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kraft-stephanie-hofschlaeger-pixelio 2Wer beim Training höhere Leistung erzielen will, greift gerne mal auf Nahrungsergänzungen wie z.B. Aminosäuren zurück. Wie viel gesund ist und was sie bewirken erläutert Dr. med. Hans-Günter Kugler, einer der führenden Spezialisten in punkto medizinische Wertigkeit von Aminosäuren.


Proteine und Aminosäuren als Nahrungsergänzung sind bei Sportlern meist sehr gefragt, wobei durch die Supplementierung unterschiedliche Ziele angestrebt werden: z.B. eine Verbesserung der Stickstoffbilanz und des Muskelaufbaus oder eine schnellere Regeneration des Muskelglykogens nach Belastung. Es wird allerdings seit vielen Jahren unter Fachleuten kontrovers diskutiert, ob und in welchem Umfang bei Sportlern der Proteinbedarf erhöht ist.

2001 publizierte der Arbeitskreis „Sport und Ernährung“ der Deutschen Gesellschaft für Ernährung (DGE) eine Stellungnahme zum Thema „Proteine im Breitensport“. Im Fazit heißt es: „Für Breiten- und Leistungssportler/innen müssen keine besonderen Empfehlungen für die Proteinzufuhr formuliert werden, denn mit einer ausgewogenen und vielseitigen Ernährung nach den Empfehlungen der DGE nehmen sie mehr als die erforderliche Menge zu sich. Aminosäurenverluste werden mit Sicherheit kompensiert. Eine ausreichende Proteinzufuhr ist auch bei vegetarischer Ernährung möglich.“

Einen ähnlichen Standpunkt hat auch die US-amerikanische National Academy of Sciences eingenommen. Bis zu einem überzeugenden Beweis des Gegenteils sei eine zusätzliche Proteinzufuhr bei Sportlern nicht erforderlich. Im Gegensatz dazu stehen die American Dietetic Association und das American College of Sports Medicine auf dem Standpunkt, dass der Proteinbedarf bei sehr aktiven Menschen höher ist. Ausdauerathleten sollten 1,2 bis 1,4 Gramm Protein je Kilogramm Körpergewicht aufnehmen, bei Kraftsportlern liegt der Bedarf sogar bei 1,6 bis 1,7 Gramm je Kilogramm Körpergewicht.

Hier ist jetzt unbedingt anzumerken, dass z.B. in Deutschland und auch in anderen Industriestaaten ohnehin sehr viel mehr Eiweiß konsumiert wird, als empfohlen. In Deutschland liegt die Eiweißzufuhr durchschnittlich bei 1,2 Gramm je Kilogramm Körpergewicht, also in dem für Ausdauerathleten empfohlenen Bereich. Ein leicht erhöhter Proteinbedarf bei Ausdauersportlern dürfte dadurch zustande kommen, dass nach Abbau der Glykogenreserven verschiedene Aminosäuren als Energieträger herangezogen werden, z.B. die verzweigtkettigen Aminosäuren. Beim Kraftsportler spielt eine Energiegewinnung aus Aminosäuren keine Rolle, vielmehr besteht der Mehrbedarf an Aminosäuren durch den belastungsbedingten Gewebsumbau.

Aminosäuren sind nicht nur Proteinbausteine, sondern haben darüber hinaus zahlreiche wichtige Funktionen im Stoffwechsel. Zu erwähnen sind besonders ihre Bedeutung als Neurotransmitter (Glycin, Glutaminsäure, Asparaginsäure) oder als unmittelbare Vorstufe für die Neurotransmittersynthese (Tyrosin, Tryptophan, Histidin). Aminosäuren sind auch Ausgangssubstanz für die Bildung wichtiger Biomoleküle wie Glutathion, Carnitin, Kreatin, Purine, Stickstoffmonoxid etc. Einige Aminosäuren können für den Sportler aufgrund ihrer Eigenschaften von Nutzen sein, da sie z.B. in der Lage sind, die Regeneration nach körperlicher Belastung zu beschleunigen und einer Immunschwäche vorzubeugen. Zu diesen Aminosäuren gehören:

 

Arginin

Arginin ist eine bedingt essentielle Aminosäure, das heißt, sie kann vom Stoffwechsel eines gesunden Erwachsenen selbst hergestellt werden. Für Säuglinge und Kleinkinder wird Arginin als essentiell eingestuft. Arginin hat an der Ammoniakentgiftung (Harnstoffzyklus) einen Anteil und ist zugleich die Ausgangssubstanz für die Bildung von Stickstoffmonoxid (NO), einem gasförmigen Signalmolekül, das für die Regulierung der Gefäßweite und Durchblutung sowie für die Immunkompetenz eine zentrale Rolle spielt. Die Makrophagen (Fresszellen) verwenden NO zur Bekämpfung von Erregern in der Zelle wie z.B. Viren. Für den Sportler kann die Einnahme von Argininsupplementen in mehrfacher Hinsicht vorteilhaft sein, weil Arginin die Wundheilung fördert, die Durchblutung der Muskulatur verbessert, das Immunsystem stärkt und die Biosynthese von Kreatin fördert. Schon länger ist bekannt, dass Arginin, in größeren Mengen intravenös verabreicht, die Sekretion des Wachstumshormons steigert. Es ist allerdings umstritten, ob dieser Effekt auch bei oraler Gabe eintritt.

 

Verzweigtkettige Aminosäuren

Die Aminosäuren Isoleucin, Leucin und Valin bilden die Gruppe der verzweigtkettigen Aminosäuren (BCAAs = branched-chain amino acids). Sie sind für den Muskelstoffwechsel und für die Muskelproteinsynthese von entscheidender Bedeutung. Die kontraktilen Muskelproteine bestehen zu 35 Prozent aus BCAAs. Leucin, Isoleucin und Valin können im Bedarfsfall zur Energiegewinnung der Muskulatur herangezogen werden, wenn die Glykogenreserven der Muskelzellen erschöpft sind. Dies ist z.B. bei einem Marathonlauf der Fall; es kommt dann zu einem Abfall der Konzentration der BCAAs im Blut. Insbesondere Leucin hat auch einen regulierenden Effekt auf den Muskelstoffwechsel, z.B. durch die Beeinflussung der Glukoseverbrennung in der Skelettmuskulatur.

In den letzten Jahren konnte auch nachgewiesen werden, dass Leucin durch Aktivierung des so genannten mTOR-Signalwegs die Muskelproteinsynthese stimuliert. Die Wirkung einer BCAAs-Supplementierung wurde in vielen Studien untersucht - mit sehr uneinheitlichen Ergebnissen. In mehreren dieser Untersuchungen konnte aber doch ein günstiger Effekt für die sportliche Leistungsfähigkeit nachgewiesen werden, z.B. eine schnelle Erholung des Immunsystems, eine Stabilisierung der Glutaminkonzentration, eine Verminderung von Muskelschäden, eine Verbesserung der Ausdauerleistungsfähigkeit und eine Reduzierung der Ermüdbarkeit.

 

Glutamin

Glutamin, eine bedingt essentielle Aminosäure, weist von allen Aminosäuren die höchsten Konzentrationen im Blut und in der Muskulatur auf. Glutamin ist ein lebenswichtiges Nährsubstrat für alle sich schnell teilenden Zellsysteme, z.B. für die Zellen der Darmschleimhaut und des Immunsystems. Es ist außerdem ein Regulator der Muskelproteinbilanz, Ausgangsubstanz für die Glutathionsynthese und mitverantwortlich für die Regulierung des Säure-Basen-Haushalts. Bei intensiver körperlicher Belastung kommt es zu einem deutlich erhöhten Glutaminverbrauch und –bedarf. Zum Beispiel bei Ausdauerbelastung zeigt sich ein Abfall der Glutaminplasmaspiegel.

Ähnlich wie die Supplemente der verzweigtkettigen Aminosäuren wurden in verschiednen Studien ebenso Sportlern verabreichte Glutaminsupplemente auf ihre Wirkung hin getestet. Auch bezüglich des Glutamins fallen die Ergebnisse verschieden aus. In einigen Untersuchungen war überhaupt kein Effekt nachweisbar, in anderen konnte z.B. nachgewiesen werden, dass eine längerfristige Nahrungsergänzung mit Glutamin den belastungsbedingten Ammoniakanstieg bei Fußballspielern verringerte. Außerdem wurde wiederholt festgestellt, dass nach intensiven Training die Einnahme eines glutaminhaltigen Getränks die Infektionsrate verringerte. Es gibt auch Hinweise, dass Glutamin die Muskelproteinsynthese verbessert.

 

Cystein

Cystein ist eine schwefelhaltige Aminosäure, die für den antioxidativen Schutz des Organismus eine maßgebende Rolle spielt. Cystein ist eine Vorläufersubstanz für die Glutathionsynthese und an der Regulierung der Muskelproteinbilanz beteiligt. Niedrige Cysteinkonzentrationen fördern den Muskelproteinverlust. Cystein wird meist in Form von N-Acetylcystein (NAC) supplementiert, dessen Wirksamkeit im Sport ebenfalls in einigen Studien untersucht wurde. Man konnte feststellen, dass die Einnahme von NAC bei Ausdauerathleten die Muskelermüdung verminderte, wahrscheinlich durch eine günstige Beeinflussung der Natrium-/ Kaliumpumpe. Bei griechischen Basketballspielern ergaben die Untersuchungen, dass die Einnahme von Cystein trainingsbedingte DNA-Schäden zu verringern vermochte.

 

Methionin

Methionin ist eine essentielle schwefelhaltige Aminosäure, die für die Proteinsynthese und für zahlreiche Stoffwechselreaktionen benötigt wird. Ein erhöhter Methioninbedarf besteht in anabolen Phasen; allerdings sollte Methionin nicht leichtfertig eingenommen werden, da bei dessen Abbau erhebliche Mengen an Wasserstoffionen anfallen, die z.B. eine verstärkte Calciumausscheidung bewirken können. Außerdem kann es nach einer Methioninbelastung auch zu einem Anstieg von Homocystein kommen, einem Risikofaktor für Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

 

Taurin

Taurin ist ein schwefelhaltiges Aminosäurenderivat mit zahlreichen Funktionen im Stoffwechsel. Es wirkt z.B. antioxidativ, entzündungshemmend, immunstimulierend, antiarrhythmisch, herzmuskelstärkend, cholesterinsenkend u.v.m. Taurin wird gerne von Kraftsportlern verwendet, um den Flüssigkeitshaushalt in den Muskelzellen zu optimieren. Im Ausdauersport kann Taurin zur Verbesserung und Stabilisierung der Herzmuskelkraft beitragen. Ein Taurinmangel erhöht die Entzündungsbereitschaft und vermindert die Immunkompetenz.

 

Weitere Aminosäuren

Glycin besitzt entzündungshemmende Eigenschaften. In einer spanischen Studie, die im Jahr 2007 veröffentlicht wurde, zeigte Glycin eine gute Wirksamkeit gegen entzündliche und degenerative Gelenkbeschwerden. Bei Fußballspielern konnte ein Zusammenhang zwischen der Verletzungsanfälligkeit und niedrigen Glycinkonzentrationen im Blut festgestellt werden. Die Aminosäure Tyrosin kann bei längerer körperlicher Belastung zur Verbesserung der Konzentrationsfähigkeit und Ausdauer hilfreich sein.

Aminosäuren sind mit Sicherheit für viele leistungsorientierte Sportler förderlich, sie sollten jedoch nicht nach dem Motto eingenommen werden: „Viel hilft viel.“ Eine unsachgemäße Einnahme von Aminosäuren kann nämlich im Stoffwechsel auch ein Aminosäurenungleichgewicht auslösen, das dann möglicherweise auch zu gesundheitlichen Problemen führt. Die 20 Aminosäuren werden über lediglich 9 Transportsysteme in die Zellen gebracht. Es kommt deshalb sehr darauf an, dass das Verhältnis der Aminosäuren zueinander ausgeglichen ist, bevor sie in die Zellen gelangen.

Wir empfehlen deshalb vor einer Nahrungsergänzung mit Aminosäuren die Durchführung einer Aminosäurenanalyse im Blut. Aufgrund der Ergebnisse kann dann eine sinnvolle und gezielte Therapie mit Aminosäuren erfolgen.

 

 

Referenzen:
  1. Tsakiris S et al.: The benefical effect of L-cysteine supplementation on DNA oxidation induced by forced training; Pharmacol Res. 2006 Apr; 53(4): 386-90
  2. Bassit RA et al.: Branced-chain amino acid supplementation and the immune response of long-distance athletes; Nutrition 2002 May; 18(5): 376-9
  3. Melvin Williams: Dietary supplements and sports performance: amino acids; Journal of the International Society of Sports Nutrition 2(2): 63-67, 2005
  4. Gleeson M et al.: Dosing and efficacy of glutamine supplementation in human exercise and sport training; J. Nutr. 2008 Oct; 138(10): 2045S-2049S
  5. Bassini-Cameron A et al.: Glutamine protects against increases in blood ammonia in football players in an exercise intensity-dependent way; Br. J Sports Med. 2008 Apr; 42(4): 260-6
  6. Klaus Arndt, Torsten Albers: Handbuch Protein und Aminosäuren; Novagenics 2001
  7. Uwe Gröber: Metabolic Tuning statt Doping; S. Hirzel Verlag Stuttgart, 2008

Veröffentlicht:
Body Media, Januar/ Februar 2009; Autor: Dr. med. Hans-Günter Kugler

labor-archivIm Rahmen eines ganzheitlichen klinischen Therapiekonzepts spielt die Orthomolekulare Medizin eine wichtige Rolle. Mikronährstoffe wie Vitamine, Vitaminoide, Mineralstoffe, Spurenelemente und Aminosäuren können mit Erfolg bei zahlreichen Erkrankungen eingesetzt werden. Da Mikronährstoffdefizite klinisch meist nicht erkennbar sind, ist eine orthomolekulare Labordiagnostik eine unverzichtbare Voraussetzung für eine effektive Therapie mit Mikronährstoffen. Die Bestimmung der Aminosäuren im Blutplasma/ Serum ist eine wesentliche Bereicherung der Mikronährstoffdiagnostik.

 

Aminosäurenanalysen wurden früher hauptsächlich zum Nachweis oder Ausschluss angeborener Störungen des Aminosäurenstoffwechsels durchgeführt, z.B. Phenylketonurie, Ahornsirup-Krankheit.

In den letzten Jahren hat das wissenschaftliche und klinische Interesse an den Aminosäuren und an Aminosäurenanalysen stark zugenommen. So wurde Homocystein als eigenständiger Risikofaktor für Gefäßerkrankungen entdeckt, Stickstoffmonoxid (NO), das aus Arginin gebildet wird, ist eines der vielseitigsten Signalmoleküle und wird weltweit intensiv erforscht. Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass Arginin einen protektiven Effekt auf das Gefäßendothel hat und die Aktivität des Immunsystems verbessert.

Glutamin ist bei schweren internistischen Erkrankungen sowie nach Operationen und nach Traumata häufig defizitär, weil der Glutaminbedarf des Immunsystems und des Darms in diesen Stoffwechselsituationen sehr hoch ist. Das Verhältnis von Tryptophan zu den neutralen Aminosäuren im Blutserum ist ein entscheidender Faktor für die Tryptophanverfügbarkeit und damit für die Serotoninsynthese im Gehirn. Serotonin ist wesentlich an der Regulation von Stimmung, Appetit, Schmerzempfindlichkeit, Schlaf, Endokrinum etc. beteiligt. Cystein ist der limitierende Faktor für die Glutathionsynthese und spielt eine zentrale Rolle für den Erhalt der immunkompetenten Muskelzellmasse.

Im Folgenden wird anhand von zwei Fallbeispielen gezeigt, was sich aus Aminosäurenanalysen diagnostisch ableiten lässt und welche therapeutische Möglichkeiten sich daraus ergeben.

 

Fallbeispiel 1

Das folgende Aminosäurenprofil wurde bei einer 77-jährigen Patientin durchgeführt. Die Patientin hatte folgende Hauptdiagnosen: primäre biliäre Leberzirrhose mit destruierender Cholangitis, chronische Pankreasinsuffizienz, Arteriosklerose mit cerebralen und peripheren Durchblutungsstörungen, Gonarthrose beidseits, allergische Diathese.

Im Routinelabor zeigte sich eine Erhöhung der Gamma-GT, des Gesamtcholesterins und des LDL-Cholesterins sowie eine stark erhöhte Gesamt-AP.

 

Die Konzentrationen einiger Aminosäuren waren auffällig:

  • Alanin ist niedrig-normal
    Niedrige Alaninkonzentrationen sind häufig ein Hinweis auf einen instabilen Blutzuckerspiegel, insbesondere auf eine Hypoglykämieneigung. Alanin ist die wichtigste glukogene Aminosäure; sie wird von der Muskulatur freigesetzt und in der Leber für die Glukoneogenese verwendet.
  • Asparagin ist niedrig-normal
    Dies ist meist ein Hinweis auf einen physischen Erschöpfungszustand.
  • Niedrige Konzentrationen der Aminosäuren Leucin, Isoleucin und Valin
    Sie bilden die Gruppe der verzweigtkettigen Aminosäuren (BCAAs = branched chain amino acids). BCAAs werden hauptsächlich in der Muskulatur verstoffwechselt; ca. 35 % der kontraktilen Muskelproteine bestehen aus BCAAs. Die BCAAs werden bei fortgeschrittener Leberzirrhose häufig therapeutisch eingesetzt zur Vermeidung einer hepatischen Enzephalopathie.
  • Threonin ist relativ niedrig
    Threonin ist die Aminosäure, die prinzipiell am schlechtesten resorbiert wird. Niedrige Threoninkonzentrationen finden sich deshalb häufig bei der exokrinen Pankreasinsuffizienz.
  • Cystein ist grenzwertig, Gesamtglutathion und reduziertes Glutathion sind relativ niedrig.
    Cystein ist die limitierende Ausgangssubstanz für die Glutathionsynthese. Glutathion und Cystein spielen eine zentrale Rolle für hepatische Entgiftungsreaktionen. Viele Xenobiotika können nur durch Koppelung an Glutathion entgiftet werden. Das beim Abbau von Cystein anfallende Sulfat wird ebenfalls für Biotransformationen (Phase II) benötigt. Die Expression von Entzündungsmediatoren wie NF-Kappa B sowie die TH1/ TH2 Immunbalance sind redoxabhängig und hängen somit von der Cystein-/ Glutathion-Konzentration ab. Cystein spielt eine wichtige Rolle für den Erhalt der immunkompetenten Muskelzellmasse. Die Cysteinprotonen regulieren maßgeblich die Aktivität des Harnstoffzyklus.

 

Der Patientin wurde folgende Aminosäuren verordnet:

NAC 600 mg:   2 x 1

Pulver mit folgenden Aminosäuren
Alanin 80 g
Asparagin 60 g
Threonin 60 g
Tryptophan 40 g
Isoleucin 60 g
Leucin 100 g
Valin 80 g
Dosierung: 2 x 6 g tgl.

 

Fallbeispiel 2

Es handelt sich um eine 60-jährige Patientin, die ebenfalls mehrere Wochen stationär behandelt wurde wegen folgender Diagnosen: schweres Asthma bronchiale, allergische Diathese, Fibromyalgie, Schlafstörungen.

Pathologische Laborparameter waren eine leichtere Erhöhung des Gesamtcholesterins sowie stark erhöhte Gamma GT- und CRP-Konzentrationen.

 

Im Aminogramm der Patientin waren einige Aminosäuren-Konzentrationen auffällig:

  • Asparagindefizit
    Erniedrigte Asparaginkonzentrationen sind meist ein Hinweis auf einen physischen Erschöpfungszustand.
  • Glutaminmangel
    Ein Glutaminmangel ist häufig bei schweren internistischen Erkrankungen. Glutamin ist ein essentielles Nährsubstrat für die Immunzellen und Schleimhautzellen. Ein Glutamindefizit erhöht die Infektanfälligkeit und führt zu einer erhöhten Permeabilität der Darmwand (leaky gut syndrome). In katabolen Stoffwechselsituationen übersteigt der Glutaminbedarf die endogene Synthese.
  • Glycin ist relativ niedrig
    Glycin ist an hepatischen Entgiftungsreaktionen beteiligt (Biotransformation Phase II). Es reduziert die Bildung proinflammatorischer Cytokine wie TNF-Alpha und Interleukin 1. Glycin ist als inhibitorischer Neurotransmitter an der Regulierung der Willkürmotorik beteiligt.
  • Ornithin
    Diese Aminosäure spielt eine wichtige Rolle im Harnstoffzyklus. Durch eine Ornithinsupplementierung ist häufig eine Verbesserung der Leberfunktion erreichbar.
  • Taurin ist suboptimal
    Taurin ist ein wichtiges Antioxidans, speziell für die Lunge. Ein Defizit fördert die Entstehung von Pneumonien. Taurin ist wie Glycin an der Bildung der Gallensäuren beteiligt und wirkt leicht cholesterinsenkend.
  • Niedrige Cysteinkonzentration
    Cystein ist die Ausgangssubstanz für die endogene Taurinbildung sowie für die Glutathionsynthese. Bei zahlreichen Lungenerkrankungen wurden reduzierte Glutathionkonzentrationen nachgewiesen, wodurch das Gleichgewicht zwischen Oxidantien und Antioxidantien empfindlich gestört ist.

 

Der Patientin wurde folgende Aminosäuren verordnet:

NAC                       600 mg tgl.

Pulver mit folgenden Aminosäuren:
Asparagin 40 g
Glutamin 240 g
Glycin 80 g
Taurin 80 g
Ornithin 40 g
Dosierung:              2 x 6 g tgl.

Außerdem wurden bei der Patientin Magnesium, Kalium, Vitamin B12 und Vitamin C supplementiert, da diese Mikronährstoffe verminderte Konzentrationen im Blut aufwiesen. Insgesamt konnte durch diese gezielte Therapie bei der Patientin eine deutliche Besserung der Asthma- und Fibromyalgie-Symptomatik erreicht werden.

 

Fazit:
Mikronährstoffanalysen sind eine wertvolle Ergänzung zu den üblichen klinisch-chemischen Laborparametern. Eine orthomolekulare Therapie wird von den Patienten gerne angenommen, wenn Mikronährstoffdefizite nachgewiesen wurden und dadurch eine Supplementierung begründet ist.
 
 
Referenzen:
  • Uwe Gröber: Orthomolekulare Medizin, WVG, 2. Auflage 2002
  • Felicitas Reglin: Bausteine des Lebens, Ralf Reglin Verlag Köln, 2. Auflage 2003
  • Martin Eastwood: Principles of Human Nutrition, Blackwell Publishing, second edition 2003
  • Eric R. Bravermann, M.D.: The Healing Nutrients Within, Basic Health 2003, third edition

 

Veröffentlicht:
CO`MED Nr. 11/ 2003; Autor: Dr. med. Hans-Günter Kugler
Bild: Archiv

 

Aminosäuren spielen bislang in der Mikronährstoff-Therapie nur eine untergeordnete Rolle, obgleich sie vielfältige Aufgaben im Körper erfüllen. Eine ungenügende Versorgung mit den Biomolekülen kann zu Stoffwechseldefiziten und eingeschränkten Entgiftungsfunktionen führen. Oxidativer Stress ist das Missverhältnis zwischen dem Auftreten freier Radikale und den antioxidativen Schutzmöglichkeiten des Organismus. Eine optimale Versorgung mit antioxidativ wirksamen Mikronährstoffen ist die Voraussetzung für die volle Aktivität der Enzyme und Entgiftungssysteme des Stoffwechsels.

 

Aminosäuren sind nicht nur die Bausteine sämtlicher Proteine und Vorläufer zahlreicher Metabolite wie Carnitin, Kreatin, Coenzym A, Purine oder Pyrimidine. Sie haben auch physiologische Funktionen im Hormon- und Neurotransmitter-Stoffwechsel.

Eine unzureichende Versorgung mit einer Aminosäure kann wie bei Spurenelementen und Vitaminen zu Stoffwechseldefiziten und eingeschränkten Entgiftungsfunktionen führen. Malabsorption, veränderte Enzymaktivitäten, oxidative Molekülveränderungen und vieles mehr können den Stoffwechsel der einzelnen Aminosäure erheblich beeinträchtigen.

Eine wachsende Schadstoffexposition beansprucht zunehmend die hepatischen Entgiftungsmechanismen, die Antioxidantien-Reserven und das Immunsystem. Häufig tritt ein Mangel oder Mehrbedarf an einzelnen Aminosäuren auf - eine entsprechende Substitutionstherapie bessert hier nachweisbar pathologische Immunparameter.

 

Schadstoffumwandlung erfolgt in zwei Phasen:

Arginin ist die Vorstufe von Stickoxid (NO), einem der vielseitigsten Mediatorstoffe, dessen Verfügbarkeit von einem ausreichenden Arginin-Angebot abhängt. NO wirkt auch zytotoxisch und antimikrobiell. Bei einer leichten Leberinsuffizienz kann eine Arginin-Supplementierung sinnvoll sein zur Aktivierung der Ammoniak-Ausscheidung. Arginin senkt die Lipidperoxidation in den Gefäßwänden.

Methionin ist eine essentielle Aminosäure. S-Adenosyl-Methionin (SAM) ist die stoffwechselaktive Form und Vorstufe von Cystein. Aus Cystein wiederum entstehen Taurin, Glutathion und PAPS (Phospho-Adenosin-Phosphosulfat, „aktiviertes Sulfat").

Die Leber biotransformiert Xenobiotika und Schadstoffe in zwei Phasen. Zunächst wandeln Phase I-Reaktionen inerte, hydrophobe Stoffe in reaktionsfreudigere Zwischenprodukte um. In Phase II werden die entsprechenden Metabolite dann an hydrophile Verbindungen gekoppelt, wobei Konjugationsreaktionen mit Sulfat und Methylierungen wichtige Rollen spielen.

Methionin ist eine bedeutende Quelle für Sulfat im Stoffwechsel und auch ein Methylgruppen-Donator. Eine Supplementierung senkt den Bluthistamin-Spiegel, indem Methionin den Histamin-Abbau beschleunigt.

Als Vorstufe von Glutathion ist Methionin ein möglicher Schutzfaktor gegen Strahlenschäden. Es ist Bestandteil von Carnitin, das neben seiner Hauptfunktion als Carrier-Molekül für Fettsäuren beispielsweise auch die Lipidperoxidation verringert und die Mitochondrien-Funktion aktiviert.

Zellen benötigen die schwefelhaltige Aminosäure für die Synthese der Zellmembran-Phospholipide. Diese fördern auch den Abtransport von Neutralfetten aus der Leber und wirken einer Fettleberbildung entgegen.

Methionin ist nach Rea die Aminosäure, deren Stoffwechsel am häufigsten beeinträchtigt oder gestört ist, was zu einer mangelhaften Entgiftung von Xenobiotika führen kann. Bei der Übertragung von Methylgruppen entsteht aus Methionin Homocystein. Vitamin B12 und Folsäure sind erforderlich, um Methionin zu regenerieren. Eine weitere Möglichkeit des Homocystein-Abbaus besteht im Umbau zu Cystein, wozu Vitamin B6 benötigt wird.

 

Optimales Redoxpotential für den Zellstoffwechsel

Die schwefelhaltige Aminosäure Cystein kann bei normalen Stoffwechselverhältnissen aus Methionin gebildet werden. Cystein besitzt eine freie SH-Gruppe mit sehr hoher chemischer Reaktivität. SH-Gruppen bilden auch Disulfid-Brücken, die für die Raument­faltung und biologische Funktion der Proteine von entscheidender Bedeutung sind.

Die SH-Gruppen können Metalle wie Kupfer, Eisen, Zink, Kobalt, Molybdän, Mangan, Quecksilber, Blei und Kadmium chelatieren. Schwermetallbelastete Lebensmittel enthalten Cystein heutzutage oft in Chelatbindung mit Schwermetallen, was die vielfältigen biologischen Funktionen des Cysteins zumindest beeinträchtigt.

Cystein besitzt antioxidative Eigenschaften gegenüber vielen Radikalen, das Cystein/Cystin-System hat ein negatives Redoxpotential und ist als starkes Antioxidans einzustufen. Cysteinmoleküle schützen DNA und RNA vor unterschiedlichen Strahlenschäden. Die Metallspeicherproteine (Metallothioneine) bestehen bis zu 30 Prozent aus Cystein.

Cystein wird auch für die Synthese von Coenzym A benötigt, das bei der ß-Oxidation der Fettsäuren und im Zitratzyklus eine wichtige Rolle spielt. Bei Lebererkrankungen ist die Bildung von Cystein aus Methionin häufig gestört - in diesem Fall ist Cystein essentiell.

Cystein wird sehr leicht zu Cystin oxidiert, N-Acetyl-Cystein (NAC) ist chemisch wesentlich stabiler und eignet sich besser für eine Substitutions -Therapie. Experimentiell konnte NAC die Toxizität einiger Zytostatika reduzieren. Außerdem zeigt es positive Effekte bei Schwermetallbelastung.

Das Tripeptid Glutathion ist das wichtigste intrazelluläre Antioxidans. Es ist erforderlich für ein optimales intrazelluläres Redoxpotential als Voraussetzung für einen normalen Zellstoffwechsel. Die Glutathionsynthese hängt von der exogenen Cysteinzufuhr und vom extrazellulären Verhältnis von Glutamat zu Cystein ab. Erhöhte Glutaminsäurekon­zentrationen im Plasma behindern nachweislich die Cysteinaufnahme in Makrophagen und mononukleären Zellen.

Leberzellen enthalten besonders große Mengen Glutathion. Es spielt eine wichtige Rolle bei der Entgiftung von Schadstoffen und ist Cofaktor vieler Entgiftungsenzyme wie der Glütathion-Transferasen, die relativ unspezifisch mit unterschiedlichen Fremdstoffen reagieren.

Bei einem hohen Anfall von Xenobiotika (zum Beispiel Paracetamol) kann es zu einer Glutathionverarmung kommen, wodurch unter Umständen schwere Leberschäden auftreten. Glutathion ist sowohl an Funktionalisierungsreaktionen in der Phase I als auch an Konjugationsreaktionen in der Phase Il beteiligt. Auch für den Abbau reaktiver Sauerstoffspezies ist Glutathion erforderlich.

 

Taurin neutralisiert Hypochlorit

Taurin ist ein starkes Antioxidans und kann beispielsweise eine durch Ozon ausgelöste Schädigung des Lungenepithels verhindern. Eine Taurinverarmung des Lungengewebes führt generell zu einer erhöhten Entzündungsbereitschaft.

Im Rahmen des Respiratory burst der Phagozyten bilden diese das starke Oxidationsmittel hypochloriger Säure (HOCI). Neutrophile Leukozyten enthalten hohe Taurinkonzentrationen: Taurin ist als einziges Antioxidans in der Lage Hypochlorit zu neutralisieren und verhindert dadurch unkontrollierte Oxidationsprozesse.

Zusammen mit den hemmenden Neurotransmittem Glycin und Gamma-Aminobuttersäure (GABA) wirkt sich Taurin dämpfend auf das ZNS aus. Durch Stabilisierung der Nervenmembranen ergibt sich so ein günstiger Effekt bei Epilepsie.

Taurin ist eine der wesentlichen freien Aminosäuren in der Augenlinse und kann, lokal angewendet, zu einer Rückbildung seniler Katarakte führen. In der Leber bindet Taurin Gallensäuren und bringt diese in Form von Taurocholsäure-Salzen zur Ausscheidung. Taurin ist auch an einigen Konjugationsreaktionen der Phase II der Biotransformation beteiligt.

 

Mukosale Atrophie bei Glutamindefizit

Glutamin hat mit einem Mengenanteil von 20 Prozent unter den freien Aminosäuren die höchste Konzentration im Blutplasma. Das Säureamid ist ein wichtiger Stickstofflieferant für die Synthese von Nukleotiden und Aminozuckern und an der Regulation des Säure-Basen-Haushalts beteiligt.

Bei Azidose nimmt die Niere Glutamin zur Ausscheidung von Ammoniumionen auf. Es dient Zellen mit hoher Mitose-Rate, vor allem den Mukosa-Zellen des Dünndarms und den Lymphozyten, als Energiesubstrat. Daher besteht bei gesteigerter immunologischer Aktivität ein erhöhter Bedarf.

Glutamin reguliert die Muskelprotein-Bilanz. Der Glutamingehalt des Muskels und die Proteinsynthese-Rate korrelieren direkt miteinander. Katabole Krankheitszustände unterschiedlichster Ursache gehen regelmäßig mit einer Glutaminverarmung einher, weil die endogene Synthese den erhöhten Bedarf offensichtlich nicht decken kann. Aufgrund des Glutamindefizits entwickelt sich eine mukosale Atrophie, die die Barrierefunktion vermindert - mit dem Risiko einer Sepsis­entwicklung.

Glutaminsubstitution ist günstig bei Defekten der Darmmukosa und kann auch zytostatikainduzierte Schleimhautschädigungen abschwächen. Glutamin ist neben Glycin und Taurin an Konjugationsreaktionen der Phase II beteiligt. Xenobiotische Carbonsäuren werden durch Aminosäure-N-Acetyl-Transferasen mit Glutamin konjugiert.

 

Günstige Wirkung bei Erschöpfungszuständen

Aspartat steht im Gleichgewicht mit Oxalacetat, einer Schlüsselsubstanz des Zitratzyklus. Ein vermehrtes Angebot von Oxalacetat bewirkt eine beschleunigte Metabolisierung von Acetyl-CoA, das als Endprodukt des Fettsäureabbaus und bei der Glykolyse entsteht.

Asparaginsäure aktiviert den aeroben Abbau der Nährstoffe, bei dem im Vergleich zur anaeroben Energiebildung ein Vielfaches an ATP gewonnen wird. Die Säure ist auch am Harnstoffzyklus beteiligt und fungiert dort als Aminogruppen-Donator.

Aspartate wirken günstig bei Erschöpfungszuständen, weil Asparaginsäure intrazellulär in Oxalacetat umgewandelt wird. Die Supplementierung mit Magnesium- und Kalium-Aspartat hatte in mehreren Studien einen ausgeprägten positiven Effekt bei Müdigkeitssymptomen.

Prinzipiell müssen für einen intakten Stoffwechsel alle essentiellen Aminosäuren ausreichend verfügbar sein. Bei bestimmten Krankheiten können auch nichtessentielle Aminosäuren essentiell werden. Die Bestimmung der Aminosäuren im Plasma ist diagnostisch zweckmäßig, um die metabolische Aktivität der Organsysteme zu beurteilen. Dabei führen bestimmte Stoffwechselzustände zu einem typischen Plasma-Aminogramm.

 

Veröffentlicht:
Privatärztliche Praxis, Ausgabe 1/2000; Autor: Dr. med. Hans Günter Kugler
 

Unsere Empfehlung für eine Mikronährstoffanalyse: Aminosäuren-Komplettprofil

Aminosäuren spielen bislang in der Mikronährstoff-Therapie nur eine untergeordnete Rolle, obgleich sie vielfältige Aufgaben im Körper erfüllen. Eine ungenügende Versorgung mit den Biomolekülen kann zu Stoffwechseldefiziten und eingeschränkten Entgiftungsfunktionen führen.

Oxidativer Stress ist das Missverhältnis zwischen dem Auftreten freier Radikale und den antioxidativen Schutzmöglichkeiten des Organismus. Eine optimale Versorgung mit antioxidativ wirksamen Mikronährstoffen ist die Voraussetzung für die volle Aktivität der Enzyme und Entgiftungssysteme des Stoffwechsels.
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