Wie verändert sich der Proteinbedarf für den Muskelaufbau im Alter? -

Anabole Resistenz: Wie verändert sich der Proteinbedarf für den Muskelaufbau im Alter?

Wenngleich die meisten unserer Follower auf Instagram ein Alter zwischen 18 und 34 Jahren aufweisen und damit als "jung" zu bezeichnen sind, zählen durchaus auch Personen älteren Semesters zu unserer treuen Leserschaft. Aber auch heute junge Trainierende werden älter und sollten wissen, was sich im Hinblick auf den Muskelaufbau im Alter verändert, solange sie vorhaben, langfristig einen ästhetischen Körper aufzubauen und zu erhalten. Daher wollen wir heute die aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnisse zum Stellenwert des Proteinbedarfs für den Muskelaufbau im Alter klären.

Neuere Untersuchungen ergeben auch unabhängig des Muskelaufbaus, dass im Alter der Proteinbedarf steigt. Selbst die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) empfiehlt seit 2017 eine Eiweißzufuhr von 1,0 Gramm je Kilogramm Körpergewicht für Männer und Frauen über 65 Jahre [1]. Im Gegensatz dazu liegt der allgemeine D-A-CH-Referenzwert für Erwachsene bei 0,8 Gramm je Kilogramm Körpergewicht pro Tag. Ab einem Trainingspensum von über fünf Stunden pro Woche empfiehlt die Ernährungsinstitution abhängig von Trainingszustand, Trainingsziel, Trainingsintensität und Trainingsumfang eine Zufuhr zwischen täglich 1,2 und 2,0 Gramm je Kilogramm Körpergewicht. Je nach Trainingsvorgaben könne die Zufuhr zeitweise auch etwas höher liegen [1].

Allerdings wissen wir, dass die DGE besonders im Hinblick auf die Empfehlungen der Proteinzufuhr allgemein sehr zurückhaltend, vorsichtig und konservativ ist. Auch beim seit 2017 geltenden höheren Wert für ältere Menschen handele es sich demnach nur um einen "Schätzwert". Wenngleich man mit dem im Juli 2020 erschienenen Positionspapier über die Proteinzufuhr im Sport einen großen Schritt auf uns als Athleten zugegangen ist, lohnt es sich, die Literatur einmal im Detail zu betrachten [1].

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Im Rahmen eines vorherigen Artikels konnten wir bereits klären, dass der Abbau von Muskulatur bei den meisten Männern zwar bereits in den frühen Zwanzigern beginnt, aber auch, dass Krafttraining diesen Abbau verhindern kann. Selbst beim Trainingseinstieg im fortgeschrittenen Alter ist noch nichts verloren, denn die Muskulatur bleibt bis ins hohe Alter empfänglich für die Reize, die das Krafttraining auf den Muskelaufbau hat. Der Grund für den erhöhten Bedarf von Protein beim Muskelaufbau im Alter liegt stattdessen an einem Zustand, den wir als "anabole Resistenz" bezeichnen.

Die anabole Resistenz

Wenn wir älter werden, reduziert sich das Ausmaß, in dem die Muskelproteinsynthese (MPS) nach einer proteinreichen Mahlzeit ansteigt. Während für einen jungen Menschen vielleicht 20 Gramm Protein pro Mahlzeit aus hochwertigen Quellen ausreichen, um die MPS maximal zu stimulieren, genügt diese Menge für dieselbe Person im Alter nicht mehr, um die gleiche Rate der MPS zu stimulieren [2]. Wenn wir von "im Alter" sprechen, beziehen wir uns auf die allgemeine Studienlage, die sich mit Personen ab einem Alter von rund 60 Jahren beschäftigt [2]. Mit anderen Worten spricht unser Körper nicht mehr so gut auf den muskelaufbauenden Stimulus einer proteinreichen Mahlzeit an, wenn wir älter werden. 

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Welche Faktoren beeinflussen die Muskelproteinsynthese?

Das Gleichgewicht zwischen Muskelproteinsynthese (MPS) und Muskelproteinabbau (MPB) bestimmt, ob wir langfristig an Muskulatur aufbauen, abbauen oder unsere Muskelmasse gleich bleibt. In unserem Körper finden ständig Auf- und Abbauprozesse statt. Die meisten Zellen haben ein gewisses "Haltbarkeitsdatum". Das bedeutet, dass sie nach einer bestimmten Zeit ihre Funktion verlieren und ersetzt werden müssen. Übersteigt die Rate der Muskelproteinsynthese langfristig die des Muskelprotienabbaus, so bauen wir unter dem Strich Muskulatur auf. Eine negative Proteinbalance führt dagegen langfristig zum Abbau von Muskelmasse. In der folgenden Grafik ist eine ausgeglichene Proteinbalance gezeigt, die zu einem Erhalt der Muskelmasse führt [3].

Muskelaufbau Alter
Bei einer ausgeglichenen Proteinbalance halten sich Muskelproteinabbau (MPB) und Muskelproteinsynthese (MPS) die Waage. Um Muskelmasse aufzubauen, müssen wir dagegen die Rate der MPS gegenüber des MPB steigern [3].

Es gibt im Wesentlichen zwei große Faktoren, die die MPS positiv beeinflussen. Zum einen ist das, wie dargestellt, die Nahrungsaufnahme, besonders in Form von Protein [4]. Die zweite wichtige Säule stellt das Krafttraining dar [4]. Da Krafttraining in den meisten Fällen auch mit kleinsten Verletzungen der Muskelzellen einhergeht, steigert es ebenfalls die Rate des Muskelproteinabbaus [5]. Abhängig vom Trainingsvolumen und der Trainingsintensität sowie der Regeneration kann so der Muskelproteinabbau genauso stark oder stärker angehoben werden wie die Muskelproteinsynthese, weshalb zu viel Training und zu wenig Regeneration langfristig den Muskelaufbau sogar behindern kann.

In Bezug auf die Nahrungsaufnahme wird die MPS besonders durch das Vorhandensein der essenziellen Aminosäuren (EAAs) beeinflusst. Vor allem die essenzielle Aminosäure Leucin gilt als Trigger des mTOR-Signalweges, der maßgeblich an der Muskelproteinsynthese beteiligt ist [6]. Auf Grundlage der aktuellen Studienlage scheint es, als stelle eine Menge von etwa drei Gramm Leucin innerhalb eines vollständigen Nahrungsproteins, also in Kombination mit allen anderen 19 proteinogenen Aminosäuren, die minimale Dosis dar, die zur maximalen Steigerung der MPS führt [7]. Die meisten Vergleiche zwischen tierischen und pflanzlichen Proteinquellen beziehen sich demnach auf ihren Leucingehalt. Während die Gehalte von Leucin und den anderen EAAs eine wichtige Rolle bei der Stimulation der MPS spielen, müssen wir zunächst noch andere Faktoren mit einbeziehen.

Muskelaufbau Alter
Um die Muskelproteinsynthese über das Maß einer proteinreichen Mahlzeit hinaus zu steigern muss zusätzlich zu einer ausreichenden Zufuhr von Leucin und EAAs auch ein stimulierendes Krafttraining eingehalten werden [3]

Die Proteinbalance im Alter

Im Laufe des Alterungsprozesses funktioniert alles wie eben beschrieben, allerdings etwas weniger effizient. Das Training und die Ernährung produzieren nicht mehr den gleichen Anstieg der MPS, als es in jungen Jahren der Fall war. Ein allgemeiner Durchschnittsbürger, der kein Krafttraining ausführt, verliert zwischen seinem 50. und 80. Lebensjahr durchschnittlich zwischen 0,5 und 1,5 Prozent magerer Körpermasse im Jahr [8]. Früher nahm man an, dass diese Veränderungen einer gesenkten basalen MPS oder einem gesteigerten Muskelproteinabbau im Alter zugrunde liegen. "Basal" bedeutet in diesem Zusammenhang so viel wie im nüchternen Zustand beziehungsweise ohne eine Mahlzeit, die die MPS signifikant über ihren Ausgangswert stimuliert. Neuere Studien mit empfindlicheren Messmethoden zeigen jedoch, dass sich die beiden Parameter zwischen jüngeren und älteren Menschen nicht signifikant voneinander unterscheiden [2].

Stattdessen scheint es, dass die Muskeln älterer Menschen eine Resistenz gegenüber den robusten anabolen Stimuli von Aminosäuren aufbauen, die bei jungen Menschen die MPS über ihr Ausgangsniveau anheben. Die alternde Muskulatur scheint weniger sensitiv auf geringere Mengen von Aminosäuren anzusprechen als bei jüngeren Menschen, weshalb sie eventuell mehr Protein benötigen, um den Muskelerhalt oder Muskelaufbau im Alter zu gewährleisten [2]. Die Gründe dafür können vielfältiger Natur sein. Bisher erscheint es jedoch plausibel, dass systemische Entzündungsreaktionen für die anabole Resistenz im Alter verantwortlich sind.

Ein gewisser Grad entzündlicher Prozesse in unserem Körper ist normal. Beispielsweise sind Entzündungsmediatoren, die wir in Reaktion auf das Krafttraining produzieren, mit dafür verantwortlich, dass das Signal für Muskelwachstum und Kraftaufbau übertragen wird [9]. Im Alter steigt der Grad chronischer, systemischer Entzündungsprozesse jedoch meistens an und kann dazu beitragen, dass ältere Menschen Muskelmasse verlieren, selbst wenn sie körperlich aktiv bleiben [10, 11]. Der richtige Grad der Entzündungsprozesse ist demnach entscheidend für den Muskelaufbau. 

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Wie viel Protein brauchen wir für den Muskelaufbau im Alter?

Wie wir weiter oben beschrieben haben, gibt die DGE mit 1,0 Gramm Eiweiß je Kilogramm Körpergewicht und Tag einen Schätzwert für Personen über 65 Jahre an, der 0,2 Gramm je Kilogramm Körpergewicht über der empfohlenen Tagesmenge von jüngeren Personen liegt. Aktuelle Studien deuten darauf hin, dass ältere Menschen tatsächlich zwischen 1,0 und 1,3 Gramm Protein je Kilogramm Körpergewicht täglich benötigen, um gesund zu bleiben und den Erhalt körperlicher Funktionen zu gewährleisten. Für Menschen, die generell oder im Alter mithilfe von Krafttraining an Muskulatur aufbauen möchten, reicht diese Menge jedoch eventuell nicht aus.

Allgemein liegt die aktuelle wissenschaftliche Empfehlung der Proteinzufuhr für den Muskelaufbau zwischen 1,6 und 2,2 Gramm Protein je Kilogramm Körpergewicht am Tag und ist insbesondere von dem Ernährungszustand, dem Körperfettanteil, den Anforderungen des Trainings, der allgemeinen Regeneration und dem Alter abhängig [4]. Entgegen der vielfach verbreiteten Meinung ist eine proteinreiche Ernährung unter der Bedingung einer guten Nierengesundheit keinesfalls schädlich. Allerdings führen höhere Menge bei jüngeren Menschen auch nicht zwangsweise zu stärkeren Zuwächsen. Für den Muskelaufbau im Alter könnte man sicherlich auch über diese Menge hinaus gehen, um einen gewissen Sicherheitspuffer herzustellen. Nötig scheint dies allerdings nicht zu sein.

Muskelaufbau Alter
Die minimale Proteinzufuhr für den maximalen Muskelaufbau liegt je nach Person zwischen 1,6 und 2,2 Gramm je Kilogramm Körpergewicht am Tag [4]. Sie ist von verschiedenen Faktoren abhängig.
Für den Muskelaufbau im Alter könnte die Mindestmenge von 1,6 Gramm Protein je Kilogramm Körpergewicht aufgrund der besprochenen anabolen Resistenz vielleicht aber nicht mehr ausreichen, um die MPS maximal zu stimulieren. Stattdessen sollten sich ältere Kraftsportler wahrscheinlich eher am oberen Ende des Spektrums orientieren. Allerdings ist die Gesamtproteinaufnahme nicht der einzige Faktor, den es zu beachten gilt.

Wie viel Protein pro Mahlzeit?

Wie weiter oben bereits angemerkt, liegt der Leucin-Schwellenwert bei ungefähr drei Gramm pro Mahlzeit. Das bedeutet, dass die Aufnahme von drei Gramm Leucin innerhalb eines vollständigen Nahrungsproteins, also in Kombination mit allen anderen 19 proteinogenen Aminosäuren, die minimale Dosis darstellt, die zur maximalen Steigerung der MPS führt [7]. Diese Menge wird beispielsweise bereits mit 23 bis 24 Gramm reinem Eiweiß aus Whey Protein erreicht. Somit ergibt sich die Empfehlung, die Gesamtproteinzufuhr auf drei bis vier Mahlzeiten aufzuteilen, um jeweils drei bis viermal am Tag die MPS maximal zu stimulieren. Bei einem jungen Mann mit einem Körpergewicht von 80 Kilogramm und einer Zielzufuhr von 1,6 Gramm Protein je Kilogramm Körpergewicht ergibt sich so eine Menge von 32 Gramm Protein je Mahlzeit.

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Während ein jüngerer Mensch eventuell weniger streng auf die genaue Grammzahl achten muss und auch mit 20 Gramm hochwertigem Protein pro Mahlzeit die MPS signifikant steigern kann, werden diese Details mit zunehmendem Alter und wahrscheinlich steigendem Leucin-Schwellenwert immer wichtiger. Ein älterer Athlet mit ansonsten gleichen Körperdaten sollte sein Protein somit ebenfalls gleichmäßig auf die Mahlzeiten verteilen. Bei einem 80 Kilogramm schweren Mann mit einer Zielzufuhr von 2,2 Gramm Protein je Kilogramm Körpergewicht entspricht das einer Menge von 44 Gramm pro Mahlzeit. Es ist anzunehmen, dass dieser Wert nicht regelmäßig zu stark unterschritten werden sollte, wenn ein maximaler Muskelaufbau im Alter angestrebt wird.

Aktuelle Untersuchungen zeigen, dass die gleichmäßige Verteilung der Gesamtproteinzufuhr auf alle Mahlzeiten einen Einfluss auf die langfristigen Erfolge beim Muskelaufbau (nicht nur im Alter) haben könnte. Das japanische Forscherteam um Jun Yasuda verglich zwei Gruppen aus insgesamt 26 gesunden, untrainierten, jungen Männern, die beide eine Zielaufnahme von täglich 1,3 Gramm Protein je Kilogramm Körpergewicht, aufgeteilt in drei Mahlzeiten pro Tag, konsumierten [12]. Der Unterschied bestand darin, dass diese Menge in einer Gruppe auf alle drei Mahlzeiten gleichmäßig verteilt wurde, wohingegen die andere Gruppe zum Frühstück lediglich rund 0,1 Gramm Protein je Kilogramm Körpergewicht bekam und dafür zum Abendessen etwas mehr. Die Gruppe, die ihre Proteinzufuhr gleichmäßig verteile, baute am Ende mehr Muskelmasse auf. Der Unterschied verpasste die statistische Signifikanz jedoch knapp [12].

Muskelaufbau Alter
Die Gruppe, die ihre Proteinzufuhr gleichmäßig auf drei Mahlzeiten verteilte, baute im Durchschnitt mehr Magermasse auf als die Gruppe mit einem proteinarmen Frühstück, aber gleicher Gesamtaufnahme über den Tag. Der Unterschied verpasste die statistische Signifikanz jedoch knapp (p=0,056) [12].

Die Muskelproteinsynthese nach dem Training

In einer Studie an 37 älteren Probanden mit einem durchschnittlichen Alter von 71 Jahren verabreichte man den Teilnehmern nach einem Beintraining entweder null, zehn, 20 oder 40 Gramm Whey Protein. Dabei beobachtete man, dass die Aufnahme von 20 Gramm dazu in der Lage war, die MPS in den Beinen zu stimulieren. Allerdings fiel die Rate der MPS signifikant höher aus, wenn sie 40 Gramm Whey Protein zu sich genommen haben [13]. Nachfolgende Studien mit einem ähnlichen Aufbau bei jüngeren Probanden hatten beobachtet, dass kein signifikanter Unterschied zwischen der Aufnahme von 20 und 40 Gramm Whey Protein besteht [14]. Eine neuere Studie aus dem Jahre 2019 bestätigt, dass ein Shake aus 40 Gramm Whey Protein der Aufnahme von 20 Gramm bei älteren Menschen überlegen zu sein scheint [15].

Fazit und Zusammenfassung

Mit zunehmenden Alter nimmt die Sensitivität unserer Muskulatur auf den anabolen Reiz einer proteinreichen Mahlzeit ab. Für inaktive Menschen kann dies im Alter zu einem gesundheitlichen Problem werden, da sie ohne entsprechende körperliche Belastung somit kaum einen Reiz erfahren, der ihre Muskelmasse erhält. Allein das Krafttraining kann jedoch dafür sorgen, dass wir unsere Muskulatur im Alter erhalten und sogar aufbauen können. Dennoch scheint eine leichte Erhöhung der Proteinzufuhr sinnvoll, wenn das Ziel lautet, das Maximum zu erreichen und die Muskelproteinsynthese optimal zu stimulieren.

Ältere Personen sollten sich daher am oberen Ende des Spektrums der wissenschaftlichen Empfehlung von 1,6 bis 2,2 Gramm je Kilogramm Körpergewicht und Tag aufhalten. Selbst die Deutsche Gesellschaft für Ernährung spricht mittlerweile von einem erhöhten Proteinbedarf im Alter und gibt für Sportler eine empfohlene Zufuhr von bis zu 2,0 Gramm je Kilogramm Körpergewicht und Tag an. Diese Menge sollte im besten Fall gleichmäßig auf drei bis vier Mahlzeiten am Tag aufgeteilt werden.

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Primärquelle: Andreas Abelsson: "Building Muscle as You Age: Protein Needs for the Older Lifter", www.strengthlog.com

Literaturquellen:

  1. Koenig, Daniel, et al. "Proteinzufuhr im Sport" Position der Arbeitsgruppe Sporternährung der Deutschen Gesellschaft für Ernährung e. V. (DGE) ERNAHRUNGS UMSCHAU 67.7 (2020): M406-M413.
  2. Breen, Leigh, and Stuart M. Phillips. "Skeletal muscle protein metabolism in the elderly: Interventions to counteract the’anabolic resistance’of ageing." Nutrition & metabolism 8.1 (2011): 68.
  3. Burd, Nicholas A., et al. "Exercise training and protein metabolism: influences of contraction, protein intake, and sex-based differences." Journal of applied physiology 106.5 (2009): 1692-1701.
  4. Iraki, Juma, et al. "Nutrition Recommendations for Bodybuilders in the Off-Season: A Narrative Review." Sports 7.7 (2019): 154.
  5. Wackerhage, Henning, et al. "Stimuli and sensors that initiate skeletal muscle hypertrophy following resistance exercise." Journal of Applied Physiology 126.1 (2019): 30-43.
  6. Lane, Michael T., et al. "Endocrine responses and acute mTOR pathway phosphorylation to resistance exercise with leucine and whey." Biology of sport 34.2 (2017): 197.
  7. Morton, Robert W., Chris McGlory, and Stuart M. Phillips. "Nutritional interventions to augment resistance training-induced skeletal muscle hypertrophy." Frontiers in physiology
  8. Hughes, Virginia A., et al. "Longitudinal muscle strength changes in older adults: influence of muscle mass, physical activity, and health." The Journals of Gerontology Series A: Biological Sciences and Medical Sciences 56.5 (2001): B209-B217.
  9. Costamagna, Domiziana, et al. "Role of inflammation in muscle homeostasis and myogenesis." Mediators of inflammation 2015 (2015).
  10. Degens, H. "The role of systemic inflammation in age‐related muscle weakness and wasting." Scandinavian journal of medicine & science in sports 20.1 (2010): 28-38.
  11. Wåhlin-Larsson, Britta, Gilles Carnac, and Fawzi Kadi. "The influence of systemic inflammation on skeletal muscle in physically active elderly women." Age 36.5 (2014): 9718.
  12. Yasuda, Jun, et al. "Evenly Distributed Protein Intake over 3 Meals Augments Resistance Exercise–Induced Muscle Hypertrophy in Healthy Young Men." The Journal of Nutrition (2020).
  13. Yang, Yifan, et al. "Resistance exercise enhances myofibrillar protein synthesis with graded intakes of whey protein in older men." British Journal of nutrition 108.10 (2012): 1780-1788.
  14. Areta, José L., et al. "Timing and distribution of protein ingestion during prolonged recovery from resistance exercise alters myofibrillar protein synthesis." The Journal of physiology 591.9 (2013): 2319-2331.
  15. D’Souza, Randall F., et al. "Whey Protein Supplementation Post Resistance Exercise in Elderly Men Induces Changes in Muscle miRNA’s Compared to Resistance Exercise Alone." Frontiers in nutrition 6 (2019).
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