Essentielle und Nicht-Essentielle Aminosäuren: Eine andere Sichtweise – Teil 1

Wenn wir etwas als essentiell bezeichnen, ist es in der Regel ziemlich wichtig. Hören wir also, dass manche Aminosäuren “essentiell“ sind, scheinen sie aus irgendeinem Grund wichtig zu sein. Meist assoziieren wir das mit einem (Mehr-)Wert für unsere Gesundheit. Stimmt das aber? Denn die eigentliche Bezeichnung einer essentiellen Aminosäure bezieht sich ausschließlich auf den Umstand, dass wir diese Aminosäure nicht selbst produzieren können (Siehe Artikel: Was macht Aminosäuren essentiell?). Wie müssten sie also gezwungenermaßen durch die Nahrung aufnehmen. Bedeutet das aber gleichzeitig, dass diese essentiellen Aminosäuren auch für etwas von Essenz sind, das wir als “Gesundheit“ bezeichnen? Sind es damit die “besten“ Aminosäuren? Würden wir Aminosäuren unter einem solchen Aspekt betrachten, ergibt sich möglicherweise eine völlig andere Verteilung. Im ersten Teil gehen wir dabei auf die Aminosäuren ein, die laut Studienlage für unsere Gesundheit tatsächlich essentiell sein können. Vor allem bei Aminosäuren wie Glycin herrscht häufig ein höherer Tagesbedarf, als wir vielleicht glauben!

Welche Aminosäuren sind wirklich essentiell?

Potentiell wichtige (essentielle) Aminosäuren

Glycin: Funktion und Wirkung

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Glycin ist als Aminosäure hauptsächlich in Knochen, Bändern, Sehnen und anderen faserigen Bestandteilen zu finden. Immer seltener landen solche Lebensmittel auf dem Teller heutiger Küchen. Genau das macht jedoch diese semi-essentielle Aminosäure umso wichtiger. Semi-essentielle Aminosäuren werden dann essentiell, wenn der Körper beispielsweise unter einer erhöhten Belastung steht. Zwar kann er eine gewisse Menge dieses Proteins selbst herstellen, doch unter erhöhten Anforderungen kommt er der Nachfrage kaum mehr nach. Zu einer erhöhten Belastung gehört generell ein gestresster Zustand, der in der heutigen Zeit leider keine Seltenheit mehr ist. Auf der einen Seite bekommen wir also wenig Glycin über unsere modernen Nahrungsmittel, während wir auf der anderen Seite immer mehr Deadlines und Reizen ausgeliefert werden. Glycin hat jedoch genau in so einem Umfeld viele vorteilhafte Eigenschaften, die diese Aminosäure äußerst wertvoll macht.

Glycin ist essentiell für die gesunde Neubildung von gesunden Kollagen-Fasern und ähnlichem Bindegewebe. Wasser, Knochen und Kollagen sind schon seit den 90er Jahren bekannt für ihre wichtigen Eigenschaften für den Körper [1]. Zwar können wir etwa 3-4 Gramm täglich selber produzieren, doch wurde vor Jahren bereits berechnet, dass wir um die 10 Gramm Glycin am Tag benötigen.

Damit entsteht auf Dauer natürlich ein Defizit. Möglich wäre, dass der Körper einen solchen Zustand durch andere Aminosäuren ausgleichen kann. Doch für eine optimale Produktion – nicht nur von Kollagen – braucht es Glycin. Stress, vor allem in Verbindung mit Hormonen wie Cortisol, hat meist eine abbauende/katabole Eigenschaft. Muskeln und andere Bindegewebe werden vermehrt vom Körper abgebaut und in Zucker umgewandelt. Stehen wir also chronisch unter intensiver Belastung, hilft Glycin dabei, dass sich der Körper wieder besser regenerieren kann. Doch das ist nicht alles. Glycin kann noch mehr!

In Studien konnte beobachtet werden, dass Glycin im Darm vor eindringenden Endotoxinen schützen kann [2]. Der Einstrom von Calcium in Zellen scheint durch Glycin besser reguliert zu werden [3]. Alles, was unserem Körper dabei hilft, Calcium als zellulären Stimulator besser zu kontrollieren, hat meist einen positiven Effekt auf unsere Entspannungsfähigkeit und Stressresistenz. Neben einer optimalen Synthese von Kollagen spielt also Glycin auch bei der besseren Regulierung des Calciumhaushalts und der Regulierung von Endotoxinen im Darm scheinbar eine wichtige Rolle. Gleichzeitig ist es sehr schwer, Glycin als Aminosäure über zu dosieren. Ein Mensch mit einem Körpergewicht von etwa 80 Kilogramm müsste täglich etwa 200 Gramm reines Glycin verzehren, um immunsuppressive Effekte durch Glycin zu riskieren. Unterschiedliche Studien konnten positive Effekte durch Glycin in Bezug auf Schlafqualität, Blutzucker, Blutdruck und Gedächtnisleistung feststellen [3,4,5]. Ein guter Schlaf, ein regulierter Blutdruck und Blutzucker und nicht zuletzt eine gute kognitive Leistungsfähigkeit haben viel mit Ruhe, Stressresistenz und Leistungsfähigkeit zu tun. Denkt man gleichzeitig an einen weit verbreiteten Mangel an Glycin, bekommt diese Aminosäure absolut eine Pole-Position in dieser Liste!

Beta-Alanin: Funktion und Wirkung

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Beta-Alanin ist an sich in seiner Reinform in natürlichen Nahrungsmitteln nicht zu finden. Meist in Verbindung mit einem Histidin, erhalten wir Beta-Alanin durch ein Dipeptid namens Carnosin [1]. Der Grund, warum Beta-Alanin so einen besonderen Stellenwert besitzt ist aber nicht, dass es einen limitierenden Faktor für die Produktion von Carnosin im Körper darstellt. Festgestellt wurde unter anderem, dass Beta-Alanin unter Belastung den pH-Wert in Zellen auf physiologischem Kurs und damit die Produktion von Laktat im Zaum hält. Laktat wird bei Zellen unter Mangel an Sauerstoff produziert. Dieser Zustand kann durch Stress unterschiedlicher Art entstehen. Beispiele wären Krankheiten, sportliche Belastung und sogar unterschiedliche Formen von emotionalem Stress [2]. Anders gesagt scheint Beta-Alanin Zellen im Körper unter Stress den Zugang zu Sauerstoff zu erleichtern. Gleichzeitig ist Beta-Alanin strukturell vergleichbar mit dem entspannenden Neurotransmitter GABA und in einigen Studien wurden bereits Hinweise darauf gefunden, dass die Effekte von Taurin oder Beta-Alanin wohl durch Interaktionen mit GABA-Rezeptoren zu tun haben müssten [3].

Während damit Beta-Alanin viele positive Eigenschaften auf den Körper zu haben scheint, sollte daran gedacht werden, dass die Aufnahme und Verarbeitung von Beta-Alanin durch den Darm und unterschiedliche Enzyme mit der Aufnahme von Taurin konkurriert. Da beide Aminosäuren für den Körper von Relevanz sein können, sollte man reines Beta-Alanin als Supplement vermutlich mit ein paar Wochen Pausen zwischendurch verwenden.

Manche Aminosäuren sind Entspannung pur!

Lysin: Funktion und Wirkung

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Lysin ist eine der essentiellen Aminosäuren, die in dreifacher Hinsicht von Bedeutung für den Menschen sein kann. Während sie wie die meisten Aminosäuren viel mit dem Aufbau und Erhalt von Zellgewebe zu tun hat, wirkt sie zusätzlich auf zwei relativ zentrale Moleküle: Stickstoffoxid und Serotonin. Lysin reduziert dabei die Menge an produziertem Stickstoffoxid durch eine verminderte Aufnahme von Arginin durch den Darm. Auf einigen unterschiedlichen Ebenen wirkt Stickstoffoxid (NO) als immunologisches Abwehrmittel oder als Energiedrossel für Zellen. Beides hat seine überlebenswichtigen Bedeutungen. Im Übermaß kann das jedoch durchaus schädlich wirken. Werden Zellen größeren Mengen an NO ausgesetzt, sind sie unter Umständen nicht mehr dazu in der Lage, unter Belastung Energie zu produzieren. Dadurch kann es zu vermehrtem Zellsterben und entzündlichen Zuständen im Körper kommen. Mehr Informationen sind im Fach-Artikel über Lysin zu finden.

Zusätzlich scheint Lysin einen leicht hemmenden Einfluss auf unsere Produktion von Serotonin zu besitzen. Serotonin ist nicht unbedingt ein positives Hormon. Gerne wird es als “wohlfühl-Hormon“ bezeichnet, während es eher mit einem Zustand der Reduktion von Aufnahmefähigkeit in Verbindung gebracht werden kann. Eine Ausschüttung von Serotonin im Körper kann also oft mit dem körperlichen Impuls in Verbindung gebracht werden, sich zurückziehen zu wollen. Das ist in manchen Situationen durchaus sinnvollen und angebracht. Zu viel Serotonin jedoch sorgt für eine reduzierte Aufnahmefähigkeit und Leistungsbereitschaft, was den rasanten Alltag aus leuchtenden Lichtern und lärmenden Geräuschen noch anstrengender machen kann und Belastungen bzw. Stress noch weiter verstärken kann. Unter anderem könnte das ein Grund sein, warum manche Medikamente, die mit dem Neurotransmitter Serotonin interagieren, zu Angstzuständen oder Ähnlichem führen können [2,3,4].

Kraft braucht Festigkeit und Struktur

Leucin: Funktion und Wirkung

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Leucin gilt so wie Lysin bereits zu den essentiellen Aminosäuren. Dabei spielen bei Leucin vor allem Dosierung, Bedarf und Mangel eine Rolle. Studien konnten zeigen, dass zwar ein Mangel an Leucin in der Ernährung durchaus zu verstärkter Körperfettreduktion führte, der jedoch primär durch Stresshormone und einen damit verbundenen akut erhöhten Stoffwechsel getriggert wurde [1]. Ähnliche Ergebnisse konnten jedoch auch mit einer gezielten Verwendung von Leucin als Supplement erreicht werden, ohne eine Stressreaktion im Körper zu zünden. Gleichzeitig ist Leucin wohl die zentralste Aminosäure für Muskelaufbau und Muskelerhalt. Damit spielt sie nicht nur im Sport- und Fitnessbereich eine Rolle. Ältere und kranke beziehungsweise bettlägerige Menschen können durch Leucin scheinbar besser ihre Muskelmasse erhalten und damit ihre körperliche Gesundheit positiv unterstützen [2]. Damit ist Leucin als Aminosäure, die wir ausschließlich durch unsere Nahrung erhalten können, definitiv von Interesse und kann durchaus als “essentiell“ gesehen werden.

Gleichzeitig sollte man nicht vergessen, dass Aminosäuren und vor allem Leucin einen starken Anstieg unseres Insulin-Spiegels induzieren können [3]. Reaktiv kann dadurch unser Blutzucker absinken – schließlich haben wir keine Glukose, sondern Aminosäuren zu uns genommen. Daher sollte man eiweißhaltige Nahrungsmittel oder Supplementen wenigstens mit einer kleinen Menge an leicht verdaulichem Zucker kombinieren. Interessant bei Leucin ist noch etwas, was als Leucin-Threshold oder Leucin-Schwelle im Sport- Fitnessbereich bekannt ist. Hierbei wird sich auf einen dosisabhängigen aufbauenden Effekt von Leucin auf die Muskelsynthese bezogen, der erst ab einer gewissen Menge an schnell verdautem Leucin erreicht wird [4].

Eine solche Verwendung ist jedoch recht speziell und kommt sehr auf die Person an. Interessant dabei ist jedoch, dass die benötigte Menge an Leucin bei jungen Athleten geringer ist, als bei gesunden älteren Menschen ohne hohe körperliche Betätigung [5]. Daher scheint der Bedarf nicht höher bei körperlicher Belastung zu werden, sondern eher niedriger. Der genaue Mechanismus ist jedoch bis heute nicht bekannt und wurde eher empirisch festgestellt. Vermutungen, dass Mechanismen wie mTOR dabei eine Rolle spielen, wurden jedoch wissenschaftliche schon mehrmals definiert. mTOR ist Bestandteil eines Proteinkomplexes der Zelle, der unter anderem aufbauende Prozesse, wie die Muskelproteinsynthese (MPS) maßgeblich stimulieren und regulieren kann. Im Sportbereich ist dieser Effekt natürlich gerne gesehen!

Valin: Funktion und Wirkung

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Valin wird laut aktueller Studienlage zu Recht als essentielle Aminosäure bezeichnet. BCAAs wie Valin sind bekannt für ihren starken Einfluss auf Muskelaufbau und Muskelerhalt, doch Valin hat noch weitere wichtige Funktionen im Körper. Das alleine zeigt schon, wenn man in Untersuchungen experimentell die Versorgung an Valin von Versuchstieren drastisch einschränkt [1]. Kognitive Koordination, Muskel- und Leberfunktion, Immunfunktionen, Enzymaktivität und eine strukturelle Integrität der Blut-Hirn-Schranke waren dabei nur einige von vielen Beobachtungen. Damit ist Valin definitiv eine wichtige und durchaus essentielle Aminosäure. Dabei sorgten höhere Dosierungen nicht unbedingt für einen besseren Effekt [2]. So wie es scheint, benötigt unser Körper eine gewisse Sättigung an Valin, um optimal zu funktionieren.

Neben seinem Einfluss auf Enzyme und Organfunktion sind zusätzlich noch möglicherweise positive Wechselwirkungen im Darm bekannt. Auf der einen Seite können Bakterien im Darm Valin als Nährstoff und Rohstoff für andere Produkte verwenden – was im Kontext gesehen sollte. Auf der anderen Seite wurden bekannte Darm-schützende Effekte von B2 durch Valin weiter verstärkt und konnten so vor bakteriell bedingten Schockzuständen schützen [3]. Zusammengefasst brauchen wir Valin für viele wichtige Abläufe im Körper. Höhere Dosierungen sind dabei nicht unbedingt besser, vor allem, wenn man bedenkt, dass generell BCAAs und AAAs (Aromatische Aminosäuren) im Darm um eine Aufnahme in den Blutkreislauf konkurrieren [4]. Aromatische Aminosäuren wie Phenylalanin und Tryptophan haben dabei ihre eigene Relevanz und sollten nicht durch eine exzessive Einnahme von BCAAs wie Valin unterdrückt werden.

Iso-Leucin: Funktion und Wirkung

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Iso-Leucin gehört zu den bereits recht bekannten drei BCAAs (Leucin, Iso-Leucin und Valin). Während Iso-Leucin sehr wohl eine Relevanz beim Aufbau von verschiedenen Geweben im Körper besitzt, sind die Effekte von Iso-Leucin primär hinsichtlich des Erhalts einer gesunden Haut und Muskelfunktion beobachtet worden [1]. Ein Mangel an Iso-Leucin führte zu unterschiedlichen Symptomen von entzündlichen Hauterkrankungen wie Acrodermatitis und Muskelzittern. Damit kann Iso-Leucin also durchaus als relevant angesehen werden. Andere Beobachtungen wie der stimulierende Einfluss von Iso-Leucin auf die Blutbildung, waren nur bei Mäusen und anderen Nagern und nicht beim Menschen zu finden [2]. Interessant war dabei die Entdeckung gewesen, dass die orale Verabreichung von Iso-Leucin einen besseren Effekt bewirken konnte, verglichen mit einer direkten Injektion in die Blutbahn. Denkbar wären daher mögliche Interaktionen mit dem Verdauungssystem, die einen Einfluss auf die Blutbildung haben könnten. Vor allem, da Iso-Leucin einen noch recht unbekannten Effekt auf den Darm und seine Bakterien zu haben scheint. Beobachtet wurde unter anderem, dass Iso-Leucin von unterschiedlichen Bakterien im Darm zu Threonin verstoffwechselt werden kann [3]. Da durch Interaktionen mit unseren mikrobiellen Mitbewohnern freie Aminosäuren viele unbekannte positive oder negative Effekte haben können, ist damit nicht unbedingt das gesamte Potential von Aminosäuren wie Iso-Leucin bekannt. Vor allem, da die meisten Studien zu solchen Wechselwirkungen meist einzelne Bakterienstämme verwenden, was im krassen Kontrast zu unserem Darmdurcheinander an unzähligen und unterschiedlichen bakteriellen Bewohnern steht. Iso-Leucin könnte jedoch aufgrund seiner Interaktionen im Darm mögliches Potential für Darmsanierungen haben. Dafür fehlen jedoch bis heute noch eindeutige Studien, die einen reliablen Zusammenhang aufgedeckt haben und der von therapeutischer Relevanz sein könnte. Abgesehen davon hat Iso-Leucin wie die meisten Aminosäuren einen signifikanten insulinogenen Effekt. Daher sollte bei der Verwendung von Iso-Leucin als Supplement stets auf einen stabilen Blutzucker geachtet werden.

Phenylalanin: Funktion und Wirkung

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Phenylalanin wird als essentielle Aminosäure bezeichnet und eigentlich stimmt diese Bezeichnung auch. Denn Phenylalanin ist ein wichtiger Stoff für unseren Körper, den wir aus der Nahrung zu uns nehmen müssen. Phenylalanin ist jedoch in den meisten Nahrungsmitteln enthalten und es als Nahrungsergänzungsmittel zu verwenden ist damit etwas fragwürdig. Dennoch sind seine Effekte auf den Körper – neben seiner Funktion als Baustein für Gewebe – recht interessant und sogar potentiell therapeutisch einsetzbar. Phenylalanin ist an sich der grundlegende Baustoff für den Neurotransmitter Dopamin im Körper. Aus Phenylalanin wird Tyrosin, dann L-Dopa und schließlich Dopamin synthetisiert [1]. Gleichzeitig wirkt Dopamin in gewisser Weise als Antagonist zu Serotonin und aus diesem Grund könnte Phenylalanin unter gewissen Umständen von Relevanz für unsere Gesundheit sein. Natürlich unter der Voraussetzung, dass der Körper den Stoff auch umwandeln kann und nicht unter einem Zustand oder einer Krankheit leidet, die ihn daran hindert. Dazu gehören zum Beispiel Phenylketonurie, Albinismus und ähnliche Anzeichen einer eingeschränkten Umwandlung der Dopamin-Vorstufen [2]. Interessant ist außerdem, dass eine akute und hohe Dosierung bei Mäusen ein aggressives Verhalten induzierte, während eine gleiche Dosis über den Tag verteilt keinen vergleichbaren Effekt vorweisen konnte. Eine potentielle Erklärung war dabei die Möglichkeit des Körpers, Phenylalanin in Adrenalin oder Noradrenalin umzuwandeln. Damit macht bei Phenylalanin die akute Dosis das Gift [3]. Vor allem, da Dopamin nicht nur stimulierend wirkt und Phenylalanin auf unterschiedliche Weise vom Körper verstoffwechselt werden kann. Außerdem konkurrieren aromatische Aminosäuren (AAA) mit der Aufnahme von BCAAs im Darm. Daher könnte es bei einer Verwendung von Phenylalanin als Supplement zu einer indirekten Unterversorgung von anderen, zum Teil recht wichtigen Aminosäuren kommen.

Zusammengefasst ist Phenylalanin eine durchaus essentielle Aminosäure mit einem interessanten Effekt auf Neurotransmitter. Eine normale Aufnahme von Phenylalanin durch eine reguläre und “gesunde“ Ernährung ist ungefährlich und sogar erwünscht. Der potentielle Effekt als möglicher Antagonist zu Serotonin macht Phenylalanin als essentielle Aminosäure interessant. Da jedoch manche Erkrankungen hier bestimmte Reaktionsschritte unterbinden können, sollte Phenylalanin mit Bedacht als Supplement verwendet werden.

Teil 2: Semi-essentielle Aminosäuren

Neben essentiellen Aminosäuren gibt natürlich auch noch eine Kategorie der semi-essentiellen Aminosäuren. Ein wenig könnte man das mit der Relevanz eines Feuerlöschers in einem Gebäude vergleichen. Unter Umständen (das Haus brennt) bekommen diese kleinen Proteinbausteine eine wichtige – essentielle – Bedeutung. Übersetzt sind solche Notsituationen z.B. Erkrankungen, Verletzungen, Immunschwäche, Dauerstress, hohe körperliche Belastung bzw. Sport oder geistige Höchstleistungen. Das macht sie als potentielles Supplement natürlich recht interessant! Um welche Aminosäuren es dabei geht, ist in diesem Artikel zu lesen.

Quellenangaben: Glycin

  1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7171727
  2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25012270
  3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12589194
  4. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12450897
  5. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16444815

Quellenangaben: Beta-Alanin

  1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4927138/
  2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4189254/
  3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2464409

Quellenangaben: Lysin

  1. http://raypeat.com/articles/articles/serotonin-depression-aggression.shtml
  2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC181155/
  3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22698959
  4. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3246766/

Quellenangaben: Leucin

  1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3165911/
  2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1819434/
  3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2969169/
  4. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24284442
  5. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3447149/

Quellenangaben: Valin

  1. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/L-valine#section=Top
  2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3837260/
  3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15189780
  4. https://www.nap.edu/catalog/10490/dietary-reference-intakes-for-energy-carbohydrate-fiber-fat-fatty-acids-cholesterol-protein-and-amino-acids

Quellenangaben: Iso-Leucin

  1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9767296
  2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1197518/pdf/biochemj00915-0152.pdf
  3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5839172/

Quellenangaben: Phenylalanin

  1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC15912/
  2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3693914/
  3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/125423

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