Kraft- und Muskelaufbau verbessern mit Omega-3-Fettsäuren

In meinem letzten Post habe ich mich damit beschäftigt, wie Fischöl mit Omega-3-Fettsäuren die Blutzirkulation in den Muskeln während des Trainings verbessern und so die Leistung steigern können. Dieser Post beschäftigt sich mit der Schlüsselrolle, die Omega-3 beim Aufbau von Kraft und neuer Muskelmasse spielen kann und wie es dabei hilft, den Muskelabbau- oder Schwund im Falle einer Verletzung, Krankheit oder einer Trainingspause zu verhindern. Verschiedene Studien haben eine Zunahme des Wachstums von Muskelproteinen bei der Einnahme von Omega-3-Fischöl gezeigt, zuerst bei Tieren^{1 2 3}, dann bei Menschen^{4 5 6 7 8 9}.

Es scheint, dass Omega-3 Muskelwachstum aus zwei Gründen geschieht. Zunächst einmal stimulieren Omega-3-Fettsäuren, insbesondere EPA und DHA die anabole Reaktion des Körpers. Der zweite Grund ist, dass Omega-3-Fettsäuren in die Zellmembranen des Körpers eingebaut werden. Die durch diese Fettsäuren bedingte erhöhte Membranfluidität und Insulinsensitivität sorgt dafür, dass mehr anabole Nährstoffe und Aminosäuren aus der Zirkulation in die Muskelzellen gelangen, was natürlich zu einem stärkeren Muskelwachstum führt. Die muskelaufbaufördernden und anabolen Eigenschaften von Omega-3-Fettsäuren sind durch deren Fähigkeit, den mTOR-Signalweg einzuschalten bedingt^{10 11 12 13 14}.

mTOR ist sozusagen das Proteinerkennungssystem des Körpers. Das bedeutet, dass es abhängig von verschiedenen physiologischen Faktoren wie beispielsweise der Verfügbarkeit von Nährstoffen, der Biochemie des Körpers, Stress sowie Hormonspiegel, Sauerstoffgehalt und Zell-Energiezustand entweder ein- oder ausgeschaltet werden kann. Deshalb agiert mTOR als Hauptschalter für das Wachstum der Skelettmuskulatur^{15 16}. Wenn wir es also schaffen, mTOR zu aktivieren, dann sind wir in der Lage, mehr Muskeln und Kraft aufzubauen^{17 18 19}.

Insulin-Signalisierung

Jedoch haben andere Forschungen gezeigt, dass Omega-3 durch seine Wirkung auf die Zellmembranen der Muskelzellen einen größeren Einfluss auf das Muskelwachstum haben könnte als durch die Fähigkeit, den mTOR-Signalweg zu aktivieren. Omega-3-Fettsäuren werden bevorzugt in die Zellmembran aufgenommen und verbessern deren Fluidität. Dies bedeutet, dass die Membranen permeabler, also durchlässiger, werden und so besser in der Lage sind, Nährstoffe, Hormone sowie chemische und elektrische Signale in die Zelle und wieder hinaus zu transportieren. Das bedeutet, je durchlässiger sie werden, desto mehr Nährstoffe, Aminosäuren und anabole Hormone können in die Zelle gelangen und desto besser kann die Zelle Proteine synthetisieren^{20 21 22}.

Eine der wesentlichen Arten, auf die Omega-3 die Membranfluidität und so die Muskelsynthese zu beeinflussen scheint, ist die Erhöhung der Insulinsensitivität. Die meisten Menschen denken bei Insulin an ein Hormon, dass für die Regelung des Blutzuckers zuständig ist, allerdings ist dies nur eine sekundäre Rolle von Insulin. Die Hauptaufgabe des Hormons ist Nährstoffeinlagerung. Insulin erlaubt unseren Zellen, die in unserer Ernährung enthaltenen Nährstoffe und Energie, die über die Verdauung in unseren Blutkreislauf gelangen, zu absorbieren.

Wie gut unsere Zellen die Nährstoffe und Energie absorbieren können, hängt von der Empfindlichkeit der Insulinrezeptoren in unseren Zellmembranen ab. Mehrere Studien haben gezeigt, dass Fischöl mit Omega-3-Fettsäuren durch eine Erhöhung der Insulinsensitivität einen direkten Effekt auf die Proteinsynthese und das Muskelwachstum hat^{23 24}, und dass Omega-3 dabei helfen kann, altersbedingten Muskelschwund durch eine verringerte Insulinsensitivität (auch bekannt als Sarkopenie) zu verringern^{25 26 27 28 29 30 31 32}.

All diese Studien wurden an Männern und Frauen mit einer täglichen Dosis von 4g Omega-3-Fettsäuren, mit 1,86g EPA und 1,5g DHA durchgeführt. Allerdings wurde Fischöl in Ethylester-Form verwendet, welches vom Körper schlechter absorbiert werden kann als natürliche Triglyceride, was darauf hinweist, dass Nahrungsergänzungsmittel mit Omega-3-Fettsäuren aus natürlichen Triglyceriden möglicherweise noch effektiver sind. 

Es ist eine interessante Perspektive, dass Insulinsensitivität anstelle von Ernährung oder Training ein limitierender Faktor für Muskelwachstum und Kraftaufbau sein könnte. Dieses auch als bekannte “Anaboler Widerstand” bekannte Phänomen besagt, dass Muskelzellen schlicht und einfach nicht in der Lage sind, auf ausreichend Aminosäuren und Nährstoffe zuzugreifen um weitere Muskelmasse aufzubauen, unabhängig von Training, Ernährung oder Hormonspiegel.

Dies könnte insbesondere für Sportler relevant sein, die riesige Mengen von Kalorien einschließlich vieler Kohlenhydrate benötigen, um große Mengen von Muskelmasse aufrechtzuerhalten. Eine solche Ernährung haben beispielsweise häufig Powerlifter und diese haben oft auch hohe Mengen überschüssigen Körperfetts, beides Faktoren, die dafür bekannt sind, die Insulinsensitivität zu senken.

Omega-3 verhindert Muskelabbau

Muskeln befinden sich in einem Zustand ständiger Veränderung und werden dauerhaft abgebaut und repariert und neue Muskelzellen werden synthetisiert. Dieser Prozess des “Anabolismus” und “Katabolismus” befindet sich normalerweise im Gleichgewicht. Wenn wir uns jedoch darauf konzentrieren, mithilfe von Training und einer erhöhten Proteinzufuhr Kraft aufzubauen, dann versuchen wir eine positives Synthesegleichgewicht zu erreichen, bei dem mehr Protein aufgebaut als abgebaut wird.

Natürlich ist im Falle von Verletzungen, Krankheiten oder längerer Untätigkeit der Katabolismus häufig größer als der Anabolismus und wir können Muskelmasse verlieren. Das System für Katabolismus, oder den Abbau von Proteinen, wird durch das Ubiquitin-Proteasom-System gesteuert. Dieses System sucht nach beschädigten oder anderweitig nicht benötigten oder überflüssigen Proteinen und baut diese ab. Es hält die Selbstregulierung aufrecht, indem es sicherstellt, dass uns die richtige Menge an Proteinen zum richtigen Zeitpunkt zu Verfügung steht. Wenn wir eine Trainingspause einlegen oder allgemein weniger aktiv werden, dann sinkt unser Bedarf an Muskelmasse und das Ubiquitin-Proteasom-System wird hochgeregelt, sodass wir Muskelmasse verlieren.

Außerdem kann dieses System auch versagen und aktiver werden, beispielsweise durch den Alterungsprozess, Infektionskrankheiten, Krebs sowie degenerative und Entzündungskrankheiten wie Alzheimer, Arthritis und Diabetes. Jedoch kann durch die Nahrungsergänzung mit Omega-3, insbesondere mit der Omega-3-Fettsäure EPA nachweislich das Ubiquitin-Proteasom-System heruntergeregelt werden, sodass weniger Muskeln abgebaut werden^{33 34 35 36}.

Omega-3-Fettsäuren haben noch auf eine andere Art eine anti-katabole Wirkung, und zwar durch ihren Effekt auf Stresshormone. Ein erhöhter Spiegel von Stresshormonen wie Cortisol, Adrenalin und Noradrenalin können Muskelabbau zur Folge haben³⁷ und es wurde gezeigt, dass Nahrungsergänzung mit Omega-3 eine Verringerung von Cortisol, Kathecholamin und der adrenalen Aktivierung bewirkt^{38 39}.

Fazit

Omega-3-Fischöl kann ein essenzieller Teil eines Kraft- und Muskelaufbau-Programms sein und gleichzeitig eine wichtige Rolle bei der Behandlung und Pflege von Muskelschwunderkrankungen sowie Muskelabbau bedingt durch das Altern, Verletzungen und Krankheiten spielen. Hinzu kommen die vielen weiteren gesundheitlichen Nutzen von Omega-3-Fettsäuren, einschließlich verbesserter Gehirnfunktion und kognitiven Fähigkeiten, besserer Herz-Kreislauf-Gesundheit, Fettverbrennung und Fettzusammensetzung.

Die Studien empfehlen auf eine Menge von etwa 4g Fischöl pro Tag abzuzielen, allerdings wurden diese Studien mit Ethylester-Fischöl durchgeführt, welches vom Körper schlechter absorbiert werden kann als natürliche Triglyceride. Ich habe bereits einen Artikel darüber geschrieben, warum zwischen den beiden Formen ein Unterschied besteht und weshalb natürliche Triglyceride um etwa 70% besser absorbiert werden können und diese nach der Absorption im Körper effektiver sind. Wir empfehlen Ihnen, bei Nahrungsergänzung mit Omega-3 nur das hochwertigste Triglycerid-Fischöl zu verwenden, das zudem sehr preiswert ist. Wir bei Intelligent Labs verkaufen ausschließlich das natürliches Triglycerid-Fischöl von höchster Qualität und empfehlen eine Dosis von 3 Kapseln pro Tag, was 3g Fischöl (Omega-3) für maximalen Muskelaufbau entspricht.

References:

1. Alexander J.W., H.Saito, O.Trocki, C.K.Ogle (1986) The importance of lipid type in the diet after burn injury. Ann.Surg. 204:1-8. ↩︎
2. Bergeron K., P.Julien, T.A.Davis, A.Myre, M.C.Thivierge (2007). Long-chain n-3 fatty acids enhance neonatal insulinregulated protein metabolism in piglets by differentially altering muscle lipid composition. J.Lipid.Res. 48:2396-2410. ↩︎
3. Gingras A.A., P.J.White, P.Y.Chouinard, P.Julien, T.A. Davis, L.Dombrowski, Y.Couture, P.Dubreuil, A.Myre, K.Bergeron, A.Marette, M.C.Thivierge (2007) Long-chain omega-3 fatty acids regulate bovine whole-body protein metabolism by promoting muscle insulin signalling to the Akt-mTOR-S6K1 pathway and insulin sensitivity. J.Physiol. 579:269-284. ↩︎
4. Noreen E.E., M.J.Sass, M.L.Crowe, V.A.Pabon, J.Brandauer, L.K.Averill (2010) Effects of supplemental fish oil on resting metabolic rate, body composition, and salivary cortisol in healthy adults. J.Int.Soc.Sports Nutr. 8:7-31. ↩︎
5. Ryan A.M., J.V.Reynolds, L.Healy, M.Byrne, J.Moore, N.Brannelly, A.McHug, D.McCormack, P.Flood (2009) Enteral nutrition enriched with eicosapentaenoic acid (EPA) preserves lean body mass following esophageal cancer surgery: results of a double-blinded randomized controlled trial. Ann. Surg. 249:355-363. ↩︎
6. Smith G.I., P.Atherton, D.N.Reeds, B.S.Mohammed, D.Rankin, M.J.Rennie, B.Mittendorfer (2010) Dietary omega- 3 fatty acid supplementation increases the rate of muscle protein synthesis in older adults: a randomized controlled trial. Am.J.Clin.Nutr. ↩︎
7. Gordon I. Smith, Philip Atherton, Dominic N. Reeds, B. Selma Mohammed, Debbie Rankin, Michael J. Rennie, and Bettina Mittendorfer. Omega-3 polyunsaturated fatty acids augment the muscle protein anabolic response to hyperaminoacidemia-hyperinsulinemia in healthy young and middle aged men and women. Clin Sci (Lond). 2011 Sep; 121(6): 267–278. ↩︎
8. Di Girolamo FG1, Situlin R, Mazzucco S, Valentini R, Toigo G, Biolo G. Omega-3 fatty acids and protein metabolism: enhancement of anabolic interventions for sarcopenia. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2014 Mar;17(2):145-50. ↩︎
9. McDonald C1, Bauer J, Capra S. Omega-3 fatty acids and changes in LBM: alone or in synergy for better muscle health? Can J Physiol Pharmacol 2013 Jun;91(6):459-68. ↩︎
10. Smith G.I., P.Atherton, D.N.Reeds, B.S.Mohammed, D.Rankin, M.J.Rennie, B.Mittendorfer (2010) Dietary omega- 3 fatty acid supplementation increases the rate of muscle protein synthesis in older adults: a randomized controlled trial. Am.J.Clin.Nutr. ↩︎
11. Gordon I. Smith, Philip Atherton, Dominic N. Reeds, B. Selma Mohammed, Debbie Rankin, Michael J. Rennie, and Bettina Mittendorfer. Omega-3 polyunsaturated fatty acids augment the muscle protein anabolic response to hyperaminoacidemia-hyperinsulinemia in healthy young and middle aged men and women. Clin Sci (Lond). 2011 Sep; 121(6): 267–278. ↩︎
12. Di Girolamo FG1, Situlin R, Mazzucco S, Valentini R, Toigo G, Biolo G. Omega-3 fatty acids and protein metabolism: enhancement of anabolic interventions for sarcopenia. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2014 Mar;17(2):145-50. ↩︎
13. McDonald C1, Bauer J, Capra S. Omega-3 fatty acids and changes in LBM: alone or in synergy for better muscle health? Can J Physiol Pharmacol 2013 Jun;91(6):459-68. ↩︎
14. Smith, G.I., et al., Omega-3 polyunsaturated fatty acids augment the muscle protein anabolic response to hyperinsulinaemia-hyperaminoacidaemia in healthy young and middle-aged men and women. Clin Sci (Lond), 2011. 121(6): p. 267-78. ↩︎
15. Bodine, S.C., T.N.Stitt, M.Gonzalez, W.O.Kline, G.L. Stover, R.Bauerlein, E.Zlotchenko, A.Scrimgeour, J.C.Lawrence, D.J.Glass, G.D.Yancopoulos (2001) Akt/mTOR pathway is acrucial regulator of skeletal muscle hypertrophy and can prevent muscle atrophy in vivo. Nat.Cell.Biol. 3:1014–1019 ↩︎
16. Thomas, G., M.N.Hall (1997) TOR signaling and control of cell growth. Curr.Opin.Cell Biol. 9:782-787. ↩︎
17. Bodine, S.C., et al., Akt/mTOR pathway is a crucial regulator of skeletal muscle hypertrophy and can prevent muscle atrophy in vivo. Nat Cell Biol, 2001. 3(11): p. 1014-9. ↩︎
18. Rommel, C., et al., Mediation of IGF-1-induced skeletal myotube hypertrophy by PI(3)K/Akt/mTOR and PI(3)K/Akt/GSK3 pathways. Nat Cell Biol, 2001. 3(11): p. 1009-13. ↩︎
19. Baar, K. and K. Esser, Phosphorylation of p70(S6k) correlates with increased skeletal muscle mass following resistance exercise. Am J Physiol, 1999. 276(1 Pt 1): p. C120-7. ↩︎
20. Bergeron K., P.Julien, T.A.Davis, A.Myre, M.C.Thivierge (2007). Long-chain n-3 fatty acids enhance neonatal insulinregulated protein metabolism in piglets by differentially altering muscle lipid composition. J.Lipid.Res. 48:2396-2410. ↩︎
21. Gingras A.A., P.J.White, P.Y.Chouinard, P.Julien, T.A. Davis, L.Dombrowski, Y.Couture, P.Dubreuil, A.Myre, K.Bergeron, A.Marette, M.C.Thivierge (2007) Long-chain omega-3 fatty acids regulate bovine whole-body protein metabolism by promoting muscle insulin signalling to the Akt-mTOR-S6K1 pathway and insulin sensitivity. J.Physiol. 579:269-284. ↩︎
22. Kummerow F.A. (1983) Modification of cell membrane composition by dietary lipids and its implications for atherosclerosis. Ann.NY.Acad.Sci. 414:29-43. ↩︎
23. Smith G.I., P.Atherton, D.N.Reeds, B.S.Mohammed, D.Rankin, M.J.Rennie, B.Mittendorfer (2010) Dietary omega- 3 fatty acid supplementation increases the rate of muscle protein synthesis in older adults: a randomized controlled trial. Am.J.Clin.Nutr. ↩︎
24. Smith, G.I., et al., Omega-3 polyunsaturated fatty acids augment the muscle protein anabolic response to hyperinsulinaemia-hyperaminoacidaemia in healthy young and middle-aged men and women. Clin Sci (Lond), 2011. 121(6): p. 267-78. ↩︎
25. Smith, G.I., et al., Omega-3 polyunsaturated fatty acids augment the muscle protein anabolic response to hyperinsulinaemia-hyperaminoacidaemia in healthy young and middle-aged men and women. Clin Sci (Lond), 2011. 121(6): p. 267-78. ↩︎
26. Bodine, S.C., T.N.Stitt, M.Gonzalez, W.O.Kline, G.L. Stover, R.Bauerlein, E.Zlotchenko, A.Scrimgeour, J.C.Lawrence, D.J.Glass, G.D.Yancopoulos (2001) Akt/mTOR pathway is acrucial regulator of skeletal muscle hypertrophy and can prevent muscle atrophy in vivo. Nat.Cell.Biol. 3:1014–1019 ↩︎
27. Thomas, G., M.N.Hall (1997) TOR signaling and control of cell growth. Curr.Opin.Cell Biol. 9:782-787. ↩︎
28. Bodine, S.C., et al., Akt/mTOR pathway is a crucial regulator of skeletal muscle hypertrophy and can prevent muscle atrophy in vivo. Nat Cell Biol, 2001. 3(11): p. 1014-9. ↩︎
29. Rommel, C., et al., Mediation of IGF-1-induced skeletal myotube hypertrophy by PI(3)K/Akt/mTOR and PI(3)K/Akt/GSK3 pathways. Nat Cell Biol, 2001. 3(11): p. 1009-13. ↩︎
30. Baar, K. and K. Esser, Phosphorylation of p70(S6k) correlates with increased skeletal muscle mass following resistance exercise. Am J Physiol, 1999. 276(1 Pt 1): p. C120-7. ↩︎
31. Kummerow F.A. (1983) Modification of cell membrane composition by dietary lipids and its implications for atherosclerosis. Ann.NY.Acad.Sci. 414:29-43. ↩︎
32. Guillet, C., et al., Impaired anabolic response of muscle protein synthesis is associated with S6K1 dysregulation in elderly humans. FASEB J, 2004. 18(13): p. 1586-7. ↩︎
33. Whitehouse A.S., H.J.Smith, J.L.Drake, M.J.Tisdale (2001) Mechanism of attenuation of skeletal muscle protein catabolism in cancer cachexia by eicosapentaenoic acid. Cancer Res. 61:3604-3609. ↩︎
34. Whitehouse A.S., M.J.Tisdale (2001) Downregulation of ubiquitin-dependent proteolysis by eicosapentaenoic acid in acute starvation. Biochem.Biophys.Res. 285:598-602. ↩︎
35. Ross, J.A., A.G. Moses, and K.C. Fearon, The anti-catabolic effects of n-3 fatty acids. Curr Opin Clin Nutr Metab Care, 1999. 2(3): p. 219-26. ↩︎
36. Smith, H.J., J. Khal, and M.J. Tisdale, Downregulation of ubiquitin-dependent protein degradation in murine myotubes during hyperthermia by eicosapentaenoic acid. Biochem Biophys Res Commun, 2005. 332(1): p. 83-8. ↩︎
37. Delarue J, Matzinger O, Binnert C, Schneiter P, Chioléro R, Tappy L. Fish oil prevents the adrenal activation elicited by mental stress in healthy men. Diabetes Metab. 2003 Jun;29(3):289-95. ↩︎
38. Noreen E.E., M.J.Sass, M.L.Crowe, V.A.Pabon, J.Brandauer, L.K.Averill (2010) Effects of supplemental fish oil on resting metabolic rate, body composition, and salivary cortisol in healthy adults. J.Int.Soc.Sports Nutr. 8:7-31. ↩︎
39. Delarue J, Matzinger O, Binnert C, Schneiter P, Chioléro R, Tappy L. Fish oil prevents the adrenal activation elicited by mental stress in healthy men. Diabetes Metab. 2003 Jun;29(3):289-95. ↩︎