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Nährstoffverwertung für gezielte Hypertrophie - Teil 4: Muskelzelle
9. Juni 2010
| Dummy

1.Der Weg eines Nährstoffs in die Zelle
Transportproteine allgemein
Jede Zelle muss Nährstoffe für den Erhalt ihrer Funktion aus der Umgebung aufnehmen. Die Nährstoffaufnahme in die Zellen erfolgt durch spezifische Transportproteine. Eine Aufnahme in die Zelle kann- aktiv, unter Verbrauch von Energie,
- passiv über einen Konzentrationsgradienten stattfinden.
- Uniporter (Transport von einem Molekül)
- Cotransporter (Transport mehrerer Moleküle)
- Antiporter (Transport in gegengesetzte Richtung)
- Ionenpumpen, (z.B. Protonenpumpen)
- Ionenkanäle, (z.B. Natriumkanal)
- Aquaporine, (den Wasseraustausch fördernde Kanäle)
Insulin – Der Schlüssel
Insulin ist ein Hormon aus der Pankreas (Bauchspeicheldrüse). Es ist das einzige Hormon, welches in der Lage ist, den Blutzuckerspiegel zu senken. Es entzieht also dem Blut die Glucose, aber auch Proteine und Fettsäuren, um diese Makronährstoffe dann im Muskel- oder Fettgewebe zu speichern.

Insulinrezeptor – Das Schloss
Rezeptoren sind die Schlösser, die Nährstoffen Zugang zu Zellen ermöglichen. Jedes Schloss hat nur bestimmte Schlüssel (Liganden), die in sie hineinpassen. Der Insulinrezeptor ist ein auf der Zellmembran von Körpergeweben (z.B. Skelettmuskulatur, Fettgewebe) exprimierter Rezeptor, dessen physiologischer Ligand (Schlüssel) das Insulin ist. Über den Insulinrezeptor gelangen also die Makronährstoffe (Glucose, Fettsäuren und Proteine / Peptide) in die Muskel- und Fettzelle und können dort zum (Wieder)befüllen von Speichern oder zum Neuaufbau bzw. zur Reparatur von Proteinstrukturen eingesetzt werden. Gehirn, Nervensystem, Rote Blutkörperchen und Nierenmark bilden die Ausnahme und benötigen kein Insulin zur Aufnahme von Glucose. Durch die Aktivierung des Insulinrezeptors wird die Anlagerung eines intrazellulär (in der Zelle) gelegenen Signaltransduktionsproteins ermöglicht. Es werden der Glucosestoffwechsel, die Zellproliferation (Vermehrung) und die Translokation von Glucosetransportern (Glut-4-Transporter) beeinflusst, was soviel bedeutet wie: In der Zelle werden Vorgänge in Gang gesetzt, um die antransportierten Stoffe: - in eine Struktur einzubauen (Peptide/Proteine) - zu verbrauchen (Glucose/Fettsäuren/Aminosäuren) - zu speichern (Glykogen/Triglyceride)Insulinempfindlichkeit
Unter Insulinempfindlichkeit (Insulinsensivität) versteht man die Bereitschaft der Zellen, Insulin und die damit verbundenen Nährstoffe aufzunehmen. Die Insulinempfindlichkeit ist morgens am höchsten und nimmt im Tagesverlauf ab. Training erhöht besonders die Insulinempfindlichkeit der trainierten Muskelzellen und ermöglicht so, einen verstärkten Nährstoffeintritt für die Zeit des anabolen Wachstumsfensters, welches ca. 60 Minuten nach dem Training geöffnet ist. Einen Rückgang der Insulinempfindlichkeit erreicht man, indem ständig große Mengen Insulin an der Zelle auf „Einlass“ warten (z.B. bei einer Kohlenhydrat-Mast).Glut-4-Transporter
Der Glut-4-Transporter ist ein insulinabhängiges Transportmedium, welches den Übergang von Glucose und Fructose in die Zelle ermöglicht. Muskel- und Fettzellen exprimieren den Glucose-Transporter.
Insulinogene Aminosäuren

2. Verwendung innerhalb der Zelle
Proteinsynthese
Beinahe jedes Aufbausupplement im Bodybuilding wirbt mit einer Steigerung der Proteinsynthese. Doch was versteht man eigentlich darunter? Erklärung Die Proteinsynthese ist ein Prozess, durch den, basierend auf zwanzig essenziellen Aminosäuren, neue Proteine entstehen. Es findet ein Umschreibungsvorgang der DNA statt. Die Proteinsynthese spielt sich in den Ribosomen des Zell-Zytoplasmas ab. Da es sich bei Aminosäuren um stickstoffhaltige Verbindungen handelt, spricht man in Zusammenhang von Proteinsynthese auch von positiver oder negativer „Stickstoffbilanz“ und meint damit das Verhältnis des Auf- und Abbaus von Aminosäuren in und aus dem Muskel. Je höher Belastung oder Stresssituationen ausfallen, desto mehr verschiebt sich das Verhältnis von Auf- und Abbau zugunsten des Abbaus von Proteinstrukturen
Ohne ausreichende Zufuhr über die Nahrung ist die Proteinsynthese definitiv eingeschränkt.
Proteinsynthese und Training- Die Proteinsynthese nimmt während des Trainings ab und steigt nach dem Training wieder an
- Eine durch Training gesteigerte Proteinsynthese lässt sich bis 38 Stunden nach Trainingsende messen.
- Eine zu geringe Proteinaufnahme senkt die Proteinsynthese im Skelettmuskel
- Andere Funktionen des Körpers wie das Immunsystem, welches Glutamin hauptsächlich aus dem Muskel als Treibstoff benutzt, beginnen ebenfalls darunter zu leiden
Eine zu geringe Proteinversorgung beschneidet die Fähigkeit des Körpers, mit dem Stress und den Gewebeschäden, die durch intensives Training verursacht werden, umzugehen.
Energieverbrauch
Aerobe Oxidation von Fettsäuren in den Mitochondrien

Energiespeicherung
In 2 Fällen speichert Körper Energie in den Zellen ab:- Bei geleerten Speichern (z.B. durch intensives Training)
- Bei einem Überangebot
- Muskulatur 300 g Glykogen und 50 g Triglyceride
- Fettgewebe 20 g Glykogen und 14500 g Triglyceride
Besonders das Speichervolumen an Muskelglykogen steigen beim Bodybuilder sehr stark an und können sogar 500 g betragen. Fettgewebsspeicher können theoretisch unendlich anwachsen und somit auch unendlich Kalorien bereithalten.
3. Ableitung einer sinnvollen Supplementierung
Insulin und Glut-4-Transporter
Insulin Muskelaufbau findet nur dann statt, wenn verbrauchte Energiespeicher und zerstörte Proteinstrukturen nach dem Training wieder aufgebaut werden. Um die dafür benötigten Substrate in die Muskelzelle zu befördern ist besonders das Hormon Insulin von entscheidender Bedeutung. Dieses gilt es, über die richtige Ernährung und Supplementierung zu manipulieren.
- Kohlehydrate in großer Menge oder mit hohem glykämischem Index
- Vermeidung von Fett, damit es nicht zu einer Verlangsamung des Verdauungsvorgangs kommt
- Supplemente mit hochmolekularer Maisstärke
- Zusätzlich schnelle Proteine
- Zufuhr insulinogener Aminosäuren wie z.B. Leucin
Die Muskel Glykogen (Re)Synthese ist doppelt so hoch, wenn Kohlenhydrate unmittelbar nach dem Muskeltraining gegeben werden
Insulinrezeptoren
Die Insulinrezeptoren lassen sich im punkto Insulinempfindlichkeit sehr gut manipulieren und zwar:- durch Muskeltraining
- durch die richtige Trainingszeit (nicht zu spät am Tag)
- durch Supplementierung von z.B. R-ALA (Alpha-Liponsäure) oder Chrom
Proteinsynthese
Die Proteinsynthese lässt sich über die Ernährung beeinflussen. Einer der wirksamsten Ansatzpunkte von anabolen Steroiden IGF-1, MGF und Wachstumshormonen ist die Stimulation der Muskel-Proteinsynthese.Jedoch auch bei exogenen Hormongaben kann KEINE neue Muskelmasse ohne ausreichend Proteinzufuhr wachsen.
Die Forschung zeigt eindeutig, dass durch massive Erhöhung der Blutkonzentration mit Aminosäuren die Proteinsynthese im Skelettmuskel erhöht wird. Man kann eine positive Stickstoffbilanz über ausgedehnte Zeiträume aufrechterhalten, wenn die Proteinzufuhr hoch bleibt. Eine Stickstoffanreicherung wird so lange fortgesetzt, wie die Proteinzufuhr hoch ist Für die PraxisAusreichend Protein erhöht über den Weg der Proteinsynthese die Muskelmasse (diese muss aber durch Training stabilisiert werden).
- Besonders ein hoher Anteil essentieller Aminosäuren in der Ernährung erweist sich als günstig (wichtigste Aminosäure ist hier Leucin).
- Ein Überschuss an verzweigtkettigen Aminosäuren (BCAA) bei optimaler Gabe der restlichen essentiellen Aminosäuren stimuliert die Muskelproteinsynthese am stärksten.
- Die gleichzeitige Aufnahme von BCAA und Glutamin verspricht keine weiteren Vorteile für die Steigerung der Proteinsynthese.
- Die kombinierte Gabe von Leucin, Arginin und Lysin erweist sich als effektiv.
Die maximale Stimulation der Muskelproteinsynthese findet durch 15 g essentielle Aminosäuren (EAA) pro 70 kg statt. Dieser Stimulationsvorgang kann mehrmals am Tag erreicht werden.
- Der mehrmals tägliche Verzehr von (schnellem) Protein verspricht eine zusätzliche Stimulation der Proteinsynthese
- Supplemente wie Ecdysone FX von Peak können diesen Vorteil noch verstärken.
- Sowohl Ethanol, als auch sein metabolisches Nebenprodukt, Aldehyd, senken die Proteinsynthese im Skelettmuskel (Alkoholkonsum)