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BCAAs

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Inhaltsverzeichnis

Alles zum Thema BCAAs

Allgemeine Informationen

Was sind verzweigtkettige Aminosäuren?

Die verzweigtkettigen Aminosäuren, so der etwas sperrige deutsche Begriff für die BCAAs, sind die Gruppe der proteinogenen Aminosäuren Leucin, Isoleucin und Valin. Verzweigtkettig bedeutet in diesem Zusammenhang, dass in der chemischen Molekülstruktur der Branched Chain Amino Acids die Methylgruppen ineinander greifen – diese Struktur kann allerdings nicht vom Körper selbst hergestellt werden. Als essentielle Aminosäuren sind sie für den menschlichen Organismus aber unbedingt notwendig, sie sind also lebenswichtig. Ihre Einnahme kann an der Aktivierung des mTOR-Proteins beteiligt sein. Dieses wiederum ist für die Signalwege der Sauerstoffkonzentration in den Zellen aber auch den Energiehaushalt und bestimmte Wachstumsfaktoren zuständig. Im Klartext bedeutet das für Sportler: BCAAs, besonders Leucin, können möglicherweise die Herstellung von Muskelproteinen anregen. Bei großer Anstrengung kann es im Körper zu einer Verstoffwechslung von nicht essentiellem Glutamin kommen. Der Körper - oder besser gesagt seine Muskelzellen – würde in diesem Fall versuchen, Glutamin aus anderen Aminosäuren herzustellen. Da BCAAs aber über 30 Prozent aller in den Muskelzellen vorkommenden Aminosäuren ausmachen, würde diese Vorgehensweise des Körpers bei mangelnder BCAA-Versorgung von außen dafür sorgen, dass der Stoffwechsel seinen eigenen Muskeln Energie entzieht – dies geschähe dann zulasten des Muskelaufbaus. Für gleiche Trainingsergebnisse müsste also viel länger und härter trainiert werden.

Daneben können die Muskelzellen aber auch ihren Bedarf über frei im Blutkreislauf vorhandene BCAAs decken – also solche, die noch nicht an Körperzellen gebunden sind. Dies gilt es, durch Bereitstellung einer größeren Menge an BCAAs sicherzustellen. Werden sie eingenommen, gelangen sie zügig in die Blutbahn und werden – im Gegensatz zu allen anderen für den Menschen wichtigen Aminosäuren – nicht erst in der Leber durch den Stoffwechselprozess umgewandelt. Stattdessen werden sie bei oraler Einnahme ohne Umwege meist gleich im Darm resorbiert und können damit sofort in den Muskelzellen selbst weiterverarbeitet werden. Der Körper muss also zur Herstellung des benötigten Glutamins nicht den Umweg über sein eigenes Muskelgewebe gehen, sondern kann gleich die zusätzlich zugeführten BCAAs dafür nutzen.

Was ist Leucin?

Leucin ist eine proteinogene α-Aminosäure. Für Säugetiere ist vor allem das L-Leucin von Bedeutung, das im Energiehaushalt der Muskelzellen eine bedeutende Rolle einnimmt. Es wurde erstmals 1819 als Bestandteil von Proteinen charakterisiert. Leucin hat die Summenformel C6H13NO2 und kommt meistens als Zwitterion vor. Das bedeutet, das Proton seiner Carboxygruppe wandert in Richtung des einzelnen Elektronenpaars des Stickstoffatoms in der Aminogruppe.

Die Biosynthese von Leucin findet überwiegend im Dünndarm statt, wo das Leucin aktiv und elektrogen via Natrium-Cotransport von den Zellen der Darmschleimhaut aufgenommen wird. Die intestinale Absorption - also die Lösung im Darm - liegt bei fast 100 Prozent.

Leucin kann als einer der beteiligten Stoffe zur Proteinbiosynthese in der Muskulatur dienen. Dadurch scheint es den Abbau von Muskelproteinen zu bremsen und soll Heilungsprozesse unterstützen – auf letzteres deuten zumindest jüngste Forschungsergebnisse hin, die aussagen, dass Leucin den HGH-Serumspiegel erhöht und die Ausschüttung von Insulin und Liothyronin steigert. Bei letztgenanntem wird wiederum eine anabole Wirkung vermutet, da es in den Muskelzellen die Synthese von Protein verbessern und die Verbrennung von Kohlenhydraten und Fetten aktivieren kann. Wissenschaftlich belegt ist diese Annahme allerdings nicht. Als Tagesbedarf für einen normalen Erwachsenen rechnet die Forschung je nach Einnahmemethode mit zehn bis 50 Milligramm Leucin pro Kilogramm Körpergewicht.

Was ist Isoleucin?

Isoleucin ist ebenfalls eine proteinogene α-Aminosäure. Wie sein Verwandter das Leucin dient auch Isoleucin wahrscheinlich als Energielieferant für Muskelzellen. Isoleucin wurde erstmalig im Jahr 1904 charakterisiert. Isoleucin hat ebenfalls die Summenformel C6H13NO2 und liegt meist als Zwitterion vor.

Die Biosynthese von Isoleucin unterscheidet sich nicht von der von Leucin, da beide Proteine im Dünndarm aufgenommen werden. Im Körper scheint es neben seiner Rolle in den Muskelzellen auch als wichtiger Baustein für den Aufbau von Protein zu dienen. Bei körperlicher Anstrengung tritt Isoleucin ins Spiel, wenn die Glucosereserven aufgebraucht sind und es über Zwischenstufen zur Neubildung von Glucose Verwendung findet. Daneben wird Isoleucin auch die Ausschüttung von Insulin nachgesagt. Forscher errechneten einen normalen Tagesbedarf von 7,5 bis 28 Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht.

Was ist Valin?

Valin ist die dritte Aminosäure der BCAAs. Wie Leucin und Isoleucin kann es vermutlich vor allem eine hohe Bedeutung für den Energiehaushalt der Muskeln haben. Valin wurde erstmalig 1901 charakterisiert. Die Summenformel von Valin lautet C5H11NO2.

Wie Leucin und Isoleucin ist auch Valin eine Aminosäure mit aliphatischer Seitenkette, trägt daher nur eine Kohlenstoffseitenkette und ist unpolar. Von der Struktur her leitet sich Valin durch Substitution eines Wasserstoffatoms durch eine Aminogruppe von der Isovaleriansäure ab. Die Biosynthese läuft wie bei den beiden anderen BCAAs ab.

Valin ist ebenfalls wahrscheinlich ein Baustein der Proteinbiosynthese und kann, wenn es ungebunden in der Blutbahn verfügbar ist, von den Muskeln gegebenenfalls als Energielieferant verwendet werden. Nur wenn genügend Valin im Blut vorhanden ist, baut das Muskelgewebe Protein ab. Diverse Studien, jedoch nicht vollständig validierte Studien, deuteten zudem darauf hin, dass Valin an der Ausschüttung von Somatotropin beteiligt sein kann. Dieses Wachstumshormon sorgt nicht nur während der Pubertät für ein Längenwachstum des Körpers, sondern verbessert auch bei Erwachsenen die Aminosäureverwertung. Als Vorstufe der Botenstoffe ist Valin nebenbei auch ein Ausgangsstoff für die Synthese von Glutamat, dem wichtigsten erregenden Botenstoff im Gehirn.

Zufuhr von BCAAs

Da die BCAAs, wie schon erwähnt, nicht vom Körper selbst hergestellt werden können, müssen sie ihm von außen zugeführt werden. Dies geschieht typischerweise durch Nahrung. BCAAs kommen in den meisten Nahrungsmitteln vor, die auch natürliches Eiweiß enthalten. Mais etwa enthält pro 100 Gramm ganze 1155 Milligramm Leucin. In der gleichen Menge Hafer befinden sich 937 Milligramm Valin und mit 694 Milligramm auch relativ viel Isoleucin. Daneben enthalten Hühner- und Putenfleisch ebenfalls hohe Mengen an BCAAs, dicht gefolgt von Rind- und Kalbfleisch sowie einigen Fischsorten wie Thunfisch, Wildlachs und Buntbarsch.

Der Nachteil dieser „gewöhnlichen“ Darreichungsform für Sportler ist, dass zwingend auch die anderen Bestandteile dieser Nahrungsmittel mit eingenommen werden. Gerade Sportler auf Diät können daher auch auf Supplements mit hohem BCAA-Anteil zurückgreifen. Der Vorteil liegt dann auf der reduzierten Kalorienzufuhr, während der Körper weiterhin genügend ungebundene BCAAs im Blutkreislauf zur Verfügung hat.

Eine sinnvolle Ergänzung für Sportler können BCAA-Supplements aber vor allem dann sein, wenn auf nüchternen Magen trainiert wird oder nach einem ausgedehnten Body-Workout noch umfangreiche Cardio-Einheiten anstehen.

Wenn Sportler lieber mit leerem Magen trainieren, bietet sich für sie die Einnahme von BCAA-Supplements anstelle einer anderen Form von Pre-Workout-Snack an. So verfügt der Körper gleich über eine erhöhte Menge an BCAAs, wird jedoch nicht durch die Verdauung beeinträchtigt. Die ideale Einnahmeform für BCAA-Supplements für eine schnelle Versorgung sind Pulver oder Kapseln. Tabletten haben meist eine längere Resorptionszeit und sind daher eher für die Langzeitversorgung geeignet.

Für hart trainierende Athleten, die täglich Gewichte stemmen oder dem Körper anderweitig täglich Höchstleistungen abverlangen, verteilt sich der ungefähre tägliche Bedarf an BCAAS folgendermaßen:

      • Leucin 5 – 6g
      • Isoleucin 2g
      • Valin 4 – 5g

Zudem unterscheidet auch die ausgeübte Sportart darüber, wie hoch der Bedarf an BCAAs ist: Gegenüber Breitensportlern haben Kraftsportler einen rund 20 Prozent höheren Bedarf an Protein und Ausdauersportler benötigen sogar 60 bis 70 Prozent mehr. Allerdings: Wer nach dem Training einen Proteinshake mit 50 Gramm Protein zu sich nimmt, kann auf die Einnahme von zusätzlichen BCAA-Supplements nach dem Training in der Regel verzichten.

Anwendungsbereiche und Wirkung von BCAAs

BCAAs im Sport

Durch ihre Funktion im Körper können BCAAs gerade für Sportler eine positive Wirkung haben. Unter anderem weil stellenweise für sie ein Rolle beim Abbau von Glutamin angenommen wird.

Damit eignen sich die BCAAs zum einen für Sportler, die Muskeln definieren und dadurch überschüssiges Fett loswerden möchten. Zum anderen unterstützen die BCAAs wohl den Muskelaufbau an sich und können so dafür sorgen, dass sich im Kraftsport Muskeln schneller und/oder stärker aufbauen. Dies ist allerdings wissenschaftlich nicht belegt. Zum anderen ist es auch möglich, dass Ausdauer-Sportler von den diversen Funktionen der BCAAs im Körper profitieren können.

Im Gehirn konkurrieren die BCAAs mit der Aminosäure Tryptophan um den Abbau; Tryptophan wird im Hirn zum Neurotransmitter Serotonin umgewandelt. Ein hoher Serotoninspiegel kann aber bei manchen Menschen während des Trainings zu einer schnelleren Muskelermüdung führen. Wird nun vor dem Training dem Körper eine BCAA-Einheit zugeführt, kann dies dafür sorgen, dass weniger Tryptophan im Gehirn umgewandelt wird – der Serotoninspiegel bleibt in diesem Fall wohl niedrig, was wiederum dem Körper dann erlauben kann, länger und/oder intensiver zu trainieren, bevor es zu Ermüdungserscheinungen kommt.  

Da der Körper während des Trainings in hohem Maß Alanin und Glutamin abbaut, sollten gegebenenfalls gleich nach dem Training BCAAs zugeführt werden. Das sorgt nicht nur für die normalen Effekte des Aufbaus von Alanin und Glutamin, ohne dass dabei Muskelgewebe abgebaut wird, sondern kann unter Umständen auch die Ausschüttung von Insulin erhöhen. Insulin transportiert nicht nur Zucker in die Zellen, die Muskeln benötigen es zudem auch, um andere Aminosäuren aufnehmen zu können. Die Einnahme von BCAAs kann also auch dabei helfen, andere Nährstoffe im Körper zu verwenden. Wissenschaftlich belegt ist diese Wirkung jedoch nicht.

BCAAs in der Medizin

Wie bereits erwähnt, wird angenommen, dass freie BCAAs im Blutkreislauf unter bestimmten Voraussetzungen bei Verletzungen für eine schnellere Heilung sorgen. Aber auch in anderen Anwendungsbereichen kommen diese Aminosäuren zum Einsatz: Bei Leberzirrhosen dienen sie den Medizinern zur Verhinderung von Enzephalopathien. Und nicht zuletzt kann bei Patienten, die krankheitsbedingt wenig Bewegung haben, die Reduzierung der Muskelmasse verlangsamt werden. Da den BCAAs durch ihre Synthese in den Muskelzellen auch eine Wirkung in der Reduzierung von altersbedingtem Muskelschwund nachgesagt wird, laufen momentan auch Forschungen für den Einsatz auf dem Gebiet der Geriatrie, also der Altersheilkunde. Daneben kommen BCAAs auch vereinzelt in der Intensivmedizin zum Einsatz, wo sie durch ihre heilungsbeschleunigenden Eigenschaften vor allem bei schweren Verletzungen dafür sorgen sollen, dass ein Patient schneller lebensbedrohliche Phasen übersteht.

Mögliche Nebenwirkungen

Wichtigster Hinweis für die Einnahme von BCAAs ist, dass Studien zufolge das potentiell aktivierte mTOR-Gen mit dem Wachstum von Tumorzellen bei einer bestehenden Krebserkrankung in Verbindung gebracht werden kann. Daher sollte eine solche Erkrankung vor Einnahme ausgeschlossen werden, auch weil in den meisten Nahrungsmitteln BCAAs enthalten sind. Des Weiteren kann eine regelmäßige Einnahme die Harnstoffwerte im Körper ansteigen lassen, was im Zweifel überprüft werden sollte. Wirkliche Folgen einer Überdosierung gibt es nicht, überschüssige BCAAs werden wie andere Aminosäuren vom Körper ausgeschieden.