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Proteine – auch Eiweiße genannt – gehören wie Kohlenhydrate und Fette zu den lebenswichtigen Makronährstoffen. Sie stellen das Baumaterial für unsere Muskeln und Organe, für unser Blut, unsere Enzyme und Hormone zur Verfügung und sind eine wichtige Energiequelle. Von der Strukturgebung bis hin zur Regulation von vielen Körperfunktionen – Proteine spielen eine unverzichtbare Rolle im menschlichen Körper. Da wir keine Proteine in unserem Organismus speichern können, müssen wir Eiweiße über die Nahrung aufnehmen. Nur dann werden unsere Körperzellen ausreichend versorgt und können unsere Gesundheit und Vitalität aufrechterhalten. Mit einer ausgewogenen Ernährung kannst du sicherstellen, dass dein Körper ausreichend Proteine erhält, um seine wichtigen Aufgaben zu erfüllen.
Hier erfährst du, was Proteine sind, wie der Aufbau und die Struktur der Eiweiße ist und welche wichtigen Funktionen sie haben. Auch wie hoch der tägliche Bedarf an Proteinen aussieht, was bei einem Mangel passiert und welche pflanzlichen und tierischen Lebensmittel besonders reich an Eiweißen sind.
Proteine sind Eiweiße. Der Begriff Protein stammt von dem griechischen Begriff “Proton” und steht für "das Erste” oder “das Wichtigste". Und so ist es auch: Proteine sind sehr wichtig für unseren Körper. Sie sind die Grundlage für alle chemische Reaktionen in unserem Organismus, sie bilden die Basis der Genetik und liefern unserem Körper Aminosäuren, die wiederum die Grundbausteine unserer Zellen und Gewebe, Hormone und Enzyme sowie unserer Antikörper sind. Zudem können Aminosäuren zur Energiegewinnung verwendet werden.
In ihrer Grundsubstanz bestehen Proteine aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel. Die Moleküle dieser Substanzen sind aus Aminosäuren aufgebaut, die über Peptidbindungen verknüpft sind. Ein Protein besteht aus 300 und mehr Aminosäuren. Jedes Protein verfügt über eine einzigartige Zahl und Abfolge von Aminosäuren. Die Anzahl und Abfolge der Aminosäuren faltet das entstandene Protein in eine bestimmte Form, die die Funktion des Proteins – z. B. Muskel oder Enzym – festlegt.
Aminosäuren sind darüber hinaus auch für das Wachstum und den Erhalt unserer Zellen und Enzyme verantwortlich. Aminosäuren sind Carbonsäuren (organische Verbindungen mit einer oder mehreren Carboxylgruppe (–COOH)), die eine oder mehrere Aminogruppen (–NH2) tragen. Die wichtigste Gruppe unter den Aminosäuren: die proteinogenen Aminosäuren. Wissenschaftler:innen unterscheiden zwischen sogenannten essenziellen Aminosäuren und nicht essenziellen Aminosäuren.
Essenzielle Aminosäuren können von unserem Körper nicht selbst hergestellt (synthetisiert) werden und müssen daher über die Nahrung aufgenommen werden. Nicht essenzielle Aminosäuren hingegen werden von unserem Körper selbst hergestellt. Sie umfassen bei uns Menschen 21 Aminosäuren.
Von diesen 21 Aminosäuren sind neun proteinogene Aminosäuren für uns unentbehrlich (essenziell): Histidin, Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan und Valin. Bei einer unzureichenden Aufnahme von essenziellen Aminosäuren ist die notwendige körpereigene Proteinbildung nicht ausreichend möglich. Zu den nicht essenziellen Aminosäuren gehören: Alanin, Arginin, Asparagin, Aspartat, Cystein, Glutamat, Glutamin, Glycin, Prolin, Serin, Taurin und Tyrosin.
Proteine, die wir mit der Nahrung aufnehmen, versorgen unseren Körper mit lebenswichtigen Aminosäuren und mit Stickstoff, beides wird für den körpereigenen Aufbau von Eiweißen benötigt. Nahrungsproteine nutzt unser Organismus außerdem zur Energiebereitstellung. Dabei werden pro Gramm (g) Protein 4 Kilokalorien (kcal) verbrannt. Zudem stellen Aminosäuren Vorstufen zum Aufbau von vielen Stoffwechselprodukten wie z. B. Gallensäuren, Serotonin und Histamin dar. Im Körper gibt es folgende Arten von Proteinen, die bestimmte Aufgaben und Funktionen übernehmen:
Kollagen ist Hauptbestandteil von Bindegewebe, Knochen, Haut und Sehnen, das dem Gewebe Festigkeit und Elastizität verleiht. Kollagen ist das am häufigsten im menschlichen Körper vorkommende Protein und das wichtigste Strukturprotein im Bindegewebe, in Muskeln und Gelenken. Es unterstützt die Flexibilität und die Fähigkeit der Muskeln, sich zu dehnen. Keratin ist ein Eiweiß, das in Haaren, Nägeln und der äußeren Hautschicht vorkommt und Schutz bietet. Elastin hingegen verleiht unseren Blutgefäßen Elastizität.
Aktin und Myosin sind die wesentlichen Proteine für die Muskelkontraktion und Bewegung. Sie arbeiten zusammen, um Muskelfasern zu verkürzen und so Bewegung zu ermöglichen.
Unser Körper braucht Eiweiße, um bestimmte Stoffe zu speichern. Ferritin speichert z. B. Eisen in Leber und Milz und setzt es bei Bedarf frei. In Hungersituationen kann unser Organismus diese Proteine als Energiequelle nutzen.
Diese Art Proteine sorgen dafür, dass der Körper Stoffe wie z. B. Sauerstoff transportieren kann. Albumin ist das wichtigste Transportprotein und wird in der Leber gebildet. Die Hauptfunktion ist die Aufrechterhaltung des kolloidosmotischen Drucks (Druckart, die durch enzymatische Reaktionen in den Muskelfasern entsteht und für die Muskelkontraktion verantwortlich ist). Hämoglobin ist ein Protein in roten Blutkörperchen, das Sauerstoff von der Lunge zu den Geweben transportiert. Myoglobin (roter Muskelfarbstoff) ist ein in Skelett- und Herzmuskulatur gebildeter Eiweißstoff, der Sauerstoff in der Muskulatur speichert.
Proteine in Form von Antikörpern erkennen und neutralisieren spezifische Krankheitserreger, um Infektionen zu bekämpfen. Fibrinogen ist ein Plasmaprotein und ein wichtiger Bestandteil des Blutgerinnungssystems. Es ist die Vorstufe von Fibrin, dem Hauptprotein, das für die Bildung eines stabilen Blutgerinnsels sorgt und bei Verletzungen mit einer Art Gitter die Wunde verschließt.
Viele Hormone, wie Insulin oder Erythropoietin (EPO), sind Proteine, die wichtige Vorgänge und Stoffwechselprozesse im Körper regulieren. Da die Eiweiße mit weniger als 100 Aminosäuren als kurz gelten, werden sie auch als sogenannte Peptidhormone bezeichnet. Insulin wird in der Bauchspeicheldrüse gebildet und sorgt bei gesunden Menschen dafür, dass Glukose (Einfachzucker) in die Körperzellen gelangt und dann für die Energiegewinnung genutzt werden kann. Erythropoietin (EPO) ist ein in den Nieren produziertes Glykoprotein, welches die Erythropoese (Bildung von reifen Erythrozyten aus Stammzellen) im Knochenmark steuert.
Enzyme sind Proteine, die Stoffwechselprozesse (biochemische Reaktionen) beschleunigen. Beispiele sind Amylase, die Stärke in Zucker abbaut, und DNA-Polymerase, die bei der DNA-Replikation (Vervielfältigung der Nukleinsäuremoleküle als Träger der Erbinformation einer Zelle oder eines Virus) hilft.
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