Die Synthese von Muskelprotein ist für das ständige Wachstum, die Reparatur und die Erhaltung der Skelettmuskulatur des Körpers unerlässlich. Die anderen Arten von menschlichem Muskelgewebe, der Herzmuskel und die glatten Muskeln, die Teil der inneren Organstruktur sind, werden durch andere zelluläre Prozesse gebildet.
Proteine sind Verbindungen, die aus Aminosäuren bestehen – den Bausteinen der Gewebebildung im Körper. Die Synthese von Eiweiß ist die Methode, mit der Muskeln aufgebaut werden. Während des Wachstums in der Jugend und im jungen Erwachsenenalter synthetisiert der menschliche Körper Eiweiß aus der Nahrung in hohem Tempo. Nach dem 20. Lebensjahr verlangsamt sich die Geschwindigkeit der Proteinsynthese erheblich. Aus diesem Grund ist selbst bei aktiven, hochtrainierten Erwachsenen die tatsächliche Muskelwachstumsrate relativ gesehen weitaus geringer als bei einem gesunden Teenager.
Bei einem erwachsenen Sportler hängt die Synthese von Muskelprotein auch davon ab, wie die Muskeln trainiert werden. Abgesehen von der fortlaufenden Reparatur und Erhaltung des vorhandenen Muskelgewebes, das im Laufe des täglichen Lebens beschädigt werden kann, wird der menschliche Skelettmuskel weder durch sitzende Tätigkeiten noch durch den Verzehr bestimmter Nahrungsmittel oder Nahrungsergänzungsmittel größer oder stärker. Muskuläre Aktivität ist eine Voraussetzung für eine sinnvolle Muskelentwicklung, die auf der Proteinsynthese aufbaut.
Alle Formen körperlicher Aktivität üben eine spezifische Belastung auf einen Muskel aus. Bei einer Sportart wie Langstreckenlauf oder Radfahren sind die Belastungen kumulativ, d. h. die kombinierte Wirkung von sich wiederholenden Bewegungen mit relativ geringer Intensität. Bei Aktivitäten, die explosive und kraftvolle Bewegungen beinhalten (z. B. Krafttraining), sind die Kräfte, die auf den Muskel einwirken, viel größer und treten in einem viel kürzeren Zeitraum auf.
Unter allen Umständen wird der Muskel auf natürliche Weise abgebaut, ein Prozess, der als „Katabolismus“ bekannt ist. Der Abbau beinhaltet die physische Trennung der Fasern, aus denen die Muskelstruktur besteht. Die anschließende Reparatur des beschädigten Muskels ist der „Anabolismus“, der Aufbau und das Wachstum der vorhandenen und zuvor beschädigten Fasern. Anabole Steroide verdanken ihren Namen ihrem Beitrag zum Muskelaufbau. Die Proteinsynthese ist der Mechanismus, mit dem der Körper diese Reparatur und das Muskelwachstum beeinflusst: Ganz allgemein gilt, dass Muskeln aufgebaut werden, wenn der Körper mehr synthetisiertes Protein produziert, als er durch seine katabolen Prozesse verbraucht.
Es gibt messbare Möglichkeiten, das Gleichgewicht im Körper zwischen seinem katabolen und seinem anabolen Zustand laufend zu bestimmen. Die essentielle Aminosäure Leucin wird in anspruchsvolleren sportwissenschaftlichen Analysen als Indikator für den Zustand dieses Gleichgewichts verwendet. Eine positive Leucin-Bilanz ist der Beweis dafür, dass diese Säure in den Zellen vorhanden ist, ein Zustand, der mit dem Proteinanabolismus übereinstimmt. Leucin ist ein Bestandteil zahlreicher kommerzieller Protein-Nahrungsergänzungen, die eingenommen werden, um die Proteinsynthese im Körper weiter anzuregen.
Die Muskelproteinsynthese wird auch im Zusammenhang mit Muskelkater, geschädigten oder überbeanspruchten Muskeln betrachtet. Die Sportforschung in diesem Bereich hat sich nicht so sehr darauf konzentriert, ob die Einnahme von Eiweiß für den Sportler von Nutzen ist, sondern vielmehr darauf, zu welchem Zeitpunkt nach dem Training das Eiweiß verzehrt werden sollte, damit der Körper eine maximale erholsame und muskelaufbauende Wirkung erzielen kann. Die kombinierte Wirkung von Kohlenhydrat- und Proteinzufuhr wurde in den letzten Jahren ebenfalls eingehend untersucht.
Die Sportwissenschaft befürwortet den Nutzen eines Kohlenhydratersatzes unmittelbar nach dem Training. Ein solcher Ersatz führt den betroffenen Muskeln tendenziell schneller Glykogen zu; außerdem verfügt der gesamte Körper über einen aufgefüllten Vorrat an Kohlenhydraten, aus dem der gesamte Bewegungsapparat wiederhergestellt werden kann. Wenn unmittelbar nach dem Training Proteine zusammen mit Kohlenhydraten verzehrt werden, wird der katabole Prozess in den betroffenen Muskeln nicht gestoppt, sondern der Prozess der Proteinsynthese wird sofort stimuliert (ein Kick-Start ist ein in der Forschung häufig verwendeter Ausdruck, um diesen Effekt zu beschreiben). Diese Wirkung führt dazu, dass ein weiterer Proteinverlust im Muskel verhindert wird. Da der Abbau des Muskels nach einer anstrengenden Übung erst etwa drei Tage nach der Übung, die den Muskel beeinträchtigt hat, seinen Höhepunkt erreicht, ist es wichtig, die Eiweißzufuhr fortzusetzen. Die Beibehaltung einer konsequenten Ernährungsweise ist entscheidend für die Fähigkeit des Körpers, kontinuierlich auf den Bedarf an Muskelproteinsynthese zu reagieren.
Der Körper muss während der gesamten sportlichen Laufbahn eine effektive Muskelproteinsynthese gewährleisten. Mit dem Anstieg der Teilnahme an Meisterschaften in einer Vielzahl von Sportarten (im Allgemeinen definiert als Wettkämpfe für Athleten im Alter von 40 Jahren und älter) sind ältere Athleten von katabolen und anabolen Prozessen betroffen. Die Reaktion des Körpers auf die erhöhte Proteinzufuhr nach dem Training unterscheidet sich weder bei Männern noch bei Frauen signifikant mit dem Alter.
siehe auch Ernährung; Wachstum; Proteinzufuhr und Erholung vom Training.