BCAA

Geteilt am 08 August 2016

BCAA – verzweigtkettige Aminosäuren



Einleitung

Egal ob in der Diät oder im Aufbau, die sogenannten verzweigtkettigen Aminosäuren (engl.. branched-chain amino acids, BCAA) sind als Supplement aus dem Krafttraining nicht mehr wegzudenken. Auch wenn die BCAA nicht brandneu sind, soll es in diesem Blog um die Wirkungsweise und den eventuellen Nutzen, den sie für den einzelnen Athleten mitbringen, gehen.

Isoleucin - Rocka Nutrition



Was ist BCAA?

Der Begriff BCAA leitet sich aus der englischen Bezeichnung „branched-chain amino acids“ ab. Darunter werden drei verzweigtkettige Aminosäuren (Valin, Isoleucin und Leucin) verstanden, welche für den Körper lebensnotwendig sind, da er sie nicht selbst herstellen kann. Ihren Namen verdanken sie ihren verzweigten Seitenketten [5].Bis zu einem Drittel des Muskelproteins bestehen aus den BCAA [8].



Metabolismus – was bewirkt BCAA?

Bei intensiven körperlichen Belastungen werden vorrangig Kohlenhydrate zur Energiebereitstellung genutzt. Steht nicht ausreichend Energie in Form von Glukose zur Verfügung, beispielsweise durch eine kohlenhydratlimitierte Diät oder einer langen Nahrungskarenz (z.B. Intermittent Fasting), dann werden die Defizite durch einen Protein- bzw. BCAA-Abbau kompensiert. Per Desaminierung wird aus Alanin Pyruvat und aus Glutamin α-Ketoglutarat (α-KG) gebildet. Diese Substrate bilden dann die Grundlage für die Glukoseneubildung. Die Glukose wird nachfolgend jeweils von Leber und Niere zur Blutzuckerstabilisierung ins Blut abgegeben [11].

Das bedeutet in der Praxis, wenn die Konzentrationen in der Muskelzelle von Glutamin und Alanin drastisch absinken, dann reagiert der Körper direkt indem er körpereigene und in der Muskulatur gespeicherte BCAA freisetzt und indirekt als Ausgangssubstrat für die Glukoneogenese zur Verfügung stellt. So kommt es unweigerlich zum Abbau des Strukturproteins, was natürlich jeder Sportler eigentlich verhindern möchte. Demnach stellen die BCAA wichtige Nährstoffe zur Regeneration und zum Aufbau der Muskulatur dar. Ein echtes Argument, regelmäßige Proteinmahlzeiten über den Tag verteilt aufzunehmen. Das kann über natürliche Nahrungsmittel, wie Fisch, Fleisch, Milchprodukte etc. geschehen oder auch über einen WHEY PROTEIN SHAKE sowie PINK POWDER bzw. BLUE BLOOD.

Die Supplementierung mit BCAA wird im Sport vor, während oder nach der Belastung durchgeführt. Die Ziele sind demnach zum Einen dem belastungsinduzierten Muskelabbau entgegenzuwirken und zum Anderen die Stimulierung der Muskelproteinsynthese sowie einem direkten Einfluss auf das unmittelbare Leistungsvermögen. Auf die beiden zuletzt genannten Effekte soll es im Folgenden noch einmal genauer gehen.

Leucin - Rocka Nutrition



BCAA oder Leucin?

Leucin ist eine insulinogene Aminosäure und besitzt die Eigenschaft, Enzyme der Proteinsynthese zu stimulieren sowie die Insulinausschüttung anzuregen. Leucin und Insulin wirken dann synergistisch bezüglich der Muskelproteinsynthese und es wird eine muskelanabole Stoffwechsellage erzeugt [9, 14]. Eine Review aus dem Jahr 2006 konnte die wichtige Rolle beim Insulinausstoß, welche von der Aminosäure ausgeht, bestätigen [6]. Wie es scheint, kann Leucin also bei richtiger Anwendung die Insulinausschüttung deutlich erhöhen und dadurch sehr anabol wirken. Ist es demnach sinnvoll gleich ausschließlich Leucin zu supplementieren? Die Ergebnisse weisen zwar daraufhin, dass großzügige Mengen an Leucin ebenfalls gewissermaßen einen Muskelschutz bieten können, allerdings kann durch den exzessiven Konsum von Leucin eine Dysbalance initiiert werden und die Aufnahme der anderen beiden Aminosäuren kann mitunter behindert werden, da sie um die gleichen Transportsysteme konkurrieren [5].

Des Weiteren ist zur Verrichtung der mechanischen Arbeit ebenfalls ein Gleichgewicht der Aminosäuren notwendig. Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass Leucin zwar der maßgebliche Initiator bei der Muskelproteinsynthese ist. Allerdings kann es bei einer größeren Menge, insbesondere auf nüchternen Magen, zu einem anschließenden Blutzuckerabfall kommen, was die körperliche Leistungsfähigkeit maßgeblich beeinträchtigt [1]. Im Anschluss des Trainings bietet sich die Ergänzung mit purem Leucin (3-5 g) in Verbindung mit einem Whey Protein zur Stimulierung der Muskelproteinsynthese jedoch durchaus an [14]. So wird es auch in den Postworkout Shakes von Rocka Nutrition (HYPERTROPH 2 / PINKPOST) umgesetzt.

Valin - Rocka Nutrition



BCAA Wirkung im Hinblick auf die Muskulatur

Wie bereits beschrieben, kann es bei starken Stresssituationen (z.B. intensives Training) zu einem BCAA-Abbau in der Muskulatur kommen, da es als schnelles Energiesubstrat vom Körper herangezogen wird. Eine zusätzliche BCAA-Supplementation führt demnach zu einem erhöhten BCAA-Spiegel im Blut sowie in den Muskelfasern und kann somit dem belastungsinduzierten Abfall der BCAA-Konzentration vorbeugen. So kann der Körper auf das im Blut befindliche BCAA zurückgreifen, ohne, dass der zusätzliche Abbau des BCAA aus dem Muskelprotein notwendig ist [2]. Von außen zugeführte BCAA in Höhe von 5-10 g wirken demnach antikatabol auf das Muskelprotein während körperlicher Belastungen [13]. Weiterhin konnte eine positive Wirkung auf die Stimulierung der Muskelproteinsynthese festgestellt werden, was – wie bereits angesprochen – vor allem auf das Leucin zurückzuführen ist [3].

Wenn die BCAA zusätzlich mit Kohlenhydraten versetzt werden, kann die muskelanabole Wirkung sogar noch deutlich verstärkt werden, was durch den synergistischen Effekt von Kohlenhydraten und Leucin begründet werden kann [9]. Damit können die BCAA nicht nur muskelschützend und regenerativ wirken, sondern im gewissen Umfang auch muskelaufbauend.

Weightlifting - Rocka Nutrition



BCAA Wirkung im Hinblick auf das Leistungsvermögen

Das Glückshormon Serotonin wird im Gehirn aus der Aminosäure Tryptophan synthetisiert und weist eine müdigkeitsfördernde Wirkung auf. Wird nun also das Hormon während der körperlichen Belastung vermehrt gebildet, kann es zu einer Leistungsminderung beitragen.

Während adrenalinbedingt freie Fettsäuren bei körperlicher Belastung vermehrt mobilisiert werden, erhöht sich der Plasmaspiegel des freien Tryptophans, da die steigende Konzentration von freien Fettsäuren das Tryptophan von den Proteincarrier (Albumin) löst. Albumine dienen als Transportmittel für verschiedene Substanzen, wie beispielsweise Tryptophan und freien Fettsäuren. Durch die nun an das Albumin gebundenen freien Fettsäuren sind größere Mengen freien Tryptophans für den Transport über die Blut-Hirn Schranke hinweg ins Gehirn vorhanden, was zu einer Erhöhung des Serotoninspiegels im Gehirn führt [7]. Da die verzweigtkettigen Aminosäuren mit dem freien Tryptophan um das selbe Transportsystem für die Aufnahme im Gehirn konkurrieren, wird die Hypothese aufgestellt, dass die BCAA die zentrale Ermüdung hemmen könnten, wenn sie im ausreichenden Maße exogen zugeführt werden. Diese durchaus interessante Theorie ließ sich leider in den meisten Studien an Menschen nicht bestätigen.

Crowe et al. (2006) haben diesbezüglich eine Studie durchgeführt, um die Wirkung von BCAA auf die zentrale Ermüdung genauer zu untersuchen. Durch die zusätzliche Leucinsubstitution in einem Zeitraum von 6 Wochen sollte die Ausdauerleistung durch eine Erhöhung des BCAA Spiegels und die Reduktion von freiem Tryptophan, welches folglich weniger die Blut-Hirn-Schranke passiert, erreicht werden. Die Ergebnisse zeigten zwar eine Verbesserung der Leistungsfähigkeit, was jedoch nur auf die Zugabe von Leucin zurückzuführen ist. Eine Verbindung zur Vorbeugung auf die zentrale Ermüdung konnte demnach nicht festgestellt werden, da es zu keiner deutlichen Reduktion des Verhältnisses von freiem Tryptophan zu BCAA kam [4].

Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass der Mechanismus der Ermüdung, welcher durch Serotonin existiert, nicht entscheidend durch die Zugabe von BCAA beeinflusst werden kann. Der leistungssteigernde Effekt kann demnach auf die verstärkte Proteinsynthese der Muskulatur zurückgeführt werden.



BCAA Einnahme – wie ist die richtige BCAA Dosierung?

Nun stellt sich abschließend die Frage, wie der richtige Zeitpunkt von Aufnahme und Dosierung aussieht? Zunächst soll also erst einmal geklärt werden, ob BCAA vor oder nach dem Training aufgenommen werden sollen.

Die Einnahme der BCAA eignet sich vor allem für die Zeit vor und während des Sports [10]. Hier sollte eine Menge von mindestens 0,2 g/kg/KG reinen BCAA Pulver aufgenommen werden, was in der Regel einer handelsüblichen Portion von 5-10 g entspricht. Bei den Produkten BLUE BLOOD und PINK POWDER entspricht eine Portion fast 13 g BCAA pro Shake. Ferner kann die Aufnahme von BCAA auch sehr sinnvoll während einer längeren Nahrungskarenz (z.B. nach dem Aufstehen oder für den Einsatz beim Intermittent Fasting), aufgrund der anti-katabolen Effekte, sein. Das Verhältnis der verzweigtkettigen Aminosäuren sollte mindestens bei 2:1:1 (Leucin:Valin:Isoleucin) liegen, da Leucin anteilig stärker verstoffwechselt wird als die anderen beiden Aminosäuren.

Apfel - Rocka Nutrition



Fazit – Was bringen BCAA nun in der Praxis?

Sicherlich können dem Körper auch ausreichend BCAA über die Nahrung oder die ausreichende Menge an Whey Protein zugeführt werden. Insbesondere jedoch wenn der Gesamtproteingehalt der Ernährung eher im niedrigen Bereich angesiedelt ist oder wenn man sich in einer kalorienreduzierten oder ketogenen Diät befindet, kann die Ergänzung mit BCAA einen großen Mehrwert für den Athleten darstellen. Das liegt vor allem an der ketoplastischen Aminosäure Leucin. Sie kann daher nach Abbau als Grundsubstanz zur Synthese anderer Ketonkörper verwendet werden. Eine Kombination mit MCT-Fetten kann diesen Effekt in der ketogenen Diät noch zusätzlich optimieren [5]. Die Einnahme von BCAA während einer Diät kann also dazu führen, dass weder durch Ketogenese noch durch Gluconeognese ein kataboler Zustand Eintritt. Das ist der Grund für die antikatabole BCAA Wirkung. In diesen Trainingssituationen ist der Einsatz von BLUE BLOOD und PINK POWDER durchaus eine gute Wahl zur Optimierung des Trainings.

Pink Powder - Rocka NutritionBlue Blood - Rocka Nutrition


Literaturverzeichnis:

1: Bicknell, J. & Crome, L. (1969). A case of leucine-induced hypoglycaemia. Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry, 32 (5), 399–403.

2: Blomstrand, E. & Newsholme, E.A. (1992). Effect of branched-chain amino acid supplementation on the exercise-induced change in aromatic amino acid concentration in human muscle. Acta Physiologica Scandinavia, 146 (3), 293-298.

3: Blomstrand, E., Eliasson, J., Karlsson, H.K.R. & Köhnke, R. (2006). Branched-chain amino acids activate key enzymes in protein synthesis after physical exercise. The Journal of Nutrition, 136 (1 Suppl), 269S–73S.

4: Crowe, M.J., Weatherson, J.N. & Bowden, B.F. (2006). Effects of dietary leucine supplementation on exercise performance. European Journal of Applied Physiology, 97 (6), 664–672.

5: Heinrich, P.C., Müller, M. & Graeve, L. (2014). Löffler/Petrides Biochemie und Pathobiochemie (9. Auflage). Springer.

6: Manninen, A.H. (2006). Hyperinsulinaemia, hyperaminoacidaemia and post‐exercise muscle anabolism: the search for the optimal recovery drink. British Journal of Sports Medicine, 40 (11), 900–905.

7: Meeusen, R., Watson, P., Hasegawa, H., Roelands, B. & Piacentini, M.F. (2006). Central fatigue: the serotonin hypothesis and beyond. Sports Medicine (Auckland, N.Z.), 36 (10), 881–909.

8: Mero, A. (1999). Leucine supplementation and intensive training. Sports Medicine (Auckland, N.Z.), 27 (6), 347–358.

9: Norton, L.E. & Layman, D.K. (2006). Leucine regulates translation initia- tion of protein synthesis in skeletal muscle after exercise. The Journal of Nutrition, 136 (2), 533S-537S

10: Pasiakos, S.M., McClung, H.L., McClung, J.P., Margolis, L.M., Andersen, N.E., Cloutier, G.J. et al. (2011). Leucine-enriched essential amino acid supplementation during moderate steady state exercise enhances postexercise muscle protein synthesis. The American Journal of Clinical Nutrition, 94 (3), 809–818.

11: Rennie, M.J., Bohé, J., Smith, K., Wackerhage, H. & Greenhaff, P. (2006). Branched-chain amino acids as fuels and anabolic signals in human muscle. The Journal of Nutrition, 136 (1 Suppl), 264S-268S.

12: Steinacker, J.M., Lormes, W., Reissnecker, S. & Liu, Y. (2004). New as- pects of the hormone and cytokine response to training. European Journal of Applied Physiology, 91 (4), 382-391.

13: Tang, F.C. (2006). Influence of branched-chain amino acid supplementa- tion on urinary protein metabolite concentrations after swimming. Journal of the American College of Nutrition, 25 (3), 188-194.

14: Koopman, R., Wagenmakers, A.J., Manders, R.J., Zorenc, A.H., Senden, J.M., Gorselink, M., Keizer, H.A. & van Loon, L.J. (2005). Combined in- gestion of protein and free leucine with carbohydrate increases post exercise muscle protein synthesis in vivo in male subjects. American Journal of Physiology. Endocrinology and Metabolism, 288 (4), E645- E653.

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1 Kommentar

  • Garry Konrath: August 18, 2016

    Super Beitrag! Sehr lehrreich und interessant, da man für gewöhnlich nur Aussagen iSv “Muskelschutz” hört, nicht aber, wieso der Muskel überhaupt durch genau diese Aminosäuren geschützt werden kann oder muss.

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