Hoher Energieverbrauch bei der Verdauung
Der termische Effekt der Nahrung (TEF=Thermic Effect of Food), auch diätinduzierte Thermogenese (DIT), beschreibt die Stoffwechselreaktion des Körpers auf die Nahrungsaufnahme. Nach dem Essen steigt vorübergehend der Energieverbrauch an, da der Körper Energie für die Verdauung, Aufnahme, den Transport, den Stoffwechsel und die Speicherung der Nährstoffe aufwenden muss.
Der TEF ist bei Protein am höchsten (15–30 %), bei Kohlenhydraten mittel (5–10 %) und bei Fett am niedrigsten (0–3 %).1,2 Das bedeutet, proteinreiche Mahlzeiten erhöhen den Kalorienverbrauch nach dem Essen am stärksten.
Whitehead und Kollegen3 untersuchten mit einem Raumkalorimeter, wie sich die Energieverbrennung über 24 Stunden bei einer proteinreichen Ernährung (36 % der Energie aus Protein) im Vergleich zu zwei Diäten mit 15 % Protein verhält – eine davon kohlenhydratreich, die andere fettreich. Die Ergebnisse zeigten, dass die Energieverbrennung bei der proteinreichen Ernährung um 297 kJ/Tag höher war (P < 0,05). Dieser Effekt spiegelte sich auch in einem höheren Ruhe- bzw. Schlafstoffwechsel wider.
Eine weitere wissenschaftliche Studie4 von Mikkelsen et al zeigte, dass Personen, die eine Ernährung mit 29 % Protein zu sich nahmen, eine um 891 kJ/Tag höhere Ruheenergie (Grundumsatz) hatten als Personen, die dieselbe kaloriengleiche Ernährung mit nur 11 % Protein konsumierten.
Die Studien unterscheiden sich in Proteinanteil, Messmethode und Vergleichsgruppen, dadurch sind die Effekte unterschiedlich groß. Jedoch zeigen beide, dass mehr Protein den Energieverbrauch steigert.
Proteine fördern Muskelaufbau und -erhalt
Mehrere wissenschaftliche Studien5,6 zeigen, dass Muskelmasse, im Gegensatz zu Fettmasse, den Grundumsatz signifikant beeinflusst. Dies bedeutet, wer mehr Muskelmasse besitzt, hat einen höheren Grundumsatz und verbrennt auch beim Liegen auf dem Sofa mehr Energie. Dies liegt daran, dass Muskelmasse selbst im Ruhezustand kontinuierlich Energie für Stoffwechselprozesse verbraucht – deutlich mehr als Fettgewebe.
Durch Muskelaufbau kann dadurch auch der Grundumsatz steigen. Dies kann durch eine proteinreiche Ernährung sowie regelmäßiges, progressives Krafttraining erreicht werden. Dabei ist jedoch wichtig zu beachten, dass für den Muskelaufbau eine ausreichende Energiezufuhr notwendig ist. Da der Aufbau von Muskelgewebe energieaufwendig ist, kann ein Kaloriendefizit diesen Prozess behindern. Um Muskelmasse effektiv aufzubauen oder zu erhalten, sollten daher mindestens die Erhaltungskalorien gedeckt werden. Für optimale Ergebnisse empfiehlt sich – insbesondere bei hoher Trainingsbelastung – ein moderater Kalorienüberschuss von etwa 200 bis 500 kcal pro Tag.
Eine proteinreiche Ernährung kann zudem dazu beitragen, während einer geplanten Kalorienreduktion – wie sie häufig im Anschluss an eine Muskelaufbauphase erfolgt – die vorhandene Muskelmasse weitgehend zu erhalten, während gleichzeitig Körperfett abgebaut wird. Dadurch bleibt der Stoffwechsel stabil, da der Verlust an metabolisch aktiver Muskelmasse gering gehalten wird.
Starke Sättigungswirkung
Protein ist der sättigendste Makronährstoff, gefolgt von Kohlenhydraten, während Fett am wenigsten sättigt7. Studien8,9, die mit der visuellen Analogskala (VAS), einem Standardinstrument zur Messung von Hunger und Sättigung, durchgeführt wurden, zeigten: Nach einer Mahlzeit mit 60 % Protein fühlten sich die Probanden deutlich länger satt als nach einer Mahlzeit mit 19 % Protein. Die Studie von Crovetti und Kollegen (1998)10 brachte ähnliche Ergebnisse: Nach einer isokalorischen Mahlzeit mit 68 % Protein war die Sättigung deutlich höher als nach einer Mahlzeit mit 10 % Protein. Dies wurde in Zusammenhang mit dem thermischen Effekt von Protein gebracht.
Proteinreiche Mahlzeiten fördern die Ausschüttung von Sättigungshormonen wie GLP‑1, PYY und Cholecystokinin (CCK) und reduzieren gleichzeitig das Hungerhormon Ghrelin.11 Diese Hormone verzögern die Magenentleerung, steigern die Insulinantwort nach Mahlzeiten und senden Signale an das Gehirn, die das Hungergefühl reduzieren. Dadurch bleiben Menschen nach proteinreichen Mahlzeiten länger satt, haben weniger Hunger und nehmen bei folgenden Mahlzeiten oft weniger Kalorien zu sich. Insgesamt tragen proteinreiche Mahlzeiten so zu länger anhaltender Sättigung und effektivem Gewichtsmanagement bei. Eine Studie12 von Brennan und Kollegen (2012) zeigte, dass hoch-proteinreiche Mahlzeiten die Energieaufnahme bei schlanken und übergewichtigen Personen reduzieren, vermutlich durch die Wirkung von CCK und Ghrelin.
Verschiedene Proteinarten haben dabei unterschiedliche Effekte auf Sättigung und Hungerempfinden. Diese Unterschiede hängen vor allem von der Aminosäurezusammensetzung und der Aufnahmegeschwindigkeit der Proteine ab.
Diepvens und Kollegen (2007)13 untersuchten die Wirkung von Whey-Protein, Erbsenprotein-Hydrolysat, einer Kombination aus Whey-Protein und Erbsenprotein-Hydrolysat sowie einem Kontroll-Milchprotein (80 % Casein, 20 % Whey) auf Hungerempfinden und Sättigungshormone. Sie fanden heraus, dass Erbsenprotein-Hydrolysat den Hunger am stärksten unterdrückt, gefolgt von Whey-Protein, während Milchprotein am wenigsten wirksam war.
Allerdings bestimmen Hormone nur teilweise das Sättigungssignal. Das subjektive Sättigungsgefühl hängt zusätzlich von Magenfüllung, Ballaststoffgehalt, Geschmack (z. B. Salz oder Zucker können den Appetit anregen) und psychologischen Faktoren wie Stress ab. Deshalb kann ein Lebensmittel die Hormone stark stimulieren, ohne dass man sich automatisch satt fühlt.
Umwandlung von Protein in Energie
Proteine dienen nicht nur dem Aufbau und der Reparatur von Gewebe sowie der Synthese von Hormonen und Enzymen, sondern können auch als Energiequelle genutzt werden. Hierfür werden bestimmte Aminosäuren in Glukose umgewandelt – ein Prozess, der als Glukoneogenese bezeichnet wird. Da diese Umwandlung energieaufwendig ist, wird dabei ein Teil der Kalorien bereits verbrannt. Gleichzeitig liefert die Glukoneogenese kontinuierlich Glukose, wodurch der Blutzuckerspiegel stabil bleibt, selbst bei sehr niedriger Kohlenhydratzufuhr.
Die Aktivierung der Glukoneogenese wurde zudem als ein Faktor für die Sättigung identifiziert11,14, da sie den Blutzuckerspiegel stabil hält und eine Unterzuckerung Hungergefühle auslöst. Dies kann Heißhunger entgegenwirken, übermäßige Kalorienzufuhr verhindern und die Energieversorgung konstant halten. Daraus können sich Vorteile sowohl für die Aufrechterhaltung eines gesunden Gewichts als auch für eine Gewichtsabnahme ergeben. Allerdings ist die Glukoneogenese nur ein ergänzender Faktor, der die Sättigungswirkung und das Hungergefühl beeinflusst – die bereits thematisierten hormonellen Effekte sind deutlich stärker.
Proteine für die Schilddrüsenhormone
Schilddrüsenhormone sind seit langem als wichtiger Regulator des Sauerstoffverbrauchs und des Grundumsatzes anerkannt.
In einer Beobachtungsstudie15 an übergewichtigen Erwachsenen wurde festgestellt, dass höhere Ausgangswerte von den Schilddrüsenhormonen Free T3 und Free T4 mit größerem Gewichtsverlust und höheren Ruhe‑Stoffwechselwerten (RMR) während einer Diät verbunden waren. Dabei war insbesondere die Veränderung von T3 positiv mit dem Energieverbrauch und Körpergewicht verknüpft.
Zur Bildung von Schilddrüsenhormonen werden Proteine und Jod aus der Nahrung dringend benötigt. Die essentielle Aminosäure Phenylalanin ist hierbei von besonderer Bedeutung. Der Körper kann sie nicht selbst herstellen und muss sie über die Nahrung aufnehmen. Sie dient unter anderem als Vorstufe für die Aminosäure Tyrosin. Tyrosin ist als Baustein für wichtige Hormone essentiell: Dazu gehören Schilddrüsenhormone (T3 und T4), die aus Tyrosin und Jod aufgebaut werden, sowie Neurotransmitter wie Dopamin, Noradrenalin und Adrenalin. Durch seine zentrale Rolle bei der Hormon- und Neurotransmitterproduktion beeinflusst Tyrosin sowohl den Stoffwechsel als auch Hunger, Sättigung und Stressreaktionen.
Eine wissenschaftliche Übersichtsarbeit16 zeigt, dass sowohl die Menge als auch die Art der Proteine Einfluss auf die Schilddrüsenhormonspiegel haben, wobei ein zu geringer Proteingehalt die Synthese von Schilddrüsenhormonen verringern kann — besonders bei ungenügender Zufuhr essentieller Aminosäuren.
Quellen
1 K. J. Acheson: “Influence of autonomic nervous system on nutrient-induced thermogenesis in humans“ (1993), URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8400596/
2 Klaas R. Westerterp: “Diet induced thermogenesis“ (2004), URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15507147/
3 J. M. Whitehead et al.: „The effect of protein intake on 24-h energy expenditure during energy restriction“ (1996), URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8856395/
4 P. B. Mikkelsen et al.: „Effect of fat-reduced diets on 24-h energy expenditure: comparisons between animal protein, vegetable protein, and carbohydrate“ (2000), URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11063440/
5 Evdoxia Gitsi et al.: “The Relationship between Resting Metabolic Rate and Body Composition in People Living with Overweight and Obesity“ (2024), URL: https://www.mdpi.com/2077-0383/13/19/5862
6 F. Zurlo et al.: “Skeletal muscle metabolism is a major determinant of resting energy expenditure“ (1990), URL: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC296885/
7 Stijn Soenen et al.: „Proteins and satiety: implications for weight management“ (2008), URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18827579/
8 Dominik H Pesta et al.: “A high-protein diet for reducing body fat: mechanisms and possible caveats“ (2014), URL: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4258944/#CR9
9A. Flint et al.: “Reproducibility, power and validity of visual analogue scales in assessment of appetite sensations in single test meal studies“ (2000), URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10702749/
10 R. Crovetti et al.: „The influence of thermic effect of food on satiety“ (1998), URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9683329/
11 Dominik H Pesta et al.: “A high-protein diet for reducing body fat: mechanisms and possible caveats“ (2014), URL: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4258944/#CR9
12 Ixchel M. Brennan et al.: „Effects of fat, protein, and carbohydrate and protein load on appetite, plasma cholecystokinin, peptide YY, and ghrelin, and energy intake in lean and obese men“ (2012), URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22556143/
13 K. Diepvens et al.: „Different proteins and biopeptides differently affect satiety and anorexigenic/orexigenic hormones in healthy humans“ (2007), URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18345020/
14 Mylène Potier et al.: “Protein, amino acids and the control of food intake“ (2009), URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19057188/
15 G Liu et al.: “Thyroid hormones and changes in body weight and metabolic parameters in response to weight loss diets: the POUNDS LOST trial“ (2017), URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28138133/
16 Ewelina Pałkowska-Goździk et al.: “Effects of Dietary Protein on Thyroid Axis Activity“ (2017), URL: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5793233/
Dominik H Pesta et al.: „A high-protein diet for reducing body fat: mechanisms and possible caveats“, URL:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4258944/#CR35
