Kann ich mit veganem Eiweißpulver das gleiche Muskelwachstum wie über Whey Protein erzielen?

Der Trend zu pflanzlichen Alternativen nimmt immer weiter zu. Eine Richtung, die wir aus Nachhaltigkeitspunkten sehr befürworten! Doch trotzdem stellen sich viele Sportler berechtigterweise die Frage, ob pflanzliches Eiweiß denn auch zum gleichen Muskelwachstum wie tierisches Eiweiß führt. Bisher galt Whey Protein als Favorit für viele Kraftathleten. Eine neue Studie hat es auf die Spitze getrieben: Wissenschaftler haben untersucht, ob pflanzliches Eiweiß bei identischer Aminosäuren-Zusammensetzung zum gleichen Muskelaufbau-Effekt führt wie Whey Protein. Die Ergebnisse haben uns erstaunt … und auch verwirrt.

Was passiert mit dem Muskelwachstum, wenn wir 18 fortgeschrittene Kraftathleten nehmen und sie auf nüchternem Magen einmal mit Whey Protein und einmal mit pflanzlichem Eiweißpulver versorgen?

»Solche Studien gibt es schon zuhauf!« denkst du jetzt? Aber was ist, wenn ich dir sage, dass das pflanzliche Eiweißpulver mit Aminosäuren so optimiert wurde, dass die Mengen an EAA (essenziellen Aminosäuren) und vor allem Leucin (mehr zu Leucin gleich) identisch sind?

Randomisiert, kontrolliert, doppelblind, cross-over …

Damit das Ganze auch wissenschaftlich gesichert ist, führen wir eine randomisiert kontrollierte Studie im Cross-over-Design und doppelt verblindet durch. Glücklicherweise müssen wir solch eine aufwändige Studie nicht selbst durchführen, denn das hat schon ein Forscherteam aus den USA, Kanada und Frankreich für uns erledigt. Aber dazu gleich mehr.

Kurz zur Auffrischung: Deshalb gilt Whey unter den Eiweißen als superior

Erst einmal zurück zu den Grundlagen: Inwiefern unterscheiden sich pflanzliche Proteinquellen vom uns bekannten Whey Protein (Molkenprotein)? Zu diesem Thema haben wir schon recht viel im Blogbeitrag geschrieben, wo es darum ging herauszufinden, welche Eiweißquelle die „beste“ sei. Nur hatten die hier aufgeführten Studien einen Haken, denn es wurden ausschließlich einzelne und unveränderte Eiweißquellen wie Whey Protein, Casein und Sojaprotein untersucht. Das heißt, man hat am Aminosäurenprofil nicht herumgespielt.

Kurz zur Auffrischung: Whey Protein kam bei uns als Eiweiß-Sieger hervor, da zum einen die Aminosäuren des Whey Proteins für unseren Körper schnell verfügbar gemacht werden können (es ist ein sehr schneller Anstieg der Aminosäuren im Blut nachweisbar) und zum anderen war Whey im Vergleich zu Sojaproteinisolat etwas besser bioverfügbar (trotz des gleichen PDCAA-Scores von 1,0).

Das Wesentliche: Bei SPORTBIONIER gilt die Mentalität, dass die Natur alles bietet, was ein gesunder Athlet benötigt. Aus diesem Grund ist im Bio-Molkenprotein nichts drin, was nicht hineingehört. Nach derzeitiger Studienlage hat sich dies bisher fortwährend bewahrheitet.

Außerdem punktet Whey Protein mit einem höheren Leucingehalt. Aber was für eine Rolle nimmt Leucin nochmal beim Muskelaufbau ein?

Leucin ist der Schlüssel fürs Muskelwachstum … sagte man

Leucin soll die Muskelproteinsynthese stimulieren. So hatte es Garlick (2005) in seiner Übersichtsarbeit über Leucin geschrieben und viele weitere Autoren wie Norton & Layman (2006) kamen auf ähnliche Ergebnisse.

Dabei soll Leucin zum Ersten einen direkten Einfluss auf die Insulinausschüttung und -sensitivität haben, zum Zweiten soll Leucin den mTOR-Pathway aktivieren und so zu anabolen Effekten führen. In Bezug zur Wertigkeit eines Proteins scheint Leucin der limitierende Faktor zu sein.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1c/Minimum-Tonne.svg/1284px-Minimum-Tonne.svg.png
Nach dem Minimumgesetz wäre Leucin die kürzeste Daube. Möchte man mehr Muskelwachstum, müsse die Leucin-Daube verlängert werden (also mehr Leucin über die Nahrung zugeführt bzw. ergänzt werden).

Genauso wie beim Sojaprotein ist der Leucinanteil in pflanzlichen Lebensmitteln tendenziell gering. In den meisten pflanzlichen Eiweißquellen macht er gerade mal 6–8 % vom Gesamtprotein. Beim Whey sind es rund 13,6 %. Eine Ausnahme stellt Maisprotein dar (12,2 %), allerdings fehlen zu Maisproteinisolat Studien, die den Effekt auf den Muskelaufbau untersuchen (vgl. van Vliet et al., 2015).

Für 3 g Leucin müsste man so viel von jedem Nahrungsmittel zu sich nehmen

Ein kurzes Beispiel: Möchte man 3 g Leucin über Whey abdecken, benötigt man gerade mal 27 g Whey Protein. Bei Casein wären es schon 35 g. Und jetzt kommt’s … bei Soja, Reis, Erbsen und Weizen müsste man über 40 g reines Proteinisolat zuführen, damit man 3 g Leucin zu sich nimmt. Bei einer naturbelassenen Portion wären das entweder 5 Eier, 104 g Sojabohnen, 150 g Linsen, 180 g Erbsen oder 500 g Reis. Der Verlierer ist eindeutig die Kartoffel. Für 3 g Leucin müsse man rund 3 kg Kartoffeln essen … guten Appetit!

Naturbelassene, pflanzliche Lebensmittel sind ohnehin recht eiweißarm. 100 g Kartoffeln enthalten aufgerundet gerade mal 2 g Eiweiß. Ein großes Ei (ungefähr so groß wie eine dieser Kartoffeln) enthält die dreifache Eiweißmenge.

Die Idee: Wir erhöhen den Leucin-Anteil auf künstlichem Wege!

Da pflanzliche Eiweißquellen häufiger aufgrund ihres semi-optimalen Aminosäurenprofils ins schlechte Licht gerückt werden, haben einige Nahrungsergänzungsmittelhersteller reagiert. Sie setzen bestimmte Aminosäuren wie BCAA (Valin, Isoleucin & Leucin) zu und bezeichnen das Aminosäurenprofil dann als „geboostet“ (nicht zu verwechseln mit Amino Spiking).

Ob das pflanzliche Eiweißpulver dann tatsächlich geboostet wurde, möchte ich im Einzelnen gar nicht beurteilen. Jedoch ist die Idee gar nicht so verkehrt und führt uns zu der oben genannten Fragestellung: Ein höherer Leucinanteil (eines der BCAA) könnte die Muskelproteinsynthese vielleicht ähnlich stark zu Whey erhöhen. Aber was sagt die Praxis dazu?

Aufregend: Studien an Ratten zeigen erstklassige Resultate!

Ein US-amerikanisches Forscherteam hat 2012 eine ausführliche Studie zur Stimulierung der Muskelproteinsynthese bei Ratten durchgeführt. Hier wurde untersucht, inwiefern Whey, Ei-, Weizen- und Sojaprotein einen Einfluss auf das Muskelwachstum haben, indem a) der Leucingehalt vorher und nachher im Blut gemessen wurde und b) die Fractional protein synthesis rate (FSR = Bestimmung der Muskelproteinsynthese) der Rattenmuskulatur bestimmt worden ist (vgl. Norton et al., 2012).

Die Muskelproteinsynthese wird vom Whey am stärksten stimuliert (mod. nach Norton et al., 2012)

Aus der Abbildung geht hervor, dass die Muskelproteinsynthese bei Zufuhr tierischer Eiweißquellen am höchsten war. Gleichzeitig war der Leucingehalt im Blutplasma ähnlich ausgefallen. 90 min nach der Protein-Mahlzeit war der Leucingehalt bei der Whey-Gruppe im Schnitt am höchsten (192 µmol/l), danach folgte die Ei-Gruppe (146 µmol/l) und bei Soja (84 µmol/l) sowie bei Weizen (78 µmol/l) am niedrigsten.

In Anbetracht des niedrigeren Leucingehalts in Soja und Weizen haben uns diese Ergebnisse wenig überrascht. Was also nun, wenn wir den Weizen mit Leucin „boosten“? Ich kann euch vorab versprechen: Die Ergebnisse sind spannend!

Weizenprotein kann bei Ratten die Muskelproteinsynthese vergleichbar stark stimulieren, sobald Leucin zugesetzt wurde (mod. nach Norton et al., 2012)

Sobald das Weizenprotein mit Leucin zugesetzt worden ist, sodass die Menge mit Whey identisch war (18,5 g Leucin auf 1 kg Eiweiß), haben in einem zweiten Experiment die Raten der Muskelproteinsynthese signifikant zugenommen!

Tatsächlich geht auf den Daten hervor, dass Weizenprotein + Leucin ein ähnliches Muskelwachstum zur Folge haben müssten wie es beim Whey Protein der Fall ist. Ebenso stieg der Leucingehalt nach der Einnahme von Weizenprotein + Leucin nun auf einen vergleichbaren Wert an, wie die folgende Tabelle darlegt.

Ausgangswert (nüchtern)Whey ProteinWeizenproteinWeizenprotein + Leucin
Zeit in min0309013530901353090135
Leucingehalt (µmol/l) im Plasma86226*164*173*151*8699211*137*148*
* = statistisch signfikanter Unterschied des Leucingehalts im Blut gegenüber des Ausgangswerts von 86 µmol/l (mod. nach Norton et al., 2012)

Das Wesentliche: Pflanzliche Eiweißquellen enthalten in der Regel weniger Leucin als tierische. Das ist insofern wichtig, da Leucin einen völlig eigenen Muskelaufbau-stimulierenden Effekt zu haben scheint. Studien mit Ratten zeigen, dass der Zusatz von Leucin im Weizenprotein tatsächlich zu einem höheren und länger anhaltendem Leucin-Peak im Blut und zu einer höheren Muskelaufbaurate führt – vergleichbar mit Whey.

… und wie sieht’s beim Menschen aus?

Die oben gezeigten Ergebnisse sehen schon mal vielversprechend aus. Wenngleich der Diskussionsbedarf nun enorm ist, wollen wir nicht großartig diskutieren – denn es handelt sich hierbei um eine Tierstudie.

Kommen wir zurück zum oben erwähnten Forscherteam zurück. Brennan und seine Kollegen (2019) haben sich die Mühe gemacht und ein ähnliches Studiendesign konzipiert, das sie mit Menschen durchgeführt haben. Genauer gesagt mit 18 fortgeschrittenen Kraftathleten, was die Übertragbarkeit der hier hervorkommenden Ergebnisse auf die Praxis groß macht.

Vegan optimiertes Eiweiß vs. Whey Protein

Insgesamt wurden drei pflanzliche Eiweißquellen mit Molkenproteinisolat (also etwas höher konzentriertes Eiweiß aus der Molke) verglichen. Alle pflanzliche Eiweißquellen wurden so präpariert, dass sie jeweils 12 g aller essenziellen Aminosäuren und 2,6 g Leucin pro Portion enthielten – das heißt identisch mit Whey Protein.

Für die Experten unter euch einmal die Auflistung der drei verschiedenen Testprodukte:

  • Pflanzliche Eiweißmischung #1 = Erbsenprotein + Kürbiskernprotein
  • Pflanzliche Eiweißmischung #2 = Erbsenprotein + Kürbiskernprotein + Sonnenblumenprotein
  • Pflanzliche Eiweißmischung #3 = Erbensproteinhydrolysat + Kürbiskernhydrolysat
  • Kontrollprodukt = Molkenproteinisolat (Whey Protein Isolat)

Das Studiendesign gibt eine Menge Daten

Das Besondere an einem Cross-over-Design ist, dass nahezu jeder der 18 Probanden jedes Produkt „testen“ durfte. Da die Eiweißpräparate außerdem gesüßt und blind (zufällig) dargereicht worden sind, konnte man maximal erraten, um welches Pulver es sich hierbei handle.

Sobald eines der Testprodukte als Shake getrunken wurde, wurden alle 9 EAA für insgesamt 4 Stunden im Blut gemessen. Manchmal muss man den Wissenschaftlern und auch den Probanden ein großes Lob aussprechen, dass sie solche Prachtexemplare an Studien durchführen!

Wenn die Ergebnisse überraschen

Damit hatten wir nicht gerechnet. Trotz identischer Mengen an EAA und Leucin konnten die Autoren dieser Studie signifikante Unterschiede bei allen drei pflanzlichen Eiweißpräparaten im Vergleich zum Molkenproteinisolat feststellen. Sowohl die Leucingehalte sowie die Gesamt-EAA-Gehalte im Blut waren nach Zufuhr des Whey Proteins im Schnitt wesentlich höher als bei allen drei pflanzlichen Testprodukten.

Leucingehalt im Blut von Einnahmezeitpunkt bis 4 Stunden nach dem Shake (mod. nach Brennan et al., 2019)
EAA-Gehalt im Blut von Einnahmezeitpunkt bis 4 Stunden nach dem Shake (mod. nach Brennan et al., 2019)

Betrachtet man allein das gemessene Leucin im Blut, so erreichte die Aminosäure ihre maximale Konzentration nach Einnahme des Whey Protein Isolats in einer Spanne zwischen 647,5 bis 761,8 nmol/ml. Bei den pflanzlichen Eiweißpräparaten waren es im Mittel zwischen 434,1 bis 561,8 nmol/l. Trotz gleicher Aminosäuren war das pflanzliche Eiweiß nicht bioäquivalent zum Whey.

Wie ist dieses Ergebnis zu erklären?

Frühere Studien, die pflanzliches Eiweiß mit Whey verglichen haben, beschränkten sich bisher häufig auf zwei Kriterien. Entweder sie haben versucht den Leucingehalt an dem Whey Protein anzugleichen (z. B. 60 g Weizenproteinhydrolysat vs. 35 g Molkenproteinisolat = je 4,4 g Leucin) oder sie haben zumindest so viel von der Proteinquelle genommen, dass mindestens 2 bis 3 g Leucin enthalten war (also ab ca. 40 g pflanzlichem Proteinisolat, wie oben beschrieben).

Denn bisher gilt der Konsens, dass erst bei Überschreitung dieses Leucin-„Schwellenwerts“ die Muskelproteinsynthese optimal stimuliert wird. Bei der vorliegenden Studie waren es 2,6 g Leucin je Shake, sodass der Schwellenwert erreicht worden war. Zusätzlich konnte durch eine geschickte Protein-Kombination die Menge mit 33 bis 34 g pflanzlichem Eiweiß drastisch reduziert werden.

Nichtsdestotrotz haben 24 g Whey Protein Isolat einen höheren Anstieg des Leucins erzielen lassen. Dies ist durch mehrere Faktoren zu erklären.

1. Antinährstoffe

Antinährstoffe sind Stoffe, die gegen uns spielen. Insbesondere in Hülsenfrüchten wie Sojabohnen oder im vollen Korn kommen solche Antinährstoffe vor. Darunter zählen u. a. Phytate, Tannine und Trypsininhibitoren, die wir zum Teil auch schon im vorherigen Blogbeitrag zu Eiweißen angesprochen hatten. Sie können u. a. die Verdauung sowie die Aufnahme von Eiweißen im Verdauungstrakt hemmen und so die Aufnahme der EAA in die Blutbahn einschränken.

2. Andere Bioverfügbarkeit & Verdauungseigenschaften

Es gibt Hinweise darauf, dass Eiweiße aus pflanzlichen Quellen schneller verdaut und so unter Umständen „verloren gehen“ können. Das liegt daran, dass freie Aminosäuren (darunter auch EAA) in der Leber schnell dem Desaminierungsprozess zum Opfer fallen und so dem Muskel nicht mehr zugänglich gemacht werden können.

3. Macht’s vielleicht doch die Menge?

Wie oben erwähnt, wurden hier bei gleicher EAA-Menge dennoch unterschiedliche Gesamtmengen verzehrt. Immerhin sprechen wir hier von rund 30 % mehr vom pflanzlichen Eiweißmix. So kann es unter Umständen eine Störvariable sein, da kleinere Mengen vermutlich schneller in die Blutbahn aufgenommen werden können. Dies müsste in zukünftigen Studien untersucht werden.

4. Ballaststoffe? Wurden nicht thematisiert …

Es hat mich sehr verwundert, aber ein potenziell relevanter Störfaktor wurde hier gar nicht angesprochen. Auch wenn eine der drei Eiweißmixturen aus Hydrolysat-Komponenten bestand, so darf man nicht vernachlässigen, dass pflanzliche Eiweißquellen weiterhin Ballaststoffe beinhalten. Bekanntermaßen können Ballaststoffe die Verdauung sowie die Aufnahme verzögern, hemmen oder anderweitig beeinflussen. Ich lehne mich vielleicht weit aus dem Fenster, da es pro Portion vermutlich nur 1–3 g Ballaststoffe waren, doch appelliere ich dafür, diesen Gesichtspunkt in zukünftigen Untersuchungen mit aufzunehmen!

Fazit der Studie

Die Methodik dieser durchgeführten kontrollierten randomisierten Doppelbind-Studie nach dem Cross-over-Design ist von besonders hoher Qualität und die Ergebnisse dürfen als sehr aussagekräftig betrachtet werden.

Es wurde festgestellt, dass pflanzliches Eiweiß selbst bei optimiertem Aminosäurenprofil nicht den gleichen EAA- bzw. Leucin-Anstieg im Blut verzeichnen lassen wie beim Molkenproteinisolat. Dennoch: Der Anstieg war im Vergleich zum Ausgangsniveau sehr groß!

Damit möchte ich sagen, dass auch pflanzliches Eiweiß die Muskelsproteinsynthese einleitet und zu einem guten Muskelwachstum beiträgt. Nur im Vergleich zu Whey immer noch ein Stückchen weniger. Allerdings muss man die Studie auch in einem Punkt bemängeln: Die direkte Muskelproteinsynthese wurde nicht gemessen. Dass ein höherer Anstieg der Aminosäuren im Blut zu einer stärkeren Stimulierung des Muskelaufbaus führt, ist logisch, wurde aber noch nicht hinreichend gesichert.

Was können wir für die Praxis mitnehmen?

Wenngleich Whey Protein mal wieder als Sieger hervorgeht, heißt das noch lange nicht, dass pflanzliches Eiweiß nichts nützen würde. Ganz im Gegenteil: Kombinierte Eiweißpräparate aus verschiedenen Nahrungsquellen wie aus Erben-, Reis- und Hanfprotein können das Aminosäurenprofil aufwerten und zumindest einen ähnlichen Effekt wie Whey erzielen.

Wichtig ist nur, dass man grundlegend mehr vom pflanzlichen Protein zuführen muss, um einen ähnlichen Effekt auf das Muskelwachstum zu erzielen. Nimmst du beispielsweise eine Portion vom SPORTBIONIER Bio-Whey (30 g) nach einer Trainingseinheit, solltest du vom gleichmarkigen Bio Vegan Protein Hanf+ mindestens ein Drittel, besser 40 % mehr einnehmen (~ 42 g).

Die Faustformel lautet also: bei pflanzlichem Eiweiß mindestens 1/3 zusätzlich pro Portion!

Alternativ kann man überlegen, ob man nicht doch noch auf regionales und nachhaltiges Bio-Molkenprotein umsteigt. Das heißt keineswegs, dass man nun zu jeder Mahlzeit Whey zu sich führen soll. Allerdings kann man durch eine strategische Mischung aus Whey Protein und pflanzlichen Eiweißen zum einen die maximale Muskelproteinsynthese stimulieren (durch sofortige Zufuhr von Whey) und danach den Eiweißbedarf über den ganzen Tag abdecken (durch periodische Zufuhr pflanzlicher Eiweißquellen). Aus meiner Sicht ist dies die effektivste und nachhaltigste Methode für einen optimalen und gesunden Muskelaufbau.

Und was wirst du nun tun?

Wir bei SPORTBIONIER fokussieren uns auf das Wesentliche. Wir sind aber auch Fakten-orientiert. Zeigt uns eine aussagekräftige Studie, dass ein naturbelassenes Lebensmittel zum optimalen Muskelaufbau beiträgt, dann wollen wir dem nicht widersprechen. Viele vegane Nahrungsergänzungsmittelhersteller werden vermutlich in den nächsten Jahren mit fein enzymatisch hydrolysiertem Eiweißpulver konkurrieren wollen. Abgesehen vom bitteren Beigeschmack bei solchen Hydrolysat-Pulvern stellen wir uns die Frage: Wie viel hat das noch mit Nachhaltigkeit, Gesundheit und Natürlichkeit zu tun?

Wir wollen wissen, was deine Meinung zu diesem Thema ist! Konsumierst du pflanzliches Eiweißpulver, Whey oder doch ganz andere Alternativen? Schreib es uns in die Kommentare! 🙂

Quellen

  • Brennan, J. L., Keerati-U-Rai, M., Yin, H., Daoust, J., Nonnotte, E., Quinquis, L. et al. (2019). Differential Responses of Blood Essential Amino Acid Levels Following Ingestion of High-Quality Plant-Based Protein Blends Compared to Whey Protein-A Double-Blind Randomized, Cross-Over, Clinical Trial. Nutrients, 11 (12). doi:10.3390/nu11122987
  • Garlick, P. J. (2005). The role of leucine in the regulation of protein metabolism. The Journal of nutrition, 135 (6 Suppl), 1553S-6S. doi:10.1093/jn/135.6.1553S
  • Norton, L. E. & Layman, D. K. (2006). Leucine regulates translation initiation of protein synthesis in skeletal muscle after exercise. The Journal of nutrition, 136 (2), 533S-537S. doi:10.1093/jn/136.2.533S
  • Norton, L. E., Wilson, G. J., Layman, D. K., Moulton, C. J. & Garlick, P. J. (2012). Leucine content of dietary proteins is a determinant of postprandial skeletal muscle protein synthesis in adult rats. Nutrition & metabolism, 9 (1), 67. doi:10.1186/1743-7075-9-67
  • van Vliet, S., Burd, N. A. & van Loon, L. J. C. (2015). The Skeletal Muscle Anabolic Response to Plant- versus Animal-Based Protein Consumption. The Journal of nutrition, 145 (9), 1981-1991. doi:10.3945/jn.114.204305
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