Eiweißstoffwechsel und andere Fragen

[pinkpoison]

Jedes Gramm Protein, das über die Nahrung zugeführt wird, wird - sofern keine KH gegessen werden - zu 58% in Glucose verwandelt.

Robert, das glaubst du doch selbst nicht - oder etwa doch?

So sind nun mal die biochemischen Fakten, Rainer. Auch wenn' s Dich überraschen mag - selbst Fette (Triglyzeride) wirken insulinogen und werden zu 10% (der Glyzerinanteil) zu Glucose umgewandelt. Das ist nix neues, sondern schon jahrzehntelang bekannt. viele wissen zwar, was Gluconeogenese ist, aber kaum jemand ist sich ihrer Konsequenzen bewußt: Es werden Aminosäuren in Glucose umgewandelt und diese provozieren nolens volens eine Insulinreaktion. Überaschend ist, dass es so viele nicht wissen oder nicht wissen wollen.

The ketogenic ratio

(...) the simplest way to
examine the effects of food consumption on ketosis is to look at the equation used to develop
ketogenic diets for childhood epilepsy (figure 1).

Figure 1: The ketogenic ratio:

Ketogenic K 0.9 fat + 0.46 protein
------------------- = ---- = -------------------------------------------------
Anti-ketogenic AK 1.0 carbohydrate + 0.1 fat + 0.58 protein

Note: Protein, fat and carbohydrates are in grams.
Source: Withrow CD. The ketogenic diet: mechanism of anticonvulsant action. Adv Neurol
(1980) 7: 635-642.

(...)

Protein
Protein has both ketogenic effects (46%) and anti-ketogenic effects (58%). This reflects
the fact that 58% of dietary protein will appear in the bloodstream as glucose (3), raising insulin
and inhibiting ketogenesis. Note that the insulin response from consuming dietary protein is
much smaller than that from consuming dietary carbohydrates. Consequently protein must be
restricted to some degree on a ketogenic diet as excessive protein intake will generate too much
glucose, impairing or preventing ketosis. Protein also stimulates glucagon release and has some
pro-ketogenic effects.
The most critical aspect of protein intake has to do with preventing the breakdown of body
protein. By providing dietary protein during starvation, the breakdown of body protein can be
decreased or avoided entirely (4). The interactions between protein and glucose intake and protein
sparing are the topic of the next section.

Fat
Fat is primarily ketogenic (90%) but also has a slight anti-ketogenic effect (10%). This
represents the fact that ten percent of the total fat grams ingested will appear in the
bloodstream as glucose (via conversion of the glycerol portion of triglycerides) (5,6). If 180 grams
of fat are oxidized (burned) per day, this will provide 18 grams of glucose from the conversion of
glycerol."

Referenzierte Literatur:
3. Jungas RL et. al. Quantitative analysis of amino acid oxidation and related gluconeogenesis
in humans Phys Rev (1992) 72: 419-448
4. Cahill G. Starvation. Trans Am Clin Climatol Assoc (1982) 94: 1-21.
5. Felig P. et. al. Blood glucose and gluconeogenesis in fasting man. Arch Intern Med (1969)
123: 293-298.
6. Bortz WM et. al. Glycerol turnover in man. J Clin Invest (1972) 51: 1537-1546.

Quelle: The Ketogenic Diet: A complete guide for the Dieter and Practitioner (Lyle McDonald)

In populärwissenschaftlicher Literatur steht halt leider nur die halbe Wahrheit, wenn manchmal bis häufig behauptet wird, dass nur die KH eine Insulinwirkung hervorrufen würden. Der eine schreibts vom anderen ab und am Ende entstehen dann die Mythen. In den wissenschaftlichen Publikationen - wie z.B den referenzierten dieses schönen Kompendiums von Lyle McDonald aber auch vielen weiteren mehr (z.B die Literatur von Volek und Phinney), kann man lesen, wie die Faktenlage sich darstellt.

LG Robert

[püppchen]

sei mir nicht bös, aber nur weil irgendwer das schreibt,muß es nicht stimmen, auch wenns noch so schön wissenschaftlich aussieht. ich hab gelernt, daß der körper nahrungseiweiß NICHT in glucose umwandeln kann, sondern dazu körpereigene strukturen abbauen muß...
wie auch immer. da keiner von uns wissenschaftler ist und das selber im labor ausprobieren kann, können wir noch wochenlang um des kaisers bart streiten, ohne wirklich zu einem ergebnis zu kommen.....

[pinkpoison]

sei mir nicht bös, aber nur weil irgendwer das schreibt,muß es nicht stimmen, auch wenns noch so schön wissenschaftlich aussieht. ich hab gelernt, daß der körper nahrungseiweiß NICHT in glucose umwandeln kann, sondern dazu körpereigene strukturen abbauen muß...
wie auch immer. da keiner von uns wissenschaftler ist und das selber im labor ausprobieren kann, können wir noch wochenlang um des kaisers bart streiten, ohne wirklich zu einem ergebnis zu kommen.....

Sei mir nicht bös - aber nenne mir dann doch bitte die wissenschaftlichen Studien aus Peer-Reviewed Journals, die Deine Vorstellungen davon, was mit Proteinen und Fetten passiert unterfüttern. Die Quellen die der Autor des Buches referenziert (das ist nicht "irgendwer", sondern das ist die erste Reihe der Forscher, die sich mit Stoffwechselthemen beschäftigen. Darunter u.a. Hans Adolf Krebs, der für den nach ihm benannten Krebs-Zyklus (Citrat-Zyklus), der von diesen Dingen handelt, die wir hier diskutieren, 1953 den Nobelpreis erhielt)- ich könnte Dir noch viele weitere nennen - sind allesamt in angesehenen Publikationen erschienen und werden von niemandem, der sich in Biochemie auskennt ernsthaft in Frage gestellt. Weder Du noch ich brauchen ein Labor dazu - es reicht, wenn man sich auf den Stand der Forschung, wie er in den relevanten Publikationsquellen niedergelegt und für jedermann zugänglich ist bedient. Ich tu das regelmäßig und schau mir an, was es Neues aus der Forschung gibt. Das bewahrt mich davor, irgendwelchen Mythen auf den Leim zu gehen, wer auch immer diese gestreut hat.

Möglicherweise kennst Du ja das Buch von Eades/Eades (Protein Power) - ein populärwissenschaftliches Stadardwerk der Low-Carb-"Bewegung. Auch dort wirst Du die von mir vertretenen wissenschaftlichen Fakten einfsch lesbar aufbereitet so wiederfinden.

Das Grundprizip aller Low-Carb-Diäten - insbesondere des ketogenen Typs wird bei WIKIPEDIA in dieser Sequenz knapp zusammengefasst:

A diet very low in starches and sugars induces several adaptive responses. Low blood glucose causes the pancreas to produce glucagon,which stimulates the liver to convert stored glycogen into glucose and release it into the blood. When liver glycogen stores are exhausted, the body starts utilizing fatty acids instead of glucose. The brain cannot use fatty acids for energy, and instead uses ketones produced from fatty acids by the liver. By using fatty acids and ketones as energy sources, supplemented by conversion of proteins to glucose (gluconeogenesis), the body can maintain normal levels of blood glucose without dietary carbohydrates.

(http://en.wikipedia.org/wiki/Low-carbohydrate_diet)

Westmann/Mavropoulos et al. formulieren es in ihrem ausgezeichneten Review des Standes der Forschung (A Review of Low-Carbohydrate Ketogenic Diets) wie folgt:

Gluconeogenesis from protein
Gluconeogenesis refers to the production of glucose from
amino acids (“glucogenic amino acids”), glycerol, and
lactate when glucose is in demand but dietary sources are
limited [5,17]. For example, during prolonged fasting or
during an LCKD there is a reduction in glucose supply,
which initiates compensatory gluconeogenic mechanisms
to sustain glucose-dependent tissue [18]. However, unlike
prolonged fasting, during which endogenous glucogenic
amino acids (muscle) are used for glucose production, the
source of glucogenic amino acids on an LCKD is dietary
protein (Fig. 1). As minimal protein supplementation (1 to
1.5 g of protein/kg/d) is necessary to attain nitrogen
balance during prolonged fasting, protein intake at this
level associated with the LCKD may sustain positive nitrogen
balance and preserve muscle mass [19•]. Casein and
meat protein can be converted to glucose at about 50%
efficiency, so approximately 100 g of protein can produce
50 g of glucose via gluconeogenesis [20].

LCKD = Low Carb Ketogenic Diet; die Ziffern in Klammern bezeichenen die wissenschaftlichen Quellen, die im Anhang des Papers stehen und die man großteils online recherchieren kann.
(LINK DEFEKT - DAHER ENTFERNT VON SUDDA)

Wenn Du gelernt hast, dass der Körper Eiweiße nicht in Glucose umwandeln kann, dann hast Du also entweder schlechte Lehrer (oder Fachliteratur) gehabt.

In diesem Prozeß wird u.a. aus Nahrungsproteinen (bei Totalfasten oder unzureichender Nahrungsproteinversorgung aus Körpergewebe) Glucose hergestellt. Aminosäuren, die für diesen Zweck herangezogen werden nennt man glucogene Aminosäuren. Insbesondere Alanin und Glutamin sind hier zu nennen, aber im Grunde sind fast alle Aminosäuren glucogen.

WIKIPEDIA dazu:

A glucogenic amino acid is an amino acid that can be converted into glucose through gluconeogenesis.[1][2] This is in contrast to the ketogenic amino acids, which are converted into ketone bodies.

The production of glucose from glucogenic amino acids involves these amino acids' being converted to alpha keto acids and then to glucose, with both processes occurring in the liver. This mechanism predominates during catabolysis, rising as fasting and starvation increase in severity.

In humans, the glucogenic amino acids are:

Glycinepoison
Serine
Valine
Histidine
Arginine
Cysteine
Proline
Alanine
Glutamate
Glutamine
Aspartate
Asparagine
Methionine

Amino acids that are both glucogenic and ketogenic:

Isoleucine
Threonine
Phenylalanine
Tyrosine
Tryptophan

Only leucine and lysine are not glucogenic.

(http://en.wikipedia.org/wiki/Glucogenic_amino_acid)

Ich hoffe ich konnte einige Missverständnisse klären. Ich bin jederzeit bereit meine Standpunkte zu revidieren, wenn ich mit überzeugenden wissenschaftlich fundierten Fakten konfrontiert werde, die meinen Standpunkt in Frage stellen. Wenn Du also Quellen hast, die lückenlos und wissenschaftlich methodisch sauber belegen, dass der menschliche Körper aus (Nahrungs-)Proteinen keine Glucose machen kann, dann nur her damit.

LG Robert

[püppchen]

ich habe nicht gesagt, daß der körper aus proteinen keine glucose herstellen kann, ich hab gesagt, er stellt sie aus körpersubstanz her und nicht aus nahrungsproteinen! was auch der grund dafür ist, daß menschen bei diäten, wenn sie zu wenig eiweiß zuführen, muskeln abbauen.

[ReMe]

Besten Dank Robert, für Deine interessanten, ausführlichen Darlegungen über die Verwertung von Protein im menschlichen Organismus.
Eine Frage habe ich. Du schreibst:

Stelle Deine Proteinaufnahme in dieser Phase der Diät so ein, dass Du 150g/d (und keinesfalls weniger!) zu Dir nimmst.

Wie berechnest Du diese Menge Protein. Auf Grund der Literatur für Ernährung im Sport, war ich bis jetzt der Meinung dass die tägliche Eiweissmenge 1- 1.2 g pro Kg Körpergewicht berechnet wird?
Ich jedenfalls komme bei dieser Berechnungsweise niemals auf 150 g/d, geschweige denn auf 200g/d?
Oder habe ich bei Deinen Ausführungen etwas falsch verstanden? Ueber eine Antwort würde ich mich freuen.
Mit besten Wünschen!
ReMe

[pinkpoison]

ich habe nicht gesagt, daß der körper aus proteinen keine glucose herstellen kann, ich hab gesagt, er stellt sie aus körpersubstanz her und nicht aus nahrungsproteinen! was auch der grund dafür ist, daß menschen bei diäten, wenn sie zu wenig eiweiß zuführen, muskeln abbauen.

Guten Morgen Püppchen und ReMe!

@püppchen:
Genau das ist aber ein Irrtum, wie die von mir zitierten Quellen ja auch bereits gezeigt haben. Vielleicht kennst Du den Insulin-Index von Lebensmitteln (nicht zu verwechseln mit dem Glykämischen Index, der die Blutzuckerreaktion auf Konsum von Lebensmitteln misst!).

The Insulin Index is a measure used to quantify the typical insulin response to various foods. The index is similar to the Glycemic Index and Glycemic Load, but rather than relying on blood glucose levels, the Insulin Index is based upon blood insulin levels. This measure can be more useful than either the Glycemic Index or the Glycemic Load because certain foods (e.g., lean meats and proteins) cause an insulin response despite there being no carbohydrates present, and some foods cause a disproportionate insulin response relative to their carbohydrate load.

(http://en.wikipedia.org/wiki/Insulin_index

Der Insulin-Index misst direkt die Insulinmenge, die ausgeschüttet wird, wenn man ein Lebensmittel konsumiert. Referenz ist Weißbrot mit einem Wert von 100. Rindfleisch weist zum Beispiel einen Wert von 51(+-16) auf, Fisch 59 (+-18). Weitere Werte findet Du bei Wikipedia (siehe Link ein paar Zeilen höher). D.h. die Insulinausschüttung in Folge von Rindfleischkonsum ist in etwa halb so stark wie im Fall von Weißbrot, obwohl der KH-Gehalt von Muskelfleisch gegen Null tendiert. 65g mageres Rindersteak sollten Typ-1-Diabetiker z.B. mit 1 BE ansetzen.

Was Deinen Irrtum (und den Deiner Dozenten) angeht, fasst auch diese Information im Diabetes-Ratgeber ganz gut zusammen:

" Auch Fett und Eiweiß können den Blutzucker beeinflussen -
Manchmal lohnt es sich für Typ-1-Diabetiker, auch Fett und Eiweiß mit Insulin abzudecken (...) Denn auch Fett und Eiweiß können den Blutzucker steigen lassen. Der Körper wandelt einen Teil davon in Zucker um. (...)"

LINK DEFEKT - DAHER ENTFERNT VON SUDDA


Der muskulaturerhaltende Effekt von ketogenen Diäten (im Gegensatz zu Low-Fat-Diäten) beruht ja gerade darauf, dass der Körper Nahrungsprotein (sofern zugeführt - beim Totalfasten ja nicht!) zur Versorgung des Gehirns verwendet, statt seine Substanz anzugreifen um sie in Glucose zu verwandeln. Zu Beginn der Keto-Adaption nutzt das Gehirn ja nur 5-10% der Ketone, nach der Anpassung die mehrere Wochen dauert, sind das maximal 75%. Der Rest muss nach wie vor über Proteine (oder direkt zugeführte Kohlenhydrate) erfolgen (von den 10% Glucose, die man pro Gramm aus Triglzeriden gewinnen kann sowie Lactat mal zur Vereinfachung abgesehen).

Womit ich zur Frage von ReMe komme:

Das Gehirn braucht täglich ca. 600 kcal. Wenn man keine KH konsumiert, dann entspricht das (600[kcal]/4[kcal/g]) 150g KH oder Proteinen oder einer Mischung aus beiden. Wenn du keinerlei KH konsumierst, dann würden die 150g komplett auf Proteine entfallen, die dann in der Anfangsphase einer ketogenen Diät (solange die Ketone nicht effizient vom Gehirn genutzt werden können) in Glucose verwandelt werden. Da aber Proteine auch benötigt werden um Körpersubstanz zu reparieren, Enzyme zu bauen, Blutkörperchen, Immunsystem etc., braucht man entsprechend mehr. Da man aber mit rund 40-50g KH/d normalerweise (individuell unterschiedlich) die Ketose aufrechterhalten kann, werden ja 40-50g KH direkt dem Gehirn zugeführt und der Überschuß aus den 150g Proteinen reicht für einen nicht Leistungssport treibenden Menschen i.A. aus, um die Reparaturaufgaben zu erledigen. Je mehr Sport, desto mehr Proteine sind dann also nötig - oder eben mehr KH aber das gefährdet u.U. die Ketose. Auch ein Überschreiten der ca. 200g/d an Proteinen gefährdet die Ketose und kann gesundheitlich negative Folgen haben. Mehr als ca. 3,3 g/kg/d an Proteinen übersteigen die "hepatische Kapazität" unserer Stoffwechsels und führen u.U. zu lebensgefährlichen Vergiftungen ((Stichwort: Rabbit Starvation). Deshalb sollte man nie eine High Protein - Low Carb - Low Fat- Diät machen. Protein muss stets dem individuellen Bedarf angepasst sein.

Wenn die Ketoadaption vollzogen ist, braucht unser Gehirn weniger Glucose, weil es dann zu 75% von Ketonen lebt (450 kcal) und die verbleibenden 150kcal an Glucose aus Proteinen, Triglzeriden (und ggfls Laktat) gebildet werden können. Dann kann man die Proteinzufuhr zwecks Glucosegewinnung entsprechend zurückfahren, was dann in die Bereiche führt, die Du mit 1-1,2 g/kg/d (fettreie Masse) angesetzt hast. Die 150-200g/d gelten also für die Phase der Ketoadaption. Ist diese vollzogen (nach 4-6 Wochen normalerweise), und wird die Ketose dauerhaft aufrecht erhalten (!), dann gelten wieder die "traditionellen Empfehlungen" für die Proteinzufuhr.

Ich hoffe, ich hab mich halbwegs verständlich ausgedrückt.

LG Robert

P.S. Mehr Details dazu kannst Du in aller Ausführlichkeit in einem weiter oben referenzierten Link zu dem Buch von Lyle McDonald nachlesen, wo diese Berechnungen detailliert begründet sind.

[sola]

Moin LilaMütze,

ich habe mich jetzt nicht komplett durch die stoffwechselphysiologischen Abhandlungen gelesen und möchte dich zunächst herzlich willkommen heißen ;) .
Mit Normalgewicht noch etwas abzunehmen ist eigentlich bei jeder "Diät" deutlich schwieriger als wenn man tatsächlich übergewichtig ist.
Ich denke, am besten stellst du mal ein paar konkrete Tagespläne ein...
Und 2 Wochen sind für die Anpassung tatsächlich bei vielen noch nicht ausreichend.

...
ohne Kaloriendefizit geht auch mit LCHF nichts.
...

@Pinkpoison: das möchte ich grundsätzlich in Frage stellen. Neben den üblichen "Problemen" bei dieser Herangehensweise ( Wie hoch ist der Bedarf eigentlich?, etc.) halte ich einfach die Kalorien für ein absolut ungeeignetes Maß. ;)
Einige LCHFler zählen sie und nutzen die kcal als Orientierung, das stimmt. Aber längst nicht alle.
Der Kaloriengehalt eines Nahrungsmittels wird durch profanes Verbrennen ermittelt. Die Werte, die dabei herauskommen haben nur entfernt etwas mit der Verwertung im menschlichen Organismus zu tun. Für mich sind die Kalorien daher einfach überbewertet.

LG
Sola

[püppchen]

Guten Morgen, PP!
Ist ja auch schon ein Weilchen her, daß ich auf der Uni war und Ernährung war dort nicht wirklich DAS Thema, alles, was so mit Verdauung zu tun hatte, wurde eher vom pharmakologischen Aspekt her betrachtet. Hat sich sicher viel getan in den letzten 25 Jahren, manches, das in 'Amerika schon länger bekannt war, wird vielleicht heut auch schon bei uns gelehrt.......kicher......danke jedenfalls für Deine ausführliche Antwort!

[pinkpoison]

...
ohne Kaloriendefizit geht auch mit LCHF nichts.
...

@Pinkpoison: das möchte ich grundsätzlich in Frage stellen. Neben den üblichen "Problemen" bei dieser Herangehensweise ( Wie hoch ist der Bedarf eigentlich?, etc.) halte ich einfach die Kalorien für ein absolut ungeeignetes Maß. ;)

Ich gebe Dir recht, dass es wenig Sinn macht, sich sklavisch an Kalorientabellen zu orientieren, denn entscheidend ist nicht, wieviel Energie man aus einem Lebensmittel freisetzen kann, wenn man es in einem Bombenkalorimeter verbrennt (denn das geben die Tabellen wieder), sondern das, was unser Stoffwechsel aus einem Lebensmittel verstoffwechseln kann. Und da gibts erhebliche individuelle Unterschiede. Denken wir z.B an Laktose: Ist jemand laktosetolerant, dann kann er Nahrungsenergie aus Milchzucker gewinnen. Ist jemand laktoseintolerant, dann gewinnt er daraus direkt keine Energie (sondern füttert seine Darmflora). Für einen laktoseintoleranten Menschen hat ein Glas MIlch also weniger Kalorien als für einen laktosetoleranten Menschen.
Auf der anderen Seite weiß man inzwischen, dass Ballaststoffe, die ja angeblich "keine Kalorien haben", sehr wohl Kalorien haben können, wenn wir eine etsprechende Darmflora haben, die bestimmte Ballaststoffe in Fettsäuren umwandelt, die dann wieder in unseren Blutkreislauf gelangen und so 20% Energie (so wird der Wirkungsgrad angegeben) liefern. (So gesehen ernähren sich Vegetarier zu einem erheblich größeren Anteil von Fetten als traditionell angenommen. Auch wer viel Obst ist, ernährt sich zu einem großen Teil von Fett, weil Fructose nach Füllen des Leberglycogenspeichers sofort und ohne Umwege in Triglyzeride verwandelt werden. Soviel auch aus dieser Perspektive zum Thema "Verteufeln von Fett"... Man sollte die Fette lieber direkt, statt sie unter Inkaufnahme von Kolateralschäden (wie dies Vegetarier tun) indirekt zu konsumieren. Deshalb ist LCHF auch in dieser Hinsicht eine gute Wahl.)

Was den Output angeht: Der Grundumsatz wir i.d.R. nach der Harris-Benedict-Formel berechnet, basiert aber nur auf einem grob vereinfachenden Modell des Stoffwechsels und statistischen Schätzungen. Die Bandbreite der Abweichung ist ganz erheblich nach oben oder unten. Das haben selbst die beiden Namensgeber in ihrer Arbeit ausrücklich so beschrieben.
Analog der Leistungsumsatz. Tabellen, die angeben, dass eine Stunde Joggen oder Radfahren usw. X Kalorien verbrauchen sind an sich grober Unfug, weil sie zig Einflußfaktoren (exogene (Temperatur, Luftwidwerstand, Steigung/Gefälle,..) und endogene (Intensität in Bezug auf die persönliche VO2max, Stoffwechselökonomisierung in Folge langjährigen Trainings etc.) ausblenden.

Aus diesen Zusammenhängen heraus sind Aussagen wie "man muss 7000 kcal verbrennen, um 1 kg Fett zu verlieren", die ja immer wieder gerne - mangelhaft bis gar nicht hinterfragt - zum Besten gegeben werden, extrem grobe (und grob vereinfachende) Pi-mal-Daumen-Regeln, was jeder der akribisch Buch über seine Ernärhung und seine körperliche Aktivität mit Hilfe einschlägiger Tabellen führt, weiß.

Sowohl Kalorientabellen als auch Tabellen, die Energieumsatz widergeben, sollte man also allenfalls als sehr grobe Anhaltspunkte interpretieren, aber nicht verabsolutieren. Was man aber nicht ausblenden kann, das sind die grundsätzlichen Zusammenhänge der Thermodynamik, wonach man, um gespeicherte Energie (Körperfett) nur dann reduzieren kann, wenn man ein Defizit (mehr individueller (!) Output als individueller (!) Input) schafft. Das gilt (leider) auch bei LCHF - nur fällt es den meisten Menschen erheblich leichter ein solches Defizit dauerhaft aufrecht zu erhalten als bei Low-Fat-Diäten, weil man besser gesättigt ist und keine Blutzuckerachterbahnfahrten erfolgen.

LG Robert

[pinkpoison]

Guten Morgen, PP!
Ist ja auch schon ein Weilchen her, daß ich auf der Uni war und Ernährung war dort nicht wirklich DAS Thema, alles, was so mit Verdauung zu tun hatte, wurde eher vom pharmakologischen Aspekt her betrachtet. Hat sich sicher viel getan in den letzten 25 Jahren, manches, das in 'Amerika schon länger bekannt war, wird vielleicht heut auch schon bei uns gelehrt.......kicher......danke jedenfalls für Deine ausführliche Antwort!

Gern geschehen . Das Wissen von heute, sind die Irrtümer von morgen, oder wie war das Mal sehen, was die Wissenschaft künftig alles noch rausfindet....