Können wir die Proteinsynthese steigern? Können wir die Verwendung von Aminosäuren verbessern?
Die Muskelproteinsynthese ist für einen Sportler – insbesondere Bodybuilder – oder jeden, der seine Körperentwicklung verbessern möchte, so ziemlich das Wichtigste. Stelle Dir vor, dass wir dazu in der Lage wären, die Rate und Frequenz der Proteinsynthese in der Muskulatur zu beeinflussen.
Wenn Du die ersten beiden Teile dieser Artikel-Reihe gelesen hast, dann solltest Du über ein laienhaftes Verständnis darüber verfügen, was notwendig ist, um den Körper dazu zu bringen Protein zu verarbeiten und es für die Reparatur beschädigter Muskeln und den Aufbau neuen Muskelgewebes zu verwenden.
Die Schlüsselpunkte bei der Proteinsynthese
Die Muskelproteinsynthese wird durch die Notwendigkeit für den Wiederaufbau beschädigter Proteine initiiert. Auch wenn es mehrere Mechanismen gibt, die Teil des Signalprozesses sind, kommt der beständigste Ruf nach „Hilfe“ von Zytokinen. Hierbei handelt es sich um spezifische Moleküle, die Hormonen ähneln, aber ein anderes System mit der Absicht initiieren, Probleme innerhalb einer Zelle zu reparieren oder zu bekämpfen, die Beschädigungen verursacht haben, wie dies bei Muskelbeschädigungen der Fall ist.
Als nächstes werden Pfadwege wie mTOR und AKT stimuliert, um den Prozess der Proteinsynthese zu starten. mTOR – was für Mammalian Target of Rapamyacin – steht, ist die funktionale Einheit, die Nährstoff- und Sauerstoffspiegel in Zellen wahrnimmt, aber auch die Wirkung von Wachstumsfaktoren und Aminosäuren integriert. Der mTOR Pfadweg hat in letzter Zeit einiges an Aufmerksamkeit auf sich gezogen, da seine Auswirkungen auf die Muskelproteinsynthese von entscheidender Bedeutung sind. Noch wichtiger ist jedoch, dass er bis zu einem gewissen Grad kontrolliert werden kann – insbesondere durch Supplements.
ATK trägt seinen Namen aus einem Grund, der nichts mit seiner Funktion zu tun hat, weshalb wir uns einfach nur seine Funktion ansehen werden. Funktional gesehen ist ATK jedoch der primäre Signalpfadweg für die Transkription und die Zellproliferation, was die eigentliche Proteinentwicklung darstellt. Somit ist AKT der Schlüsselfaktor, der die Muskelproteinsynthese für eine Zunahme an Muskelmasse und Kraft induziert.
Der AKT Pfadweg besitzt somit profunde Auswirkungen auf trainingsspezifische Anpassungen. Der Aufbauprozess beginnt und die Gesamtstruktur und Architektur des Muskels verändert sich basierend auf den Anforderungen, die an ihn gestellt werden. Auch wenn es hier nicht um Trainingsanpassungen geht, sollte trotzdem angemerkt werden, dass Du, da Du den Typ des Trainings, den Du ausführst, kontrollierst, auch die Anpassungen kontrollieren kannst, die ein Muskel durchläuft.
Wenn Du also Deine Muskelmasse steigern möchtest, dann musst Du dementsprechend trainieren. Und wenn Du Geschwindigkeit, Schnellkraft oder sogar Ausdauer verbessern möchtest, dann liegt es bei Dir den Stimulus zu wählen, der Deine Muskeln Deinen Wünschen entsprechend reagieren lässt.
Mögliche Optimierungsparameter
Wir haben einige Teile isoliert, die für die Muskelproteinsynthese verantwortlich sind. Es würde weise erscheinen, Möglichkeiten zu untersuchen, diese Komponenten miteinander in Verbindung zu bringen und die Aktivität des Pfadweges zu steigern. Wir wissen, dass es Bausteine gibt, die den Prozess positiv beeinflussen können und das ist der Punkt, an dem die Diskussion beginnt. Es gibt jedoch einen Vorbehalt: die wissenschaftlichen Untersuchungen sind in diesem Bereich noch unvollständig, weshalb das, was wir heute sagen, sich schon morgen ändern kann.
Von Mainstream Interesse sind die scheinbar kraftvollen Auswirkungen von Leucin auf die mTOR Funktion. Bisher weiß man noch nicht genau, ob Leucin eine direkte Wirkung auf mTOR besitzt (auch wenn viele Menschen der Meinung sind, dass dies der Fall ist) oder ob es weitere Faktoren gibt. Leucin scheint auch eine sekundäre Wirkung über einen Peptid Bindeglied namens elF4G zu besitzen, welcher die Muskelproteinsynthese direkt und nicht über mTOR beeinflusst.
Die Rolle von Leucin
Die Tatsache, dass Leucin multiple Funktionen besitzt, schreit geradezu nach der Frage, ob auch andere Aminosäuren bei der Unterstützung der Muskelproteinsynthese eine spezifische Rolle spielen. Im Augenblick kann eine Supplementierung mit Leucin nicht schaden, aber wieviel optimal ist und welche anderen Kombinationen von Aminosäuren effektiv sein könnten, wird noch heiß diskutiert.
Der mTOR Pfadweg läuft natürlich innerhalb der Zelle ab, wo sich Aminosäuren ansammeln können, da sie unbehindert durch die Zellmembran zu ihrem Ziel gelangen können. Trotzdem bedeuten hohe Spiegel von Aminosäuren in der Zelle nicht automatisch, dass die Muskelproteinsynthese optimal sein wird. Darüber hinaus ist mTOR nur einer der Pfadwege, die an der Muskelproteinsynthese beteiligt sind – es gibt noch weitere Wege, die Muskelproteinsynthese anzuregen.
Viele der an der Muskelproteinsynthese beteiligten Schlüsselspieler müssen immer noch in die Zelle gelangen und benötigen eine Passage durch die Membrankanäle. Diese Aktivatoren binden an ihren Zielrezeptor RTK (Receptor Tyrosine Konase) an, der sich in der Zellwand befindet und einen Pfadweg öffnet, der AKT, mTOR und andere Pfadwege direkt beeinflusst, indem er PI3K (Phosphatidylinositol 3-Kinase) dazu bringt, seine Aufgabe zu erfüllen.
PI3K spielt eine entscheidende Rolle, die viele der Pfadwege beeinflusst, die für Proliferation, Wachstum und Funktion der Zelle verantwortlich sind. PI3K wird primär durch Wachstumsfaktoren aktiviert, aber durch Signalmechanismen kontrolliert, die als Zytokine und G-Protein gekoppelte Rezeptoren bekannt sind. Zusätzlich hierzu spielen auch Insulin und insbesondere der Einfluss von IGF-1 (Insulin-Like Growth Factor-1) bei der Rezeptoraktivierung eine Rolle. Alles in allem gibt es mehrere unterschiedliche externe Faktoren, die für eine optimale Muskelproteinsynthese aktiviert werden müssen.
Bist Du verwirrt? Wir sind es alle. Dies ist ein komplizierter Prozess, der einer präzisen Sequenzierung bedarf, wobei wir noch nicht genau wissen, welche Sequenzen involviert sein könnten. Die Muskelproteinsynthese ist außerdem vom richtigen Timing abhängig, weshalb ein Teil der Herausforderung darin besteht, alle Spieler am Start und bereit zu haben.
Wir glauben jedoch auch, dass es Wege geben könnte, diese Sequenzen durch den Verzehr bioaktiver Peptide (kleinere funktionale Einheiten innerhalb von Proteinen) wie Wachstumsfaktoren und Prolin reiche Peptide (ein Typ von Zytokin), welche aus größeren Proteinen durch eine spezielle Verarbeitung extrahiert werden können, zu verbessern. Die Herstellung der feineren bioaktiven Peptide ist übrigens nichts Neues und wird seit Jahrzehnten bei der Produktion von Formeln für Kleinkinder und Produkten zur Verbesserung der Immunfunktion eingesetzt. Aber erst jetzt hat man damit begonnen diese wirkungsvollen Bestandteile für den Muskelaufbau und Anwendungen im Bereich des Sports in Betracht zu ziehen.
Schlusswort
Wenn Du Proteine und/oder Aminosäuren und/oder bioaktive Peptide in Kombination mit solidem, konsistentem Training konsumierst, dann könntest Du die Muskelproteinsynthese positiv beeinflussen. Während die Wissenschaft die Prozesse weiter untersucht und besser zu verstehen beginnt und die Praxis weiterhin positive Resultate zeigt, ist mit einer Explosion an sowohl neuen Produkten, als auch Untersuchungen zum Thema bioaktive Peptide und Optimierung der Muskelproteinsynthese zu rechnen.
