Essentielle Aminosäuren – L-Carnitin, Taurin, L-Carnosin

Das ernährungswissenschaftliche Denken des vergangenen Jahrhunderts bestand hauptsächlich darin, dass die Nahrung sich aus Kohlenhydraten, Proteinen, Fetten, Mineralstoffen, Vitaminen, Ballaststoffen und Wasser zusammensetzt. In den vergangenen 20 – 30 Jahren wurden jedoch unzählige bioaktive Substanzen in Lebensmitteln entdeckt, die nachgewiesene protektive und gesundheitsfördernde Wirkungen haben. Essenzielle Nährstoffe sind für den Menschen lebensnotwendig, da sie nicht selbst in ausreichender Menge gebildet werden können (z. B. Vitamine, Mineralstoffe, einige Amino- und Fettsäuren). Bioaktive Substanzen, z. B. Pflanzeninhaltsstoffe oder andere Stoffe wie L-Carnitin, Taurin oder Carnosin sind ganz wichtige Ergänzungen der Nährstoffe.

L-Carnitin

L-Carnitin ist eine natürlich vorkommende, vitaminähnliche Substanz, die in der Leber und den Nieren aus den essenziellen Aminosäuren L-Lysin und L-Methionin gebildet wird. Die körpereigene Bildung von Carnitin benötigt Eisen, Viramin C, Niacin und Pyridoxin. Vor allem in der Skelett- und Herzmuskulatur wird L-Carnitin benötigt, wo es eine zentrale Rolle im mitochondrialen Energiestoffwechsel spielt, als „Transporter“ langkettiger Fettsäuren in die Mitochondrien. Ohne Carnitin haben die Fettsäuren keinen Zutritt in die Zelle und die Mitochondrien. Dort werden die Fettsäuren über die sogenannte „ß-Oxidation“ in kleinere Einheiten gespalten und der weiteren mitochondrialen Energieproduktion zugeführt. L-Carnitin gilt als daher als “Fatburner”. Ein Überangebot von L-Carnitin beschleunigt aber den Fettstoffwechsel nicht, zu hohe Mengen werden wieder ausgeschieden.

  • Power für ein schwaches Herz:
    Die Unterversorgung des Herzens mit Sauerstoff und die Herzinsuffizienz (Unvermögen des Herzens, die vom Körper benötigte Blutmenge zu fördern) werden im Zusammenhang mit L-Carnitin-Defiziten diskutiert.
    Durch die Einnahme von L-Carnitin (ca. 1 – 2 g/Tag) können Menschen mit einer schlechten Durchblutung des Herzens, das Risiko von Folgeerkrankungen verringern Link 1 | Link 2 | Link 3 (z. B. chronische Herzleistungsschwäche, Angina Pectoris, Herzinfarkt).
  • Regulierung der Blutfettwerte:
    Erhöhte Plasma-Lipoprotein a-Spiegel sind mit einem erhöhten Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen assoziiert. In mehreren präklinischen und klinischen Studien sowie Metaanalysen wurde gezeigt, dass L-Carnitin und Coenzym Q10 die Lp(a)-Spiegel bei Patienten mit Lp(a)-Hyperlipoproteinämie signifikant senken. Diabetikern mit erhöhten Blutfettwerten wird die Einnahme von 500 bis 1.000 Milligramm L-Carnitin pro Tag empfohlen.
  • Verringerung der kardialen Nebenwirkungen von Doxorubicin-Chemotherapie:
    Bei 15 Patienten mit Brust- oder Bronchialkarzinom, die mit Doxorubicin (Chemotherapeutikum) behandelt wurden, kam es zu einer wesentlich geringeren (durch Chemotherapie verursachten) Abnahme der Herzmuskulatur, wenn die Patienten 3 mal täglich 1 Gramm L-Carnitin oral und 1 Gramm intravenös vor Doxorubicingabe erhielten.
  • Förderung der Apoptose von Krebszellen:
    L-Carnitin hat in Tumorzellen möglicherweise auch eine Apoptose-fördernde Funktion, die auf einer gesteigerten ß-Oxidation beruhen soll. Dadurch entstehen in der Tumorzelle vermehrt Sauerstoffradikale, die zum Zelltod der Tumorzelle führen sollen. Eine antikanzerogene Wirkung ergibt sich für L-Carnitin durch die Hemmung der Oxidation von Fetten.
  • Verbesserung der Immunkompetenz:
    L-Carnitin wirkt antiinflammatorisch, fördert die Vermehrung der Lymphozyten und steigert die Aktivität der Fresszellen und der natürlichen Killerzellen.
  • Stabilisierung von Biomembranen:
    Durch L-Carnitin werden die Membranen der Mitochondrien stabilisiert sowie auch die Membranen von Erythrozyten und Immunzellen.
  • Neuroprotektion:
    L-Carnitin reduziert sowohl körperliche wie geistige Müdigkeit bei Alterspatienten und verbessert deren Denkleistung, wahrscheinlich durch die Förderung der Nervenzellregeneration. L-Carnitin zeigt zudem positive Effekte bei der Altersdepression und der Alzheimererkrankung. Zudem wird L-Carnitin in der komplementärmedizinischen Behandlung von Erschöpfungszuständen bei chronischen Erkrankungen verordnet.

Tagesbedarf und Vorkommen von L-Carnitin

Der L-Carnitin-Tagesbedarf eines Erwachsenen beträgt 50 bis 300 mg. Ziegen- und Lammfleisch sind besonders reich an L-Carnitin, welches in pflanzlichen Lebensmitteln kaum enthalten ist. Ein erhöhter Bedarf besteht bei Neugeborenen, Schwangeren, Stillende und chronisch Erkrankten.

Lebensmittel / L-Carnitin-Gehalt (mg/100 g Lebensmittel)

Rinderhackfleisch  87,5 mg
Kalbssschulter  78,2 mg
Merguez (Rindswurst mit Lammfleisch)  66,3 mg
Rindssteak  65,0 mg
Lammkotelett  40,5 mg
Schinken  33,5 mg
Truthahnfleisch  21,2 mg
Schweinsschulter  21,1 mg
Joghurt  12,2 mg
Hühnerbrust ohne Haut  10,4 mg
Avocado  8,1 mg
Schweinswurst  7,1 mg
Gruyère Käse  6,5 mg
Milch (2 % Fett)  2,9 mg
Kartoffel  2,4 mg
Quark  1,8 mg
Thunfisch  1,5 mg
Geräucherter Lachs  1,0 mg
Zwiebel  0,7 mg
Mozzarella  0,3 mg
Karotte  0,3 mg
Apfel  0,2 mg

Quellen:
U. Gröber: Mikronährstoffe – Metabolic tuning – Prävention – Therapie
R. Meyer: Chronisch gesund. 2009
Demarquoy, J., Georges, B., Rigault, C., Royer, M., Claiet, A., Soty, M., et al. (2004). Radioisotopic determination of L-carnitine content in foods commonly eaten in Western countries. Food Chemistry 86, 137-142
Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al.: Molecular Biology of the Cell. 2017
Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. Stryer: Biochemie. 2018

Taurin

Taurin ist eine einfache, schwefelhaltige Aminosäure, die in tierischen Zellen weit verbreitet ist und im Pflanzenreich kaum vorkommt (mit einigen Ausnahmen). Diese Aminosäure wird nicht für die Bildung von Proteinen verwendet. Eine Zufuhr durch Nahrungsmittel ist bei Erwachsenen normalerweise nicht nötig, denn im Stoffwechsel entsteht Taurin aus Cystein und Methionin unter Beteiligung von Vitamin B6. Alternativ entsteht Taurin beim Abbau von Coenzym A durch Decarboxylierung von Cysteamin. Besonders reich an Taurin sind das zentrale Nervensystem, die Lymphozyten und Thrombozyten. „Energy Drinks“ und ähnliche Produkte enthalten Taurin. Für die Behauptung, dass diese Drinks die körperliche und geistige Leistungsfähigkeit steigern, liegen nach unserer Kenntnis noch keine gesicherten Erkenntnisse vor. Bei vielen Zellfunktionen spielt Taurin eine wichtige Rolle:

  • Als Antioxidans wird Taurin für die Entgiftung von Hypochlorit und Peroxiden benötigt.
  • Taurin wirkt antiarrhythmisch sowie positiv inotrop auf den Herzmuskel, d. h. es erhöht die Regelmäßigkeit und Stärke der Herzkontraktionen.
  • Zur Aufrechterhaltung des zellulären Calciumgleichgewichts und der Stabilisierung von Zellmembranen wird Taurin benötigt.
  • Bei der Fettresorption wird Taurin zur Bildung von Gallensäurekonjugaten benötigt.
  • Taurin ist ein Wachstumsmodulator und daher wichtig für die Entwicklung des ZNS, der Retina und der Herzfunktion. In den Zellen der Retina schützt Taurin vor oxidativen Schäden.
  • Im Stoffwechsel wird Taurin für den Ab- und Aufbau der Kohlenhydrate benötigt (Glykolyse, Gluconeogenese).
  • Im Tierversuch wurde eine entzündungshemmende Wirkung von Taurin nachgewiesen. Wenn der Tauringehalt im Gewebe absinkt (vor allem im Lungengewebe), kommt es zu Entzündungen.
  • Alkoholbedingte Leberschäden können durch Taurin reduziert werden.

Vorkommen und Aufnahme von Taurin

Das im menschlichen Körper vorhandene Taurin stammt aus drei Quellen:

  • Aufnahme aus der Nahrung
  • Synthese aus Methionin und Cystein in der Leber und anderen Geweben
  • Rückabsorption in den Nieren.

Einem Körpergewicht von 70 kg entsprechen ca. 30 bis 70 g Taurin, wovon sich etwa 75 % in den Muskelzellen befinden. Organe mit besonders hohem Tauringehalt sind Skelettmuskeln, Herz, Gehirn und Leber. Bei einer Mischkost beträgt die tägliche Aufnahme zwischen 40 und 400 mg.

Lebensmittel / Taurin-Gehalt (mg/100 g Lebensmittel)

Miesmuschel  655 mg
Austern  396 mg
Truthahn: dunkles Fleisch  306 mg
Huhn: dunkles Fleisch  169 mg
Lammfleisch  57 – 160 mg
Schweinelende  61 mg
Salami  59 mg
Truthahn: helles Fleisch  30 mg
Rindfleisch  43 mg
Kalbfleisch  40 mg
Schinken  50 mg
Thunfisch in Öl  42 mg
Huhn: helles Fleisch  18 mg
Vollmilch  2,4 mg
Vollmilchjoghurt natur  3,3 mg
Gemüse  –
Fruchtsäfte (Apfel, Orange)  –
Linsen  –
Weissbrot, Vollkornbrot  –
Haferflocken  –
Nüsse  –
Reis  –
Nudeln  –

Quellen:
U. Gröber: Mikronährstoffe – Metabolic tuning – Prävention – Therapie
Laidlaw, S.A., Grosvenor, M., Kopple, J.D. (1990). The taurine content of common foodstuffs. Journal of Parenteral and Enteral Nutrition 14, 183-188
R. Meyer: Chronisch gesund. 2009
Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al.: Molecular Biology of the Cell. 2017
Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. Stryer: Biochemie. 2018

L-Carnosin

Carnosin (β-Alanyl-L-Histidin) besteht aus den beiden Aminosäuren β-Alanin und L-Histidin und kommt in erhöhten Konzentrationen im Muskel- und im Gehirngewebe vor. Im Muskelgewebe ist L-Carnosin ein wichtiger Puffer. Dadurch wird der intramuskuläre pH-Wert stabilisiert und die Fähigkeit zu anaeroben Leistungen (bei Sauerstoffmangel) vergrößert. Weitere Funktionen von Carnosin:

  • Carnosin hat antioxidative Eigenschaften und kann reaktive Sauerstoffspezies abfangen sowie auch oxidierte Fettsäuren in der Zellmembran, die bei länger andauerndem oxidativem Stress gebildet werden. Link 1 | Link 2. Diese stehen im Zusammenhang mit der Zellalterung, weshalb Carnosin gerne als „anti-ageing“ Substanz vermarktet wird.
  • Für Autisten kann Carnosin ein effektives Nahrungsergänzungsmittel sein, wie in einer klinischen Studie nachgewiesen wurde. Bei autistischen Kindern, die über einen Zeitraum von 8 Wochen täglich 300 mg Carnosin erhielten, kam es zu signifikanten Besserungen. Man nimmt an, dass Carnosin sich auf Gehirnareale die für Hören, Sprache, Bewegung und Sozialisation zuständig sind, positiv auswirkt. Bei zu hohen Dosen kann Carnosin allerdings den Corticosteronspiegel erhöhen. Damit wird die Hyperaktivität erklärt, die bei der Verabreichung hoher Dosen zu beobachten ist.
  • Carnosin kann mit Metallionen wie z. B. Kupfer, Zink und Kobalt Komplexe bilden. Je nach gebundenem Metallion haben die Komplexe unterschiedliche biologische Funktionen. Der Carnosin-Zink-Komplex lindert Magenschleimhautverletzungen und Magengeschwüre und hemmt deren hauptsächlichen Erreger Helicobacter pylori. Daher wird dieser Komplex auch als Medikament eingesetzt.

Carnosin kommt nur im Fleisch vor, jedoch nicht in pflanzlichen Nahrungsmitteln. Im Rindfleisch wurden Carnosingehalte von 450 mg/100 g nachgewiesen, in Lammfleisch lagen die Werte in den Muskeln zwischen 251 und 491 mg/100 g. Auch im Schweinefleisch beläuft sich der Carnosingehalt auf vergleichbare Werte.

In der Fleischindustrie wird Carnosin als Antioxidans verwendet, welches die Fettoxidation und die Bildung von Metmyoglobin hemmt. Das führt zur Stabilisierung von Farbe und Geschmack des Fleisches, die Lagerfähigkeit wird verbessert.