Eiweiße als Multitalente mit vielen Funktionen in der Natur

Eiweiße sind Multitalente, die die unterschiedlichsten Funktionen im Organismus ausüben können (Bild 2). Sie bestimmen die Struktur jeder Zelle, wirken an Stoffwechselprozessen mit, haben wesentliche Transportfunktionen und sind Bestandteile des Immunsystems. Unter anderem deshalb sind Proteine Grundbausteine des Lebens.

Struktureiweiße

Collagen, Elastin und Keratin sind Bestandteile von Bindegewebe, Stützgewebe und Biomembranen und werden deshalb Struktureiweiße genannt. Collagen ist ein Protein, dass z. B. vor allem in Knorpeln, Knochen, Sehnen und Haut enthalten ist. Die Bildung des Collagens ist eng an das Vorhandensein von Vitamin C geknüpft. Deshalb sind eine gesunde Ernährung und eine gute Versorgung mit Vitamin C eine Grundvoraussetzung für eine schnelle Heilung bei Knochenbrüchen, Operationen und Verletzungen.

In der Kosmetik werden zunehmend collagenhaltige Produkte verwendet, die dem unaufhaltsamen Altern entgegenwirken sollen. Das Resultat ist bei entsprechenden Unterspritzungen nur für einen begrenzten Zeitraum zufriedenstellend, da das gespritzte Kollagen aus Rinderhäuten gewonnen wird und körperfremdes Eiweiß erkannt und schnell abgebaut wird, zum anderen ist das Erschlaffen der Haut auch ein durch Eiweiße gesteuerter Vorgang.

Eine weitaus angenehmere Art, vor allem tierische Collagene (als Gelatine) zu sich zu nehmen, ist der Genuss von Gummibärchen. Gelatinekapseln werden von vielen Herstellern zum Aufbau von Gelenkknorpeln, Haar, Sehnen und Bändern empfohlen. Ob wirklich durch die Ernährung auf diese Gewebe Einfluss genommen werden kann, wird immer wieder diskutiert.

Hormone

Hormone sind Substanzen, die in bestimmten Organen gebildet und ins Blut abgegeben werden. Sie dienen zusammen mit dem Nervensystem der Informationsübertragung zwischen Organen und Zellen, sind so interzelluläre Regulationsstoffe. Hormone wirken schon in geringster Dosierung und sind in der Medizin deshalb besonders vorsichtig und verantwortungsvoll einzusetzen. Nicht alle Hormone gehören zur Gruppe der Eiweiße, aber einige Hormone sind hier einzuordnen.

Ein sehr bekanntes, zu den Proteinen zählendes Hormon ist das Insulin. Es wird in einer Vorstufe, dem (Proinsulin), in den Langerhansschen Inseln der Bauchspeicheldrüse gebildet. Aus dieser Vorstufe entstehen zu gleichen Teilen C-Peptid, das für den menschlichen Stoffwechsel bedeutungslos ist und Insulin.
Insulin besteht aus zwei Ketten: In der A-Kette sind 21 Aminosäurereste miteinander verknüpft, in der B-Kette 30 Aminosäurereste. Verknüpft sind diese beiden Ketten durch Schwefelbrücken (Bild 4).
Gemeinsam mit den Hormonen Glucagon und Somatostatin (ebenfalls in der Bauchspeicheldrüse synthetisiert) regelt das Hormon den Glucosestoffwechsel im Körper. Allein das Insulin kann die Senkung des Blutzuckerspiegels bewirken. Es fördert die Aufnahme der Glucose in die Zellen und verhindert, dass in der Leber gespeicherte tierische Stärke zu Glucose abgebaut wird. Steigt der Blutzuckerspiegel, steigt auch die Insulinausschüttung. Dadurch sinkt der Blutzuckerspiegel.

Rund 6 Millionen Menschen leiden in Deutschland an Diabetes. Infolge eines Insulinmangels ist die Regulation des Blutzuckerspiegels empfindlich gestört und der Blutzuckerspiegel ist zu hoch. Produziert eine Bauchspeicheldrüse kein Insulin mehr, müssen menschliches oder tierisches Insulin von außen zugeführt werden, um den Blutzuckerspiegel zu senken. Solche Menschen sind Diabetiker-Typ-1 (5 % der Betroffenen Diabetiker).
Produziert die Bauchspeicheldrüse zu wenig des Hormons, erkennen die Körperzellen das Insulin nicht mehr ausreichend. Nur schwach reagieren sie auf den Botenstoff. Die Bauchspeicheldrüse produziert immer größere Mengen an Insulin, um die verminderte Insulinempfindlichkeit auszugleichen, ein zu hoher Insulinspiegel ist messbar. Die Glucose wird trotzdem nicht ausreichend verstoffwechselt, der Betroffene ist ein Diabetiker-Typ-2 (95 % der Erkrankten).

Übergewicht und Mangel an körperlicher Betätigung steigern die Insulinresistenz der Zellen. 80 bis 90 Prozent der Diabetiker vom Typ-2 sind zu schwer. Mit entsprechender Ernährung, Gewichtsreduktion und körperlicher Betätigung kann diesem Diabetestyp vorgebeugt werden bzw. die Auswirkungen verringert werden.

Plasmaeiweiße

Plasmaeiweiße sind im Blutplasma enthaltene Eiweiße wie Fibrinogen, Albumin und Globuline.

Fibrinogen ist für die Blutgerinnung verantwortlich. Bei einer Verletzung wird Fibrinogen unter dem Einfluss von Thromboplastin aus dem verletzten Gewebe in Fibrinfäden umgewandelt. Diese wirken beim Wundverschluss mit.

Bei den Globulinen unterscheidet man zwischen alpha-, beta- und gamma-Globulinen. Sie werden hauptsächlich in der Leber gebildet und sind im reinen Wasser unlöslich, lösen sich aber im Blutplasma, das eine bestimmte Konzentration an gelösten Salzen (insbesondere an Kochsalz) aufweist). Globuline haben sowohl Transportfunktion, wirken bei der Immunabwehr und der Blutgerinnnung mit.

Einige Globuline können Stoffe an sich binden und so im Blut transportieren oder durch dieses Andocken den Abbau der jeweiligen Substanz verzögern. Das kann die Wirkung eines Medikaments entscheidend beeinflussen. Außerdem ist untersucht worden, dass bestimmte Giftstoffe durch diesen Effekt nicht oder nur unzureichend zerlegt und ausgeschieden werden können.

Wird unser Körper von Bakterien, Viren, Pollen, Pilzen oder anderen Angreifern attackiert, muss das Immunsystem reagieren. Dazu muss nach dem Eindringen eine Unterscheidung in Freund und Feind getroffen werden. Sind die Feinde ausgemacht und kontaktiert, bilden die weißen Blutkörperchen körpereigene Eiweiße, die Immunglobuline, auch Antikörper genannt. Die Bekämpfung kann beginnen. Diese Antikörper sind im Blut, in Körpersekreten und Gewebsflüssigkeiten nachweisbar. So wichtig diese körpereigene Abwehr von Fremdeiweißen der Krankheitskeime ist, kann diese Immunreaktion bei Organtransplantationen den Erfolg der Operation und somit die Lebensrettung verhindern. Deshalb sollen Organ und Empfänger maximale Übereinstimmungen aufweisen, damit das lebenserhaltende Organ nicht als Feind erkannt und abgestoßen wird. Außerdem muss der Patient oft lebenslänglich mit einer medikamentös unterdrückten Immunabwehr leben.

Albumin bildet den mengenmäßig größten Anteil am Plasmaeiweiß (bis zu 60 %). Eine Hauptaufgabe des Albumins besteht darin, an der Flüssigkeitsverteilung im Organismus zu wirken, beispielweise die Wassereinlagerung zwischen den Zellen zu verhindern. Mangelt es dem Körper durch unzureichende Ernährung an Eiweißen, können sie diese Funktion nicht mehr erfüllen und es kommt zur Ausbildung von Ödemen, Wasseransammlungen im Gewebe. Mangelernährte Kinder in Entwicklungsländern weisen mit ihren auffällig dicken Bäuchen solche Hungerödeme auf. Weitere Krankheitszeichen bei Eiweißmangel sind Muskelschwäche, Fettleber und Wachstumsstörungen. Außerdem erfüllt Albumin ebenfalls Transportfunktion und nicht zuletzt dient es als Reserveeiweiß.