Tierisches Protein wirkt stärker auf Muskelwachstum als pflanzliches – stimmt das wirklich?
Reagieren Muskeln unterschiedlich auf Protein, je nachdem, aus welcher Quelle es stammt? In dieser Serie betrachten wir weitverbreitete Mythen kritisch. Diesmal geht es um die Herkunft des Proteins.
Die Muskulatur macht etwa 40 % der gesamten Körpermasse aus und enthält rund 50 - 75 % aller Körperproteine. Sie besteht zu etwa 75 % aus Wasser, zu 20 % aus Proteinen und zu etwa 5 % aus Kohlenhydraten, Mineralsalzen und Fettsäuren [1]. Proteine tragen massgeblich zur Kraftentwicklung bei, da sie in Form von Sarkomeren die grundlegenden strukturellen Einheiten der Muskulatur bilden. Die Regulation der Muskelmasse erfolgt durch den kontinuierlichen Auf- und Abbau von Proteinen [2]. Ist die Muskelproteinsynthese (MPS) höher als der Muskelproteinabbau (MPB), wird Muskelmasse aufgebaut. Im umgekehrten Fall, wenn also MPB höher ist als MPS, verlieren wir an Muskelmasse.
Die Erhaltung der Muskelmasse wird unterstützt, wenn ausreichend Protein über die Nahrung aufgenommen wird, da dies die MPS fördert [3–5].
Einfluss von Krafttraining auf das Proteingleichgewicht
Phillips und Kollegen [6] zeigten, dass eine einzelne Krafttrainingseinheit, bestehend aus konzentrischen oder exzentrischen Beinstreckbewegungen mit 8 Sätzen à 8 Wiederholungen bei 80 % des 1-RM, sowohl MPS als auch MPB bei 8 untrainierten Personen (4 Männer, 4 Frauen) deutlich erhöhte. Während der Proteinabbau innerhalb von 48 Stunden wieder auf das Ausgangsniveau sank, blieb die Proteinsynthese weiterhin signifikant erhöht (p < 0.01). Zudem war der Anstieg der MPS stärker ausgeprägt als der des MPB, was zu einer positiven Netto-Proteinbilanz führte. Krafttraining wirkt also stark stimulierend auf beide Prozesse, wobei die Dauer und das Ausmass der MPS grösser sind. Zusammen mit einer ausreichenden täglichen Proteinzufuhr von etwa 1.6–2.2 g/kg Körpergewicht entsteht so eine positive Netto-Proteinbilanz, die das Muskelwachstum optimal unterstützt [7–9].
Tierische oder pflanzliche Proteine besser für den Muskelzuwachs?
Damit Proteine in die Muskulatur gelangen können, müssen sie über die Nahrung aufgenommen, verdaut und im Körper verteilt werden. In Ruhe nutzen Darm und Leber etwa 50 % des aufgenommenen Proteins für ihren eigenen Stoffwechsel. Von den verbleibenden 50 % werden rund 40 % anderweitig verwendet, während nur etwa 10 % des ursprünglich aufgenommenen Proteins tatsächlich für die Muskelproteinsynthese genutzt werden kann [9].
Studien, bei denen spezielle Aminosäuren im Körper verfolgt wurden, zeigen, dass die Fähigkeit einer Proteinquelle, den Muskelaufbau anzuregen, davon abhängt, wie gut das Protein verdaut wird, wie schnell die Aminosäuren aufgenommen werden und welche essenziellen Aminosäuren enthalten sind [10–16]. Besonders wichtig ist dabei die essenzielle Aminosäure Leucin [17]. Essenzielle Aminosäuren sind Bausteine von Proteinen, die der Körper nicht selbst herstellen kann und daher über die Nahrung aufgenommen werden müssen.
Verdaulichkeit: Ein Unterschied zwischen tierischen und pflanzlichen Proteinen
Pflanzliche Proteinquellen besitzen eine geringere Verdaulichkeit als tierische Proteine [18]. Unter Verdaulichkeit versteht man den Anteil der aufgenommenen Aminosäuren, der tatsächlich verdaut und aufgenommen wird und damit für die körpereigene Proteinsynthese zur Verfügung steht [19]. Tierische Proteine wie Milchprodukte, Eier und Fleisch weisen dabei eine sehr hohe Verdaulichkeit von über 90 % auf [18]. Bei pflanzlichen Proteinen kann die Verdaulichkeit je nach Verarbeitungsmethode [19] und einem Bestandteil bestimmter Substanzen, die die Aufnahme von Nährstoffen hemmen oder deren Verwertung im Körper erschweren, zusätzlich reduziert sein und liegt typischerweise zwischen 45 % und 80 % [18]. Wenn diese hemmenden Substanzen jedoch entfernt werden, zeigen diese pflanzlichen Proteinquellen wie Sojaproteinisolat, Erbsenproteinkonzentrat und Weizengluten eine Verdaulichkeit, die der von tierischen Proteinen (>90 %) ähnlich ist [18].
Bei den essenziellen Aminosäuren gilt Leucin als die wichtigste Aminosäure für die Anregung der MPS nach einer Mahlzeit [17]. Deshalb gilt der Leucingehalt einer Proteinquelle als wichtiger und eigenständiger Faktor für ihre Fähigkeit, die MPS zu stimulieren [17,20,21]. Tierische Proteine enthalten in der Regel mehr Leucin als pflanzliche. Whey-Protein weist etwa 13.6 % an Leucingehalt auf, während die meisten pflanzlichen Quellen nur 6 – 8 % erreichen [22].
Tierische und pflanzliche Proteinquellen unterscheiden sich also aufgrund ihrer Zusammensetzung der Aminosäuren und ihrer Verdaulichkeit.
Pflanzlich vs. tierisch: Was führt zu mehr Muskelwachstum?
Eine kürzlich erschienene randomisierte, klinische Studie ging dieser Frage nach [23]. In der Studie erhielten 44 untrainierte junge Männer (18 - 35 Jahre) über 12 Wochen hinweg entweder ein Supplement bestehend aus pflanzlichen Proteinen (Soja- und Erbsenprotein) oder Whey-Protein als Nahrungsergänzung in Kombination mit dreimal wöchentlichem Krafttraining. Beide Gruppen nahmen täglich 45 g Protein (3 x 15 g) zusätzlich zu den Hauptmahlzeiten. Wie zu erwarten, zeigten beide Gruppen vergleichbare Zunahme an Muskelmasse und Kraft, ohne dass ein signifikanter Unterschied zwischen den Gruppen beobachtet worden wäre (p > 0.05). Da der Leucingehalt sowie das Aminosäurenprofil in beiden Gruppen ähnlich waren, zeigten sich langfristig keine Unterschiede in Bezug auf die Muskelmasse und Kraft. Die Kombination aus mehreren pflanzlichen Proteinen gleicht ein einzelnes suboptimales pflanzliches Aminosäurenprofil im Vergleich zu Whey-Protein aus. Auch systematische Übersichtsartikel und Meta-Analysen kommen zu einem ähnlichen Ergebnis [24, 25]. Die Ergebnisse der Meta-Analysen zeigten, dass die Proteinquelle keinen Einfluss auf die Muskelmasse oder Kraft hatte.
Sind die Aminosäurenprofile pflanzlicher und tierischer Proteinquellen ähnlich, sind in Kombination mit Krafttraining keine Unterschiede bei Muskelmasse und Kraft zu erwarten.
Referenzen:
- Frontera WR, Ochala J. Skeletal Muscle: A Brief Review of Structure and Function. Calcif Tissue Int. 2015;96: 183–195. doi:10.1007/s00223-014-9915-y
- Phillip SM. Physiologic and molecular bases of muscle hypertrophy and atrophy: Impact of resistance exercise on human skeletal muscle (protein and exercise dose effects). Appl Physiol Nutr Metab. 2009;34: 403–410. doi:10.1139/H09-042
- Bennet WM, Connacher AA, Scrimgeour CM, Smith K, Rennie MJ. Increase in anterior tibialis muscle protein synthesis in healthy man during mixed amino acid infusion: Studies of incorporation of [1-13C]leucine. Clin Sci. 1989;76: 447–454. doi:10.1042/cs0760447
- Bohé J, Aili Low JF, Wolfe RR, Rennie MJ. Latency and duration of stimulation of human muscle protein synthesis during continuous infusion of amino acids. J Physiol. 2001;532: 575–579. doi:10.1111/j.1469-7793.2001.0575f.x
- Fujita S, Dreyer HC, Drummond MJ, Glynn EL, Cadenas JG, Yoshizawa F, et al. Nutrient signalling in the regulation of human muscle protein synthesis. J Physiol. 2007;582: 813–823. doi:10.1113/jphysiol.2007.134593
- Phillips SM, Tipton KD, Aarsland A, Wolf SE, Wolfe RR. Mixed muscle protein synthesis and breakdown after resistance exercise in humans. https://doi.org/101152/ajpendo19972731E99. 1997;273. doi:10.1152/AJPENDO.1997.273.1.E99
- Lemon PWR, Tarnopolsky MA, MacDougall JD, Atkinson SA. Protein requirements and muscle mass/strength changes during intensive training in novice bodybuilders. J Appl Physiol. 1992;73: 767–775. doi:10.1152/jappl.1992.73.2.767
- Tarnopolsky MA, Atkinson SA, MacDougall JD, Chesley A, Phillips S, Schwarcz HP. Evaluation of protein requirements for trained strength athletes. J Appl Physiol. 1992;73: 1986–1995. doi:10.1152/jappl.1992.73.5.1986
- Stokes T, Hector AJ, Morton RW, McGlory C, Phillips SM. Recent perspectives regarding the role of dietary protein for the promotion of muscle hypertrophy with resistance exercise training. Nutrients. 2018;10. doi:10.3390/nu10020180
- Pennings B, Boirie Y, Senden JMG, Gijsen AP, Kuipers H, Loon LJC Van. Whey protein stimulates postprandial muscle protein accretion more effectively than do casein and casein hydrolysate in older men. 2011; 997–1005. doi:10.3945/ajcn.110.008102.1
- Koopman R, Walrand S, Beelen M, Gijsen AP, Kies AK, Boirie Y, et al. Dietary Protein Digestion and Absorption Rates and the Subsequent Postprandial Muscle Protein Synthetic Response Do Not Differ between Young and Elderly Men,. J Nutr. 2009;139: 1707–1713. doi:10.3945/JN.109.109173
- Burd NA, Pennings B, Groen BBL, Gijsen AP, Senden JMG, Van Loon LJC. The single biopsy approach is reliable for the measurement of muscle protein synthesis rates in vivo in older men. J Appl Physiol. 2012;113: 896–902. doi:10.1152/JAPPLPHYSIOL.00513.2012/ASSET/IMAGES/LARGE/ZDG0181202870005.JPEG
- Koopman R, Crombach N, Gijsen AP, Walrand S, Fauquant J, Kies AK, et al. Ingestion of a protein hydrolysate is accompanied by an accelerated in vivo digestion and absorption rate when compared with its intact protein. Am J Clin Nutr. 2009;90: 106–115. doi:10.3945/AJCN.2009.27474
- Pennings B, Pellikaan WF, Senden JMG, van Vuuren AM, Sikkema J, Van Loon LJC. The production of intrinsically labeled milk and meat protein is feasible and provides functional tools for human nutrition research. J Dairy Sci. 2011;94: 4366–4373. doi:10.3168/jds.2011-4451
- Volpi E, Kobayashi H, Sheffield-Moore M, Mittendorfer B, Wolfe RR. Essential amino acids are primarily responsible for the amino acid stimulation of muscle protein anabolism in healthy elderly adults. Am J Clin Nutr. 2003;78: 250. doi:10.1093/AJCN/78.2.250
- Tipton KD, Gurkin BE, Matin S, Wolfe RR. Nonessential amino acids are not necessary to stimulate net muscle protein synthesis in healthy volunteers. J Nutr Biochem. 1999;10: 89–95. doi:10.1016/S0955-2863(98)00087-4
- Van Loon LJC. Leucine as a pharmaconutrient in health and disease. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2012;15: 71–77. doi:10.1097/MCO.0b013e32834d617a
- Gilani S, Tomé D, Moughan P, Burlingame B. Report of a Sub-Committee of the 2011 FAO Consultation on “ Protein Quality Evaluation in Human Nutrition ” on : The assessment of amino acid digestibility in foods for humans and including a collation of published ileal amino acid digestibility data for. FAO Expert. 2012;2012: 58. Available: http://www.fao.org/ag/humannutrition/36216-04a2f02ec02eafd4f457dd2c9851b4c45.pdf
- Rutherfurd SM, Moughan PJ. Available versus digestible dietary amino acids. Br J Nutr. 2012;108: S298–S305. doi:10.1017/S0007114512002528
- Garlick PJ. The Role of Leucine in the Regulation of Protein Metabolism. J Nutr. 2005;135: 1553S-1556S. doi:10.1093/JN/135.6.1553S
- Millward DJ, Layman DK, Tomé D, Schaafsma G. Protein quality assessment: impact of expanding understanding of protein and amino acid needs for optimal health. Am J Clin Nutr. 2008;87: 1576S-1581S. doi:10.1093/AJCN/87.5.1576S
- Stokes T, Hector AJ, Morton RW, McGlory C, Phillips SM. Recent Perspectives Regarding the Role of Dietary Protein for the Promotion of Muscle Hypertrophy with Resistance Exercise Training. Nutrients. 2018;10. doi:10.3390/NU10020180
- Santini MH, Erwig Leitão A, Mazzolani BC, Smaira FI, de Souza MSC, Santamaria A, et al. Similar effects between animal-based and plant-based protein blend as complementary dietary protein on muscle adaptations to resistance training: findings from a randomized clinical trial. J Int Soc Sports Nutr. 2025;22: 2568047. doi:10.1080/15502783.2025.2568047
- Lim MT, Pan BJ, Toh DWK, Sutanto CN, Kim JE. Animal Protein versus Plant Protein in Supporting Lean Mass and Muscle Strength: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials. Nutr 2021, Vol 13, Page 661. 2021;13: 661. doi:10.3390/NU13020661
- Messina M, Lynch H, Dickinson JM, Reed KE. No difference between the effects of supplementing with soy protein versus animal protein on gains in muscle mass and strength in response to resistance exercise. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2018;28: 674–685. doi:10.1123/ijsnem.2018-0071
Molekular- und Muskelbiologe. Forscher an der ETH Zürich. Kraftsportler.
Interessantes aus der Welt der Produkte, Blicke hinter die Kulissen von Herstellern und Portraits von interessanten Menschen.
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