Der Proteinstoffwechsel
Was sind Proteine?

Ausschnitt aus "Scherenschleifer" von Alexandre-Gabriel Decamps (um 1840)

Eiweiße ("Proteine") sind komplexe Moleküle, aufgebaut aus den sog. Aminosäuren. Diese Säuren enthalten - anders als die Fettsäuren des Körpers - typischerweise "Anhängsel", die Stickstoff enthalten ("Aminogruppe"). Eiweiße sind zentrale Bestandteile aller lebendigen Organismen - sie sind die Schlüsselsubstanzen des Lebens mit vielfältigsten Funktionen. Die Art ihres Aufbaus ist im Erbgut festgelegt. Ihre Synthese wird, anders als bei allen anderen Zellbestandteilen, vom Erbgut der Zellkerne selbst gesteuert. Zehn der beim Hund vorkommenden 20 Aminosäuren sind für Hunde essenziell und können nicht selber synthethisiert werden. Sie müssen deswegen unbedingt in der Nahrung enthalten sein, weil es sonst zu schweren Mangelerscheinungen und Defekten kommt. Die anderen Aminosäuren werden in der Leber des Hundes selbst synthetisiert.

Vielfältigste Funktionen der Eiweiße

Die Eiweiße zählen zu den wichtigsten Bauelementen tierischer Gewebe bzw. Bestandteile von Körperflüssigkeiten. Der Hund benötigt sie für die Erhaltung der Körpersubstanz (permanent ablaufende Ab- und Umbauprozesse im Körper) sowie für die Synthese von Gewebe (Wachstum, Reproduktion, Heilung), Milch, Sekreten oder Enzymen. Die verschiedenen Eiweiße können aus mehreren tausend chemisch miteinander verbundener Aminosäuren bestehen.

Beispiel: Überall im Bewegungsapparat der Hunde finden sich Eiweiße mit vielfältigen Aufgaben. So sind sie Strukturbestandteil z.B. vom weichen, nicht mineralischen Anteil der Knochen oder von den Gelenken (Knorpelschicht). In den Sehnen der Muskeln dagegen sind die wesentlichen Kraft übertragenden Elemente aus Eiweißen aufgebaut. In den Muskeln wiederum sind die krafterzeugenden, kontraktilen Fasern aus Eiweißen aufgebaut.

Übrigens: Eiweiße können bei starker körperlicher Belastung notfalls auch zur Energiegewinnung hinzugezogen werden. Oder allgemein ausgedrückt: In jeder Situation, in der nicht mehr genügend Fettsäuren und Kohlenhydrate als Energieträger zur Verfügung stehen. Dies geschieht bei Hunden aber - normalerweise - nur in geringem Umfang. Es ist nämlich energetisch sehr aufwändig, Eiweißbausteine in Energie spendenden Zucker (Glukose) umzubauen. Diese Syntheseleistung belastet zudem die Leber, verbraucht viel Wasser und erhöht die Körpertemperatur. Zudem stehen dem Körper nicht sehr viele freie Eiweiß-Vorräte zur Verfügung und es würde durch den Abbau lebensnotwendiger Körperstrukturen schnell zur Beeinträchtigung aller Körperfunktionen und damit zu einem Leistungsabfall und schließlich zur Krankheit des Hundes kommen.

Sind Eiweiße in der Nahrung überflüssig?

aus: Bubenzer, R.H.: Der Proteinstoffwechsel bei der Ernährung des Deutschen Schäferhundes. SV Zeitung, Augsburg: 10/1992.

Aus vielfältigen wissenschaftlichen Forschungen an Mensch und Tier geht hervor, dass Eiweiß insbesondere aus zwei Gründen von großer Bedeutung für die Ernährung des Hundes ist. Zum einen, weil es die geschilderten essenziellen Aminosäuren enthält, die nicht vom Hund selbst synthetisiert werden können. Zum anderen, weil mit Eiweißen der physiologische Bedarf eines Organismus an Stickstoff gedeckt werden kann.

Stickstoff wiederum ist ein äußerst wichtiges Mengenelement. Es kommt in jeder Körperzelle vor und ist z.B. notwendig, damit der Hund die nicht-essenziellen Aminosäuren synthetisieren kann. Stickstoff kommt aber auch in vielen anderen Zellbestandteile wie beispielsweise Kernsäuren ("Nucleinsäuren") oder Signalsubstanzen des Gehirns ("Neurotransmittern") vor.

Würde man - theoretisch - einen Hund mit einem Konzentrat aus essenziellen Aminosäuren ("Astronauten-Kost") versorgen und ihm zudem eine, nicht aus Eiweißen stammende Stickstoffquelle anbieten, wäre sein Eiweißbedarf gleich null. Die nicht-essenziellen Aminosäuren könnte er unter Verwendung des Stickstoffes selbst synthetisieren. Aber: Eiweiß in der Nahrung, ob aus tierischen oder pflanzlichen Quellen, stellt die effektivste und natürlichste Art dar, einen Hund sowohl mit essenziellen Aminosäuren als auch mit Stickstoff zu versorgen.

Eiweißverdauung beginnt im Magen

Der Verdauung aller Nahrung geht eine mechanisch-physikalische Aufbereitung voraus: Durch das Kauen wird die Nahrung zerkleinert. Die Salzsäure des Magens und das Enzym Pepsin bewirkt dann im Magen eine Denaturierung und Quellung der Eiweiße, die Voraussetzung der enzymatischen Eiweiß-Verdauung ist. Enthält Futter einseitige Mengen bindegewebereicher Futtermittel, kann die Eiweißverdauung im Magen ihre Grenzen erreichen, da keine ausreichende Denaturierung erfolgt.

Bereits im Magen beginnt dann die Verdauung durch Pepsin und weitere Enzyme. Diese "chemischen Messer" zerkleinern und zerlegen die großen Eiweißmoleküle nach und nach in ihre Bestandteile. Verlässt die anverdaute Nahrung den Magen geht dieser Prozess im Dünndarm weiter. Jetzt helfen viele weitere Enzyme, die aus der Bauchspeicheldrüse in den Zwölffingerdarm des Hundes ausgeschüttet werden bei der weiteren Zerlegung der Proteine. Diese werden zuerst in Polypeptide zerkleinert, also chemischen Verbindungen aus maximal 100 Aminosäuren. Diese wiederum werden dann weiter abgebaut, bis zum Schluss nur noch Dipeptide aus 2 Aminosäuren und einzelne Aminosäuren übrig bleiben. Im Dünndarm noch nicht verdaute Eiweiße können teilweise im Dickdarm von Bakterien noch weiter zersetzt werden.

Dipeptide und Aminosäuren werden dann durch die Darmwand hindurch in die Blutgefäße und von dort in das große Syntheseorgan Leber transportiert. In dieser Bio-Fabrik des Hundes werden dann die nicht-essenziellen Aminosäuren und viele Eiweiße vor allem des Blutes synthetisiert. Andere Körperzellen bauen aus diesen Aminosäuren Muskulatur, Organgewebe, Haut oder Haare und viele andere Zellproteine auf. Deswegen werden im Erhaltungsstoffwechsel die meisten der, aus der Leber in das Blut einfließenden freien Aminosäuren von der Muskulatur, ein geringerer Teil von Organen, Haut und Haaren aufgenommen. Da Körpereiweiße ständigen Um- und Abbauprozessen unterliegen, beträgt die Lebensdauer eines Proteins zwischen wenigen Tagen und mehreren Wochen. Neben diesen Stoffwechselprozessen können insbesondere Muskeln und Organe gewisse Mengen an Protein speichern ("labile Reserve") und bei Bedarf wieder an den Organismus abgeben.

Der Abbaus der Aminosäuren erfolgt ebenfalls in der Leber. Endprodukt ist überwiegend der so genannte stickstoffreiche Harnstoff, der schließlich über die Nieren ausgeschieden wird. Daneben verliert der Hund Eiweiß, Aminosäuren und Stickstoff auch über den Stuhl, Haut und Haare. Hauptursache ist die Abschilferung von oberflächlichen Zellen, die natürlich alle auch Eiweiß und Stickstoff enthalten. Die Stickstoffverluste während des Haarwechsels von Hunden können übrigens beträchtlich sein: Der Verlust kann 4,5 bis 14-mal gesteigert sein.

Bestimmung des Eiweiß-Bedarfs eines Hundes

Grundlage aller modernen Ernährungsempfehlungen sind langjährige wissenschaftliche Forschungen an Tier und Mensch. In Hinsicht auf den Eiweißbedarf benutzen die Forscher zwei Parameter, die über eine mangelhafte, eine richtige oder eine übermäßige Eiweißversorgung informieren: Der Minimal-Bedarf an Nahrungs-Eiweiß ist diejenige Eiweißmenge, bei der 1.) gerade eine so genannte 'ausgewogene Stickstoffbilanz' in allen Lebensaltern eintritt, haben die Wissenschaftler definiert. Dies bedeutet, dass weder zu viel noch zu wenig Stickstoff ausgeschieden wird - die Stickstoffaufnahme und -Ausscheidung also im Gleichgewicht stehen. Beim wachsenden Hund wird der Minimal-Bedarf so definiert, dass 2.) eine artangemessene Wachstumsrate vorliegen muss.

"Eiweißbedarf" umschreibt also letztlich den Bedarf eines Hundes an essenziellen Aminosäuren und Stickstoff. Wie wichtig die Aminosäuren sind, kann man am Beispiel der essenziellen Aminosäure Methionin sehen: Mit geringen Mengen dieser Aminosäure kann sogar bei einem Hund, der völlig eiweißfrei ernährt wird, noch eine ausgeglichene Stickstoffbilanz erzielt werden. Allerdings verhindert Methionin-Zufuhr nicht den Mangel an anderen essenziellen Aminosäuren.

Beeinflussungen des Proteinbedarfs

Neben der Eiweißmenge der Nahrung gibt es viele Faktoren, die die beschriebene Stickstoffbilanz und damit den Proteinbedarf beeinflussen können. Hierzu gehören: Die Aminosäure-Zusammensetzung der Proteine und ihre Verdaulichkeit, die Gesamt-Energieaufnahme oder der Aktivitätsgrad der Hunde. Auch der gesamte physiologische Status des Tieres (Gesundheit, Geschlecht, Rasse, alter) einschließlich des Ernährungszustandes wirken sich auf den aktuellen Eiweißbedarf aus. Ist ein Hund beispielsweise über längere Zeit mit Eiweißen unterversorgt, braucht er auch bei wieder artgerechter Fütterung einige Zeit, bis sich seine "Eiweißspeicher" wieder aufgefüllt haben.

Wichtig für den Eiweißbedarf ist auch der Fettgehalt der Nahrung: Je höher nämlich der Fettgehalt (also die Energiedichte) der Nahrung ist, umso höhere Konzentrationen von Eiweiß sind nötig, um die Stickstoff-Bilanz ausgewogen zu erhalten haben Ernährungswissenschaftler herausgefunden. Auch die Häufigkeit der Fütterung hat einen Einfluss auf den Eiweißbedarf: Wenige Mahlzeiten erhöhen den Stickstoff- und damit den Eiweißbedarf - viele vermindern ihn.

Was bedeutet Qualität von Eiweißen?

"Qualität von Eiweißen" entspricht den unterschiedlichen Gesamt-Proteinmengen, die nötig sind um den Eiweiß-Bedarf (also vor allem essenzielle Aminosäuren und Stickstoff) eines Hundes zu decken: Ist nur wenig Eiweiß nötig, ist die Qualität hoch und umgekehrt.

Da die Ernährungswissenschaftler und Biologen mittlerweile auch erforscht haben, welche Mengen der einzelnen Aminosäuren in der Nahrung enthalten sein müssen, kann die Qualität der verwendeten Eiweiße z.B. in Vollnahrungen durch die Bestimmung des Stickstoffgehaltes sowie die Menge und Zusammensetzung der essenziellen Aminosäuren bestimmt werden. Je stärker ein Futterprotein in seiner Zusammensetzung dem jeweils zu bildenden oder zu unterhaltenden Körperprotein gleicht, ums so höher ist im Allgemeinen seine biologische Wertigkeit. So bietet Eiweiß tierischer Herkunft für einen wachsenden Hund, der vor allem Muskeleiweiß aufbauen muss, ein ideales Aminosäuremuster. Sojaeiweiß wäre in dem Fall nicht so sehr geeignet, weil sein Aminosäurespektrum ein anderes ist.

Ein weiterer Qualitäts-Faktor für die Verwertbarkeit von Eiweißen ist ihre Verdaulichkeit: Sie kann zwischen 33 (Knochen) und 98 Prozent (frisches Fleisch) liegen. Eine Angabe der Verdaulichkeit der Proteine ist bei Ernährungsempfehlungen deswegen unerlässlich. Beispiel: Bei der Fütterung reiner Aminosäuregemische, die vom Hund nicht weiter verdaut werden müssen, sind die Aminosäuren bereits nach 30 bis 60 Minuten nach ihrer Aufnahme in maximalen Konzentrationen in der Leber nachweisbar. Aminosäuren aus Fleisch brauchen dagegen schon ein bis zwei Stunden. Bei schwerer verdaulichen Eiweißen kann es sogar bis zu 6 Stunden dauern. Dabei kann es dann zu bakterieller Eiweißzersetzung und Durchfällen des Hundes kommen.

Gravidität und Eiweißbedarf

Besonders in der zweiten Hälfte der Trächtigkeit benötigt die Hündin einen überdurchschnittlich hohen Anteil von hochwertigem Eiweiß in der Nahrung, damit die Entwicklung ihrer Nachkommen ungestört verlaufen kann. So braucht eine Hündin von z.B. 20 Kg Körpergewicht normalerweise 30 bis 40 (47) Gramm Eiweiß pro Tag. Jetzt aber muss sie aber rund 20 Gramm mehr erhalten, um ihre Aufgabe - neues Leben wachsen zu lassen - erfüllen zu können. Der häufigste Ernährungsfehler bei trächtigen Hündinnen ist leider eine mangelhafte Eiweißversorgung. Ihre Auswirkungen, z.B. untergewichtige Welpen, können durch die Ernährung mit qualitativ hochwertigen Vollnahrungen während der Trächtigkeit vermieden werden. Solch eine Nahrung, vor allem wenn sie speziell für trächtige Hündinnen zusammengestellt ist, hat einen hohen und gut verdaulichen Eiweißgehalt vor allem aus tierischen Quellen, der den Bedarf einer trächtigen Hündin voll abdeckt.

Laktierende Hündin und Eiweißbedarf

Der Eiweißbedarf laktierender Hündinnen nimmt infolge der hohen Milchmengenproduktion und des hohen Proteingehaltes in der Milch erheblich zu. Ähnlich wie der Energiebedarf steigt der Eiweißbedarf auf das 3 - 5fache des Erhaltungsbedarfes an - bei geringer biologischer Wertigkeit des verfütterten Eiweißes sogar noch weiter. Geht man von ca. 80 g Eiweiß in 1 Liter Hundemilch aus, bedeutet dies bei einer 60ig-prozentigen Ausnutzung des verfütterten verdaulichen Eiweißes, dass sie rund 135 g verdauliches Protein zu sich nehmen muss. Damit ein zu starker Gewichtsverlust der Hündin verhindert wird, ist also ein energiereiches Futter mit vollwertigem, d.h. an essenziellen Aminosäuren reichem, Eiweiß unbedingte Voraussetzung.

Hundemilch und Eiweiß

Die Hundemilch zeichnet sich durch einen hohen Gehalt an Protein (80 g pro Liter) und Fett aus, während der Milchzuckeranteil relativ gering ist. Die in den ersten Stunden und Tagen von der Hündin produzierte Vormilch ("Kolostralmilch") enthält sogar noch mehr Eiweiß als reife Milch. Viele dieser zusätzlichen Eiweiße sind Schutzstoffe gegen Infektionen ("Immunglobuline").

Wachsende Hunde und ihr Eiweißbedarf

Wie erwähnt haben Welpen und Junghunde einen wachstumsbedingten hohen Bedarf an Eiweißen. Bei einem frühen Absetzen und/oder frühem Beginn der Beifütterung ist Folgendes zu beachten: Da die Salzsäureproduktion des Magens von Welpen erst um den 18. Tag nach der Geburt einsetzt, können bis dahin vor allem komplexe Eiweiße nur verlangsamt verdaut werden. Eine Reihe von anderen Eiweißen (z.B. die erwähnten Abwehrstoffe aus der Hundemilch) sowie Aminosäuren in der Hundemilch werden dagegen ohne vorherige Andauung vom Darm aufgenommen werden. Eine ausreichende Eiweißversorgung wachsender Hunde ist mit Beginn der Beifütterung und besonders nach dem Absetzen zu Gewähr leisten. Genauso wie bei Welpen kann auch bei Junghunden ein Eiweißmangel (Mangel an essenziellen Aminosäuren) zu Störungen des Wachstums, Hauterkrankungen oder einer verringerten Abwehrkraft gegen Infektionen führen.

Leistungshunde und ihr Eiweißbedarf

Obwohl auch Eiweiße bei starker körperlicher Belastung zur Energiegewinnung herangezogen werden können, geschieht dies beim Hund nur in geringem Umfang. Eiweißbausteine durch den Vorgang der sog. Gluko-Neogenese in Zucker umzubauen, ist nämlich für die Leber sehr aufwändig, belastet sie, verbraucht viel Wasser und erhöht die Körpertemperatur. Nahrungs-Eiweiß ist für Leistungshunde dennoch von großer Bedeutung, da intensive Dauerbelastung ein Teil des körpereigenen Eiweiß durch beschleunigte Auf- und Umbauprozessen verbraucht. Biologisch hochwertige Eiweiße in der Nahrung können Eiweißmangel-Erscheinungen (Blutarmut, Muskelschwächungen) vorbeugen und die Regeneration nach schwerer Belastung fördern.

Übrigens: Es gibt keine wissenschaftlichen Hinweise, dass besonders hohe Gehalte von Eiweiß tierischer Herkunft im Futter für Leistungshunden die Muskelentwicklung langfristig fördern kann.

Zu wenig und Zuviel des Guten

Der Mangel insbesondere an essenziellen Aminosäuren in der Nahrung hat viele Auswirkungen. Fehlt beispielsweise die Aminosäure Arginin, die vom Hund nicht in ausreichender Menge selbst hergestellt werden kann, wird das schädliche Stoffwechsel-Abbauprodukt Ammoniak nicht genügend entgiftet und es kommt zu schweren Krämpfen und Erbrechen.

Allgemein fallen proteinarm ernährte Hunde durch ein stumpfes, glanzloses und zu stärkerer Brüchigkeit neigendes Haarkleid auf. Eine erhöhte Anfälligkeit für Infektionen und Durchfälle sind weitere Folgen. Da weniger Verdauungsenzyme gebildet werden, nimmt die Verdaulichkeit des Futters ab. Bei länger anhaltendem Proteinmangel kommt es dann zu Blutarmut und Diabetes-ähnlichen Krankheitssymptomen. Welpen mit Eiweißmangel sind an genereller Trägheit, Temperamentslosigkeit, Gewichtsabnahme und verzögertem Skelettwachstum zu erkennen. Durch eine Verdünnung der Gelenkknorpel und Verlangsamung der Knorpelausreifung mit Mineralisierungsstörungen kommt es zu einer Fehlentwicklung der Knochen. Zuchthündinnen bringen bei Eiweißmangel lebensschwache Welpen. Die überlebenden Welpen entwickeln sich nur schlecht.

Ein Eiweiß-Mangel kann sich übrigens auch dann entwickeln, wenn der Hund an einer fieberhaften Erkrankung leidet oder Operationen bzw. Verletzungen zu überstehen hat. Fieber wie auch Wundheilung geht nämlich mit einem erhöhten Verbrauch von Eiweiß einher. Wird dieser gestiegene Bedarf nicht gedeckt, entwickelt sich ein Proteinmangel.

Selbst wenn es - wie erwähnt - vorteilhaft ist, mehr Eiweiß als dem Minimal-Bedarf entspricht, zu füttern, muss andrerseits vor den Gefahren einer massiven Eiweißüberversorgung gewarnt werden: So können bei zu langer Eiweißüberversorgung Nachteile für den Hund - vor allem bei älteren Hunden - nicht ausgeschlossen werden. So steigen beispielsweise die Konzentrationen des giftigen Ausscheidungsproduktes Harnstoff im Blut an. Die Verfütterung von übermäßigen Mengen minderwertigen Eiweißes dagegen führt zu Gärungserscheinungen im Dickdarm und Durchfällen, da solche Eiweiße im Darm überwiegend mikrobiell zersetzt werden. Wie bei anderen Nährstoffen auch, ist deswegen eine optimale Eiweißversorgung entsprechend der wissenschaftlichen Empfehlungen auch das Optimum für den Hund.

Möchten Sie die interaktiven Fragen zu dieser Folge beantworten, klicken Sie bitte hier!