Wie sinnvoll sind BCAAs?

BCAAs sind wohl eines der am heißesten diskutierten Supplements im Sport. Die einen sprechen ihnen eine Muskelschutzfunktion und Anregung des Muskelaufbaus nach, die anderen behaupten, dass BCAAs aufgrund ihres unvollständigen Aminosäurenprofils überflüssig sein. 

In diesem Artikel schauen wir uns die BCAAs einmal genauer an. Wir klären auf, was sie von anderen Aminosäuren unterscheidet und betrachten zahlreiche Studien zu möglichen Effekten einer BCAA-Supplementierung im Sport. Außerdem werden wir uns mit der optimalen Dosierung von BCAAs beschäftigen und verschiedene Formen von BCAA-Supplements betrachten.

BCAAs – Definition, Vorkommen und Besonderheiten

Was sind eigentlich BCAAs?

Die Abkürzung BCAAs steht für die sogenannten Branched Chained Amino Acids, zu deutsch „verzweigtkettige Aminosäuren“. Unter diesem Begriff werden die drei Aminosäuren Leucin, Isoleucin und Valin zusammengefasst, die sich im Gegensatz zu allen anderen Aminosäuren durch eine Verzweigung ihrer Kohlenstoffkette auszeichnen.

Die BCAAs gehören zu den neun essentiellen Aminosäuren, die unser Körper nicht selbst produzieren kann und die wir folglich über unsere Nahrung zuführen müssen. Die drei Aminosäuren der BCAAs machen etwa ein Drittel der essentiellen Aminosäuren in den Proteinen unserer Skelettmuskulatur aus und kommen dort stets in einem Verhältnis von 2:1:1 (Leucin: Isoleucin: Valin) vor (1).

Abb. 1: bcaa aminosäuren – BCAAs, EAAs und proteinogene Aminosäuren

Exkurs: Was sind Aminosäuren?

Aminosäuren sind die Bausteine von Proteinen. Es gibt insgesamt 20 verschiedene Aminosäuren, die in 8 essentielle, 2 semi-essentielle und 10 nicht essentielle Aminosäuren unterteilt werden können. Essentielle Aminosäuren kann unser Körper nicht selbst herstellen, semi-essentielle können nur unter bestimmten Bedingungen synthetisiert werden und nicht essentielle kann unser Körper selbst bilden.

Auf Basis der Informationen auf unseren Genen kann unser Körper die Aminosäuren so zusammensetzten, dass sich zu Proteinen mit verschiedensten Eigenschaften auffalten können. Damit unser Körper aus den Aminosäuren verschiedenste Proteine zusammensetzten kann, müssen ihm stets alle essentiellen Aminosäuren zur Verfügung stehen.

In der Regel nehmen wir die über unsere Nahrung zugeführten Aminosäuren über unsere Darmschleimhaut auf, von wo aus sie in unsere Leber transportiert werden. Dort werden sie für den vorgesehenen Zweck umgewandelt und weitertransportiert.

Das gilt aber nicht für die BCAAs: Diese drei Aminosäuren werden nach der Aufnahme ohne Umweg direkt in unsere Muskeln transportiert und können dort weiterverarbeitet werden (2). 

Wo kommen BCAAs vor?

BCAAs kommen wie jede andere essentielle Aminosäure in proteinhaltigen Nahrungsmitteln vor. In der nachstehenden Tabelle sind die Konzentrationen von Leucin, Isoleucin und Valin pro 100 Kalorien in vier Lebensmitteln mit hohen BCAA-Anteil (3) sowie in Whey-Protein und reinen BCAA-Supplements aufgeführt.

Nahrungsmittel	Leucin (mg/100 kcal)	Isoleucin (mg/100 kcal)	Valin (mg/100 kcal)
Erdnüsse	1.860	1.110	270
Thunfisch	970	530	620
Rindfleisch	350	210	1.200
Reis, unpoliert	200	100	150
Whey-Protein	4.440	2.700	2.400
BCAA + B6 Tabs	10.260	5.130	5.130
BCAA Instant Drink Powder	8.265	4.132	4.132

Auch wenn Leucin, Isoleucin und Valin in vielen Nahrungsmitteln vorkommen, zeigt sich deutlich, dass BCAA-Supplements die Aufnahme hoher Konzentrationen der Aminosäuren bei einem gleichzeitig geringem Kaloriengehalt ermöglichen.

Für was sind BCAA gut?

BCAAs als Energielieferant und zum Muskelschutz

Bekannterweise stellen Kohlenhydrate und Fette die Hauptenergielieferanten für unseren Körper da. Bei körperlicher Betätigung wird zunächst die Glukose in unserem Blut sowie das Glykogen in den Speichern unserer Muskeln und Leber zwecks Energiegewinnung abgebaut. Sind diese Speicher während einer längeren sportlichen Aktivität z. B. dem Laufen eines Marathons, schließlich erschöpft, greift unser Körper zur Energiegewinnung auf seine Fettreserven zurück.

Viele Sportler besitzen jedoch kaum Körperfett – In diesem Fall bleibt dem Körper nur noch das Protein als energiereicher Makronährstoff übrig, das er im Rahmen der Glykoneogenese in Glucose umwandeln kann.

Je nach Ausgangssituation stehen dem Körper nun folgende zwei Optionen zur Verfügung:

1. Es sind frei zirkulierende Proteine vorhanden, die zur Energiegewinnung herangezogen werden können. Sie stehen damit nicht mehr für Aufbauprozesse (anabole Prozesse) zur Verfügung.
2. Es sind keine frei zirkulierenden Proteine vorhanden. Daher muss körpereigenes Muskelprotein zwecks Energiegewinnung abgebaut werden (kataboler Prozess).

Die Hemmung von Aufbauprozessen sowie auch Muskelabbauprozesse sind bei dem Ziel einer sportlichen Leistungssteigerung äußerst kontraproduktiv und sollten daher weitestgehend vermieden werden. Ein Mittel zum Zweck ist in diesem Fall die Supplementierung von BCAAs vor oder während des Trainings: Da die drei Aminosäuren nach deren Zuführung direkt in unser Muskelgewebe transportiert werden, können sie dort direkt vom Körper zur Energiegewinnung herangezogen werden (4)(5).

Exkurs: Wie funktioniert die Energiebereitstellung im Muskel?

Treiben wir Sport, so gewinnen unsere Muskeln zunächst Energie aus dem Abbau vom im Muskel enthaltenen ATP (Adenosintriphosphat) zu ADP (Adenosindiphosphat). Der ATP-Vorrat in den Zellen ist jedoch bereits nach wenigen Sekunden erschöpft und kann sich erst durch eine Belastungspause wieder erholen. In dieser Pause kann unser Körper das ADP unter dem Verbrauch von Kreatin wieder zu ATP resynthetisieren. Doch auch unser Kreatinspeicher ist begrenzt.

Belasten wir unseren Körper über einen längeren Zeitraum hinweg, so setzt die sogenannte Glykolyse und damit der Abbau von Glykogen und Glukose zur Energiebereitstellung ein. Dafür baut unser Körper die frei zirkulierende Glukose in unserem Blut sowie das in Muskeln und Leber gespeicherte Glykogen ab.

Sind schließlich die Kohlenhydratspeicher ab einer Belastungsdauer von ca. 90 Minuten aufgebraucht, beginnt unser Körper im Rahmen der Beta-Oxidation Energie aus dem Abbau von Fett zu gewinnen.

In einem Mangelzustand an Kohlenhydraten und Fetten ist unser Körper gezwungen auch Protein zur Energiegewinnung heranzuziehen. Neben der Umwandlung von frei zirkulierendem Protein im Blut (z. B. nach einer Mahlzeit), ist der Körper auf den Abbau von Muskelprotein (Proteolyse) angewiesen, das er dann im Rahmen der Glykoneogenese in Glukose umwandeln kann.

BCAAs zur Verringerung von Muskelkater

Treiben wir Sport, so bekommen unsere Muskeln bei intensiver Belastung kleine Risse (sog. Mikrotraumata), die zu einem Entzündungsprozess im Muskel führen. Es dringt Wasser ein, das den Muskel zum Anschwellen bringt und nach 12 bis 24 Stunden durch ein Ausspülen der Entzündungsstoffe in einem scherzenden Muskelkater resultiert.

Tatsächlich haben Studien bewiesen, dass durch eine Supplementierung von BCAAs vor oder während dem Training die belastungsbedingten Muskelschäden reduziert werden können (5). Damit geht dann folglich in den Tagen nach dem Training auch der Effekt eines abgeschwächten Muskelkaters einher (6).

BCAAs zum Muskelaufbau

Neben dem Schutz unserer Muskeln können BCAAs auch den Muskelaufbau unterstützen. Das in den BCAAs enthaltende Leucin hat sich als entscheidender Signalgeber für die Proteinbiosynthese und damit dem Muskelaufbau erwiesen. So haben diverse Studien gezeigt, dass die Aminosäure Leucin das Enzym mTOR (mechanistic Target Of Rapamycin) stimuliert, das wiederum die Translation von Proteinen reguliert und damit das Zellwachstum steuert (7)(8).

Auch wenn das Leucin hauptverantwortlich für die Stimulation von mTOR ist, hat ein Vergleich der Supplementierung von Leucin allein sowie von BCAAs gezeigt, dass die Proteinbiosynthese durch die Einnahme von Leucin, Isoleucin und Valin zu einer um 22% stärker ausgefallen ist als bei einer alleinigen Zuführung von Leucin (9).

BCAAs richtig supplementieren

Wann soll man BCAA nehmen, BCAA vor oder nach dem Training?

Der ideale Zeitpunkt für die Supplementierung von BCAAs hängt von dem gewünschten Effekt der Supplementierung ab. Bei langen, ausdauersportlichen Aktivitäten ist definitiv eine Supplementierung vor oder während des Trainings empfehlenswert, um deinem Körper eine alternative Energiequelle zur Verfügung zu stellen und einem Muskelabbauprozess vorzubeugen.

Befindest du dich gerade in einer Diät oder trainierst auf leeren Magen, so ist zum Schutz deiner Muskeln ebenso zu empfehlen BCAAs vor oder während dem Training zuzuführen. 

Möchtest du dagegen von der Anregung der Proteinbiosynthese profitieren, so ist eine Einnahme in der Recovery-Phase nach dem Training zu empfehlen.

Die optimale Dosierung der BCAAs lässt sich ebenso nicht ganz pauschal benennen. In Studien wird Probanden in der Regel nach einer Fastenperiode eine Dosis zwischen 5 und 15 Gramm an BCAAs verabreicht, um die Effekte der Supplementierung gezielt messen zu können. 

Möchtest du BCAAs nach einer Fastenperiode vor deinem Training einnehmen, so kann es sinnvoll sein, die Dosis etwas höher anzusetzen. Hast du vor dem Sport bereits eine proteinhaltige Mahlzeit zu dir genommen, stehen dem Körper bereits eine Menge an BCAAs zur Verfügung, weshalb die Dosis geringer gehalten werden kann.

Der allgemeine Tagesbedarf an BCAAs wird bei täglichen, intensiven Trainingseinheiten wie folgt geschätzt (11): 

• Leucin: ca. 5-6 Gramm/Tag
• Isoleucin: ca. 2 Gramm/Tag
• Valin: ca. 4-5 Gramm/Tag 

Eine Einnahme von BCAAs nach dem Training zur Anregung der Proteinbiosynthese empfiehlt sich dagegen nur in Kombination mit weiteren Aminosäuren, um dem Körper alle essentiellen Bausteine für den Aufbau von Proteinen zur Verfügung zu stellen. Statt der einzelnen Dosis an BCAAs solltest du hier vielmehr auf die Vollständigkeit des Aminosäuren-Profils achten, die du z.B. durch Whey-Protein oder eine ausgewogene proteinreiche Mahlzeit erreichen kannst.

Welche Form von BCAAs ist am besten?

BCAAs stehen als Nahrungsergänzung in Form am häufigsten als Pulver zum Mischen mit Wasser oder als Kapseln zur Verfügung. Während bei den Pulvern in der Regel Aromen und Süßstoffe zugesetzt sind, können Leute, die auf diese Zusatzstoffe verzichten wollen auf BCAAs in Kapselform zurückgreifen.

Welches Verhältnis von BCAAs ist am besten?

In der Regel ist das Verhältnis der drei Aminosäuren Leucin, Isoleucin und Valin bei den BCAA-Supplements bei 2:1:1, was genau dem Verhältnis entspricht, in dem die Aminosäuren auch in unseren Muskelproteinen selbst vorkommen. Auch die Internationale Gesellschaft für Sporternährung empfiehlt die Zufuhr im 2:1:1-Verhältnis (10). Manche Hersteller setzten auch auf ein Verhältnis mit einem deutlich höheren Leucin-Anteil, was aber nach aktuellem wissenschaftlichem Stand keine besonderen Vorteile mit sich bringt.

Fazit

Unter BCAAs werden die drei essentiellen Aminosäuren Leucin, Isoleucin und Valin verstanden. Sie zeichnen sich durch ihre verzweigtkettige Struktur und damit verbundene Eigenschaft aus, nach deren Aufnahme ohne Umweg in unser Muskelgewebe zu gelangen. Treiben wir Sport, so können die BCAAs…

• zur Energiegewinnung herangezogen werden dadurch vor Muskelabbau schützen
• Muskelkater durch die Minderung von Muskelschäden verringern und
• die Proteinbiosynthese durch die Aktivierung von Enzymen anregen.

Die Supplementierung von BCAAs kann insbesondere für Ausdauersportler, für Personen während einer Diät, beim Fasten oder bei einem intensiven Training zum Schutz der Muskeln sinnvoll sein. Auch, wenn BCAAs die Proteinbiosynthese anregen, kann diese letztlich nur bei einer Verfügbarkeit aller essentiellen Aminosäuren stattfinden. Eine ausgewogene, proteinreiche Ernährung oder Ergänzung von EAAs ist zum Muskelaufbau daher unumgänglich.

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Quellen

1. Harper, A. E. et al. (1984): Branched-chain amino acid metabolism. In: Annu. Rev. Nutr. 4, S. 409-454
2. Rennie, M. J. (1996): Influence of exercise on protein amino acid metabolism. In: Handbook of Physiology, S. 995-1035
3. Quelle: https://www.vitamindoctor.com/naehrstoffe/aminosaeuren/leucin-fuer-muskeln-und-leistung. Abgerufen am: 02.01.2023
4. MacLean, D. A., Graham, T. E. & Saltin, B. (1994) Branched-chain amino acids augment ammonia metabolism while attenuating protein breakdown during exercise. In: Am. J. Physiol., S. 1010–1022.
5. Shimomura Y. et al. (2004): Exercise Promotes BCAA Catabolism: Effects of BCAA Supplementation on Skeletal Muscle during Exercise. In: J Nutr., S. 1583-1587
6. Shimomura Y. et al. (2010): Branched-Chain Amino Acid Supplementation Before Squat Exercise and Delayed-Onset Muscle Soreness. In: Int J of Sport Nutrition and Exercise Metab., S. 236-244
7. Anthony J. C. et al. (2000): Leucine Stimulates Translation Initiation in Skeletal Muscle of Postabsorptive Rats via a Rapamycin-Sensitive Pathway. In: The Journal of Nutrition., S. 2413-2419
8. Blomstrand E. und Saltin B. (2000): BCAA intake affects protein metabolism in muscle after but not during exercise in humans. In: Am J Physiol Endocrinol Metab., S. 365-374
9. Moberg et al. (2016): Activation of mTORC1 by leucine is potentiated by branched-chain amino acids and even more so by essential amino acids following resistance exercise. In: Am J Physiol Cell Physiol., S. 874–84
10. Jäger R. et al. (2017): International Society of Sports Nutrition position stand: protein and exercise, In: J. Int. Soc. Sports Nutr.
11. Quelle: DocMedicus Verlag. URL: http://www.gesundheits-lexikon.com/Ernaehrung-Diaeten/Sport-und-Ernaehrung/Leistungssport-Aminosaeuren-incl-BCAA.html. Aufgerufen am: 29.01.2023