen

Alanin kommt in zahlreichen Lebensmitteln vor. Tierische Alanin-Quellen sind Geflügel, Fisch, rotes Fleisch, Meeresfrüchte und Eier. Aber auch Vegetariern und Veganern stehen genügend Quellen zur Verfügung. Nüsse, Bohnen, Samen, Soja und Vollkornreis enthalten Alanin. Um den erhöhten Bedarf von Kraftsportlern und Bodybuildern zu decken, gibt es verschiedene Nahrungsergänzungsmittel. In den meisten Whey-Produkten ist Alanin als wesentlicher Bestandteil enthalten. Die genaue Zusammensetzung ist vom jeweiligen Produkt abhängig. Alanin ist aber auch als isolierte Aminosäure in Form von Kapseln oder Pulver erhältlich.

Alanin-Anteil verschiedener Lebensmittel:

  • Eiklar – rund 5,0g pro 100g
  • Gelatine (ungesüßt) – rund 8,0g pro 100g
  • Sojaproteinisolat – rund 3,5g pro 100g
  • Weißfisch – rund 3,8g pro 100g
  • Rindfleisch – rund 4g pro 100g
  • Schweinefleisch – rund 3,4g pro 100g
  • Sonnenblumenkerne – rund 2,4g pro 100g
  • Erdnüsse – rund 2,1g pro 100g
  • Tofu – rund 2g pro 100g

Fazit

Für Kraftsportler und Bodybuilder kann es sinnvoll sein, die normale Aufnahme von Alanin zu ergänzen. Der Verbrauch durch mehrmalige intensive Trainingseinheiten innerhalb einer Woche lässt sich unter Umständen nur schwer über die Nahrung ersetzen. Gerade im Fall von Alanin kann es durch die Bedeutung für die Energiegewinnung des Körpers und dem damit verbundenen Abbau von Muskelproteinen zu einem erhöhten Bedarf kommen. Dieser lässt sich am leichtesten durch Nahrungsergänzungsmittel decken. Alanin steht bei Händlern als isolierte Aminosäure oder in Kombination mit anderen Aminosäuren in Form von Whey-Proteinen zur Verfügung.