Aminosäuren

Aminosäuren sind die einzelnen Bestandteile von Proteinen (proteinogene Aminosäuren). Nach Wasser sind Proteine und damit deren Einzelbausteine Aminosäuren der am zweitmeisten enthaltene Stoff im Körper des Menschen.

Aminosäuren sind Bausteine von Muskulatur, Sehnen und Bändern, Haut und Haaren. Und sie sind Bausteine des Immunsystems und Grundsubstanz für Enzyme und Hormone. Als Bluteiweißkörper erfüllen Aminosäuren verschiedene Transportfunktionen. Sie sind Teile der Membrane, schützen die Nervenbahnen und sind Träger von Erbinformationen .

Bekannt sind Aminosäuren aus dem Kraftsport, um den Aufbau von Muskelmasse zu unterstützen. Hier sind es im Speziellen BCAA (verzweigtkettige Aminosäuren), L-Arginin und Kreatin, auf die die meisten Bodybuilder als Nahrungsergänzung schwören. Weitgehend unbekannt ist, dass die Ernährungsmedizin mehr und mehr Stoffwechselvorgänge identifiziert, die durch die gezielte Einnahme von Aminosäuren in Reinform unterstützt werden können. Beispiele dafür sind Erektionsstörungen (erektile Dysfunktion) oder Haarausfall.

Chemisch enthalten Aminosäuren und Proteine:

• Kohlenstoff (C)

• Wasserstoff (H)

• Sauerstoff (O) und

• Stickstoff (N).

Im Unterschied dazu enthalten die beiden anderen Energieträger Kohlenhydrate und Fette keinen Stickstoff (N).

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Chemie und Systematisierung der Aminosäuren

Linksdrehend – Rechtsdrehend

Aminosäuren haben, bis auf Glycin, eine chirale Struktur, d.h. ihre Struktur ist in sich gedreht. Für den Menschen verwertbar sind nur die linksdrehenden Aminosäuren, die L-Form (z.B. L-Arginin). Die rechtsdrehende Form (D-x) ist entweder nicht verwertbar oder sogar schädlich. So im Falle von Carnitin: rechtsdrehendes D-Carnitin hat toxische Wirkungen. Daher sollte man auf hohe Reinheit des L-Carnitin achten, vorzugsweise auf Carnipure® Qualität achten.[/dt_toggle]

Peptide und Proteine

Je nach Länge bezeichnet man die gebildeten Aminosäureketten als Peptid oder Protein (Eiweiß), wobei Peptide aus bis zu 100 einzelnen Aminosäuren bestehen können.

Eines der bekanntesten Peptide ist das Tripeptid Glutathion, bestehend aus Glutaminsäure, Cystein und Glycin. Glutathion ist eines der wirksamsten Antioxidantien.

Mit der Nahrung werden dem Körper Proteine zugeführt. Die Proteine werden im Verdauungstrakt in Aminosäuren zerlegt und schließlich in der Leber weiterverarbeitet.

Proteinogene Aminosäuren

Es gibt weit über 100 Aminosäuren, die im menschlichen Stoffwechsel eine Rolle spielen. Von besonderer Wichtigkeit sind dabei vor allem die 20 proteinogenen Aminosäuren, auch alpha-Aminosäuren genannt. “Proteinogen” bedeutet, dass sie gewebebildend sind. Daneben funktionieren sie ebenfalls als Bestandteile von Enzymen und Neurotransmittern. Bis auf wenige Ausnahmen setzen sich alle Eiweiße (ungefähr 100.000 verschiedenen Proteine) im menschlichen Organismus aus diesen Aminosäuren zusammen.

Taurin und Ornithin sind Beispiele für wichtige Aminosäuren, die zwar nicht proteinogen sind, aber dennoch relativ bekannt und wichtig im Stoffwechsel.

Weitere Aufteilungen von Aminosäuren erfolgen vor allem nach ihren chemischen Eigenschaften:

• nach ihrem ph-Wert in saure und basische Aminosäuren,
• nach ihrem Schwefelgehalt in schwefelhaltige Aminosäuren (vor allem Cystein und Methionin) und nicht schwefelhaltige Aminosäuren,
• nach ihrer Wasserlöslichkeit in hydrophile und hydrophobe Aminosäuren,[
• nach ihrer Verwertbarkeit in Energieträger: glukoplastische Aminosäuren können in Kohlenhydrate verwandelt werden, ketoplastische Aminosäuren nicht.

Essentielle Aminosäuren und nicht essentielle Aminosäuren

Die 20 proteinogenen Aminosäuren unterscheidet man manchmal in essentiell und nicht-essentiell. “Essentiell” bedeutet, dass der Körper die Aminosäure nicht aus anderen Stoffen selber herstellen kann und damit auf jeden Fall auf regelmäßige Einnahme über die Ernährung angewiesen ist. Man nennt sie daher essentiell, also “unentbehrlich”.

Semi-essentielle und nicht-essentielle Aminosäuren kann der Körper selber herstellen, benötigt dazu aber wiederum andere Aminosäuren und zusätzlich Vitamine und Spurenelemente. Fehlt einer der Bausteine zur Bildung der nicht-essentiellen Aminosäure, so kann die körpereigene Synthese nicht erfolgen. Daher sollten auch die nicht essentiellen Aminosäuren regelmäßig Teil der Ernährung sein und daher haben auch nicht-essentielle Aminosäuren genauso ihren Platz in der medizinischen Anwendung.

Die acht essentiellen Aminosäuren sind Tryptophan, Leucin, Isoleucin, Valin, Methionin, Threonin, Lysin und Phenylalanin.

An semi-essentiellen Aminosäuren gibt es zwei: Arginin und Histidin. Cystein und Tyrosin werden in seltenen Fällen dazu gezählt.

Nicht essentielle, proteinogene Aminosäuren gibt es 10: Alanin, Asparagin, Asparaginsäure, Cystein, Glutamin, Glutaminsäure, Glycin, Prolin, Serin, und Tyrosin.

Die wichtigsten Aminosäuren

Aminosäuren in der Ernährungsmedizin

Aminosäuren werden erst seit den 1970er Jahren zunehmend ernährungsmedizinisch erforscht. Seit den 1980er Jahren werden Anwendungen im Sportbereich (Ausdauersport, Kraftsport) untersucht. Vor allem seit den 1990er Jahren werden verschiedene Anwendungen bekannt, bei denen man über die gezielte Einnahme von Aminosäuren Stoffwechselvorgänge unterstützen kann. Die Forschungsergebnisse sind vielversprechend, und so heisst es im Vorwort des “Handbuch Protein und Aminosäuren”¹:

Insbesondere in den USA werden freie Aminosäuren längst zur besseren Bewältigung von Alltagssituationen in Beruf und Freizeit eingesetzt. Diese Entwicklung wird auch gegen den Widerstand gewisser Kreise der Pharmaindustrie langfristig in Deutschland nicht aufhaltbar sein.

Aminosäuren im Sport

Sport

Sportliche Leistungen, Ausdauer, die Regenerationsfähigkeit und die Verletzungsanfälligkeit sind abhängig von der Ernährung. Diese Erkenntnis aus Leistungssport und vielen Untersuchungen ist auch ambitionierten Breitensportlern bewusst.

Aminosäuren spielen als Energielieferant und Baustoff der Muskeln und Gewebe wie Sehnen und Gelenken eine besondere Rolle.

Die 20 proteinogenen Aminosäuren im Überblick

Die 20 proteinogenen Aminosäuren und ihre wesentlichen Eigenschaften im Stoffwechsel sind:

Aminosäure	Abkürzung	Wichtigste Funktionen
L-Alanin	Ala	fördert Muskelaufbau, Immunsystem, Nierenfunktion, fördert Gesundheit der Prostata
L-Arginin	Arg	Reguliert Durchblutung (=> bei Arteriosklerose und erektiler Dysfunktion), Immunsystem, Baustein des Spermas, verbessert Insulinsensitivität, hochdosiert (>7g je Tag) fördert es auch die Ausschüttung von Wachstumshormonen.
L-Asparagin	Asn	Energiestoffwechsel
Asparaginsäure	Asp	Energiestoffwechsel, Neurotransmitter, Ausgangsstoff für industrielle Fertigung von Aspartam (Süßstoff)
L-Cystein	Cys	Haut, Haare, Nägel, Gelenkknorpel. Gemeinsam mit Hirse und Pantothensäure wirksam gg. Haarausfall.
L-Glutamin	Gln	Proteinbildung, Energiestoffwechsel. Regenerationsfähigkeit
Glutaminsäure	Glu	Auch Glutamat genannt, wichtiger Neurotransmitter, geschmacksverstärkend, Muskelaufbau, Immunsystem
Glycin	Gly	Neurotransmitter im Nervensystem, Geschmacksverstärker
L-Histidin	His	Ausgangsstoff für Histamin, Glutamat, Hämoglobin, reguliert Wundheilung, entzündungshemmend, blutdrucksenkend
L-Isoleucin	Ile	BCAA: Energieträger, Aufbau Muskelmasse
L-Leucin	Leu	BCAA: Energieträger, Aufbau Muskelmasse
L-Lysin	Lys	Herpes-Prophylaxe, Wirkbeschleuniger von Medikamenten, Verbesserung der Insulinsensitivität
L-Methionin	Meth	schwefelhaltige essentielle Aminosäure, kann zu Cystein umgewandelt werden, optimiert Immunsystem, Schwefellieferant für Haare, Nägel, Knorpel.
L-Phenylalanin	Phe
Prolin	Pro	Wird zur Bildung der Kollagenstruktur und der Hautbildung benötigt. Relativ wenig erforscht.
Serin	Ser	proteinogen, nicht ezzenziell, spielt bei Vielzahl von Enzymaktivitäten eine Rolle, relativ wenig erforscht.
L-Threonin	Thr	essentielle proteinogene Aminosäure. Vor allem in Fleisch, Lachs und Nüssen enthalten. Bestandteil künstlicher Ernährung. Erhöht Biowertigkeit pflanzlicher Aminosäuren.
L-Tryptophan	Trp	Stimmungsaufhellend, wird im Körper zu Melatoning und Serotonin umgewandelt. Wirkt so auch beruhigend auf Nerven. Arzneimittel in Deutschland.
L-Tyrosin	Tyr	nichtessentielle proteinogene Aminosäure, die vor allem in Fleisch aber auch Kürbiskernen, Nüssen und Fisch vorkommt. Vorläufer von Dopamin und Norephidrin, Einfluss auf Stimmung eher gering.
L-Valin	Val	Ist eine verzweigtkettige Aminosäure (BCAA): Energieträger, Aufbau Muskelmasse

20 proteinogene Aminosäuren (sog. kanonische Aminosäuren), wobei es weitere proteinogene Aminosäuren wie z.B. Selenocystein gibt.

Aminosäuren in der Kosmetik

Aminosäuren werden neben Vitaminen bewusst in kosmetischen Produkten wie Shampoos und Hautpflegeartikeln eingesetzt werden, um ihre natürliche Funktion der Haut- und Haarpflege nutzbar zu machen. Dazu muss allerdings die Aminosäure durch die Haut dringen. Zu welchem Grad dies tatsächlich geschieht, ist noch unklar.

Selbst eine Dauerwelle ist nur auf Basis von cysteinhaltigen Mitteln möglich, da das Keratingerüst der Haare aufgebrochen und anschließend leicht formbar gemacht werden muss, was mit Hilfe von Derivaten dieser Aminosäure geschieht.