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Aminosäuren

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Inhaltsverzeichnis

Alles zum Thema Aminosäuren

Welche Aminosäuren gibt es?

Proteinogene Aminosäuren

Es gibt etwa 20 verschiedene sogenannte proteinogene Aminosäuren, die mit der Nahrung aufgenommen werden können. In der Natur existieren Aminosäuren in einer D- und einer L-Form, in proteinogenen Aminosäuren ist lediglich die L-Form vorhanden. Aminosäuren in D-Form stellen die nicht-proteinogenen Zellbausteine dar, es handelt sich um nicht in Proteinen vorkommende Aminosäuren.

Essentielle Aminosäuren

a) Essentielle Aminosäuren

              • L-Leucin
              • L-Isoleucin
              • L-Valin
              • L-Methionin
              • L-Tryptophan
              • L-Threonin
              • L-Lysin
              • L-Phenylalanin

Aminosäuren sind in essentielle, semi-essentielle und nicht-essentielle Aminosäuren unterteilt. Acht Aminosäuren werden für Erwachsene als essentiell erachtet, hierbei handelt es sich um unverzichtbare Aminosäuren. Diese können nicht vom Körper gebildet werden und sind somit über die Nahrung aufzunehmen. Folgende essentielle Aminosäuren gibt es:

L-Leucin

Zusammen mit L-Isoleucin und L-Valin bildet L-Leucin die Gruppe der verzweigtkettigen Aminosäuren (siehe Abschnitt b). Leucin scheint als Bestandteil von bestimmten Proteinen am Aufbau von Gewebestrukturen beteiligt zu sein.

L-Isoleucin

Isoleucin ist ein Bestandteil von Proteinen, welche eine Rolle beim Stoffwechsel im Muskelgewebe spielen.

L-Valin

Diese Aminosäure ist in nahezu jedem Protein im menschlichen Körper enthalten. Proteine tragen zur Energiebereitstellung des Körpers bei und sind an der Regulierung des Blutzuckerspiegels beteiligt.

L-Methionin

In zahlreichen Stoffwechselprozessen nimmt Methionin eine wichtige Rolle ein. Voraussetzung hierfür ist eine Reaktion der Aminosäure mit Adenosintriphosphat (ATP) zu S-Adenosylmethionin (SAM). Durch die Abgabe des Methyls können zahlreiche körpereigene Stoffe synthetisiert werden, z.B. das Hormon Adrenalin, L-Carnitin sowie Kreatin.

L-Tryptophan

Tryptophan ist zum einen Bestandteil der Muskulatur, zum anderen in verschiedenen Enzymen enthalten. Die Aminosäure bildet die Vorstufe von Vitamin B3, sie wird in diesem Kontext als Provitamin bezeichnet und ist an wichtigen Stoffwechselprozessen beteiligt. L-Tryptophan wird im Körper unter Beteiligung verschiedener Enzyme in Serotonin umgewandelt, das ein Gewebshormon und Neurotransmitter darstellt und im Herz-Kreislauf-System die Regulierung des Blutdruckes beeinflussen kann. Darüber hinaus erfüllt Serotonin als Botenstoff im Gehirn verschiedene Funktionen und ist der Ausgangsstoff für Melatonin, ein anderes wichtiges Hormon, das den Schlaf-Wach-Rhythmus regulieren soll.

L-Threonin

Ein dauerhafter Mangel der Aminosäure Threonin kann zu Müdigkeit und Antriebslosigkeit führen. Threonin ist zentraler Bestandteil von Proteinen - etwa im Kollagen des Bindegewebes.Es unterstützt den Körper beim Aufbau von Knochen und kann zur Bildung von Antikörpern beitragen. Eine ausreichende Zufuhr von Magnesium, Vitamin B3 sowie Vitamin B6 kann die Wirksamkeit von Threonin erhöhen.

L-Lysin

Die Aminosäure L-Lysin ist ein wichtiger Baustein in verschiedenen Proteinen, hierzu zählen Enzyme, Proteine im Blutplasma zum Transport von Stoffen, Hormone und Antikörper sowie Strukturproteine in Knochen und Haut. Eine ausreichende Aufnahme von Lysin kann sich positiv auf die Bildung von Kollagen auswirken, das zusammen mit den Aminosäuren Glycin und Prolin gebildet wird. Kollagen ist ein wesentlicher Bestandteil von Knochen, Zähnen, Haut und Sehnen.

L-Phenylalanin

Bei körperlicher und seelischer Belastung kommt es zu einer vermehrten Ausschüttung von Substanzen, deren Ausgangsstoff Phenylalanin ist. Im menschlichen Körper wird in der Leber aus Phenylalanin die Aminosäure Tyrosin synthetisiert, die unter anderem zur Bildung verschiedener Hormone, beispielsweise Adrenalin, benötigt wird.

b) Verzweigtkettige Aminosäuren

      • L-Leucin
      • L-Isoleucin
      • L-Valin

L-Leucin, L-Isoleucin und L-Valin werden als verzweigtkettige Aminosäuren bezeichnet. Sie sind aber auch unter dem Akronym BCAA bekannt (Englisch für „Branched Chain Amino Acids“). Bei Energiemangel ist der Körper dazu in der Lage, die BCAA zu Glutamin und Beta-Alanin, und diese wiederum zu Glukose zu synthetisieren. Durch die ausreichende Zufuhr der drei Aminosäuren Leucin, Isoleucin und Valin hat der Körper die Möglichkeit, den Proteinaufbau zu fördern, zudem wird die schnelle Aufnahme aller Aminosäuren in die Muskulatur und die Leber begünstigt. Dies ist wissenschaftlich jedoch nicht eindeutig anerkannt.

Semi-essentielle Aminosäuren

      • Arginin
      • Tyrosin
      • Cystein
      • Histidin

Bei den semi-essentiellen Aminosäuren handelt es sich um bedingt lebensnotwendige (essentielle) Aminosäuren. Sie können aus anderen Aminosäuren im Körper gebildet werden. Cystein lässt sich teilweise aus der essentiellen Aminosäure Methionin bilden, Tyrosin kann aus der essentiellen Aminosäure Phenylalanin gebildet werden.

In bestimmten Lebensphasen, beispielsweise im Säuglingsalter, in der Wachstumsphase, während einer Schwangerschaft, bei Verletzungen oder auch beim Leistungssport, können diese Aminosäuren nicht oder nur unzureichend gebildet werden. Unter diesen Bedingungen sind die semi-essentiellen Aminosäuren genau wie die essentiellen Aminosäuren über die Nahrung aufzunehmen.

Nicht-essentielle Aminosäuren

Der menschliche Körper kann bei einem intakten Stoffwechsel etwa 12 Aminosäuren selbst herstellen. Diese werden demnach als nicht essentiell bezeichnet:

      • L-Arginin
      • L-Cystein
      • L-Histidin
      • L-Tyrosin
      • L-Alanin
      • L-Asparagin
      • Asparaginsäure
      • Glutaminsäure
      • L-Glutamin
      • Glycin
      • Protin
      • Serin
L-Alanin

Der menschliche Körper ist in der Lage, Alanin aus anderen Aminosäuren oder aus Pyruvat, dem Endprodukt beim Abbau von Glukose, zu bilden. Sind nicht mehr ausreichend Glukosereserven verfügbar, wird Alanin in Zucker umgewandelt, hierdurch wird dem Körper Energie bereitgestellt.

L-Asparagin

L-Asparagin ist eine proteinogene Aminosäure. Im Körper fungiert Asparagin als Ausgangsstoff chemischer Botenstoffe, zudem ist Asparagin am Transport von Stickstoff beteiligt, der für verschiedene biochemische Reaktionen benötigt wird.

L-Arginin

Der menschliche Körper kann Arginin selbst herstellen, doch vor allem bei Kleinkindern sowie während einer Schwangerschaft oder in der Wachstumsphase ist die Versorgung mit dieser Aminosäure nicht ausreichend. Im Vergleich zu anderen proteinogenen Aminosäuren enthält Arginin mit vier Stickstoffgruppen den höchsten Stickstoffanteil. Arginin ist an der Bildung von Stickstoffmolekülen beteiligt.

L-Cystein

Diese Aminosäure kommt primär in Haaren und Nägeln vor. Als Bestandteil von Strukturproteinen ist Cystein auch im Bindegewebe sowie in Knochen vorzufinden.

L-Histidin

Insbesondere bei Kindern ist eine zusätzliche Aufnahme dieser Aminosäure mit der Nahrung notwendig. Histidin ist es an verschiedenen Stoffwechselprozessen und beim Aufbau eisenhaltiger Speicherproteine beteiligt.

L-Tyrosin

Tyrosin ist Bestandteil nahezu aller Proteine sowie Basisstoff verschiedener Hormone. Zudem handelt es sich um einen Vorläufer von Neurotransmittern, die als chemische Botenstoffe für die Übertragung elektrische Impulse zwischen den Nervenzellen dienen.

Asparaginsäure

Die Asparaginsäure zählt zu den am häufigsten vorkommenden Botenstoffen im Gehirn. Sie ist Bestandteil des Immunsystems und soll an der Bildung von RNA/DNA beteiligt beziehungsweise eine der Ausgangssubstanzen sein.

Glutaminsäure

Glutaminsäure kommt in Eiweißen vor und liegt im Muskelgewebe vor. Sie ist ein Botenstoff, diese Stoffe sind unter anderem am Transport von Stickstoff im Organismus beteiligt.

L-Glutamin

Diese Aminosäure kommt im menschlichen Organismus häufig ungebunden vor. Insbesondere in Muskelzellen liegt freies Glutamin vor. Glutamin ist an der Proteinsynthese beteiligt und wird vor allem von Geweben mit einer hohen Zellteilungsrate benötigt.

Glycin

Glycin kann auf unterschiedliche Art hergestellt werden, unter anderem aus der Aminosäure Serin. Bei Glycin handelt es sich um die am häufigsten vorkommende Aminosäure des Kollagens.

Prolin

Prolin ist wichtiger Baustein des Bindegewebes und ein wichtiger Kollagenbaustein.

Serin

Serin gehört als Phosphatidyl-Serin zum Ausgangsstoff vieler Zellmembranen, vor allem im Gehirn liegt es in erhöhter Konzentration vor. Ein Mangel dieser Aminosäure macht sich durch Konzentrationsstörungen und Unaufmerksamkeit bemerkbar.

Nicht-proteinogene Aminosäuren

Neben den 20 proteinogenen Aminosäuren ist in der Natur eine Vielzahl weiterer Aminosäuren vorhanden. Diese werden als nicht-proteinogene Aminosäuren bezeichnet, sie sind in der Regel keine Bestandteile von Proteinen. Es sind bislang mehr als 250 nicht-proteinogene Aminosäuren bekannt. Einige erfüllen wichtige biologische Aufgaben, in vielen Fällen ist ihre genaue Funktion jedoch noch nicht bekannt. Im Folgenden sind einige bekannte nicht-proteinogene Aminosäuren aufgeführt:

Gaba

Die Gamma-Amino-Buttersäure (GABA) ist einer der wichtigsten Botenstoffe (Neurotransmitter) des zentralen Nervensystems.

Beta Alanin

Durch die Verbindung von Beta-Alanin mit der Aminosäure Histidin ist die Bildung von Carnosin möglich. Insofern trägt eine ausreichende Versorgung mit Beta-Alanin zu einem höheren Level an Carnosin bei, das wiederum der Absenkung des ph-Werts und somit der Versäuerung der Muskulatur entgegenwirken kann.

Theanin

Diese Aminosäure ist in den Blättern von grünem und schwarzem Tee enthalten. Theanin ist ein Baustein für Protein, hergestellt wird die Aminosäure aus Glutaminsäure und Ethylamin. Neben einer beruhigenden Wirkung soll Theanin zur Förderung der Konzentrationsfähigkeit beitragen. Diese zugeschriebenen Wirkungen sind wissenschaftlich jedoch nicht eindeutig anerkannt.

L-Carnitin

Hierbei handelt es sich um einen sogenannten Vitaminoid, ein vitaminähnlicher Wirkstoff. L-Carnitin wird durch die Zufuhr der beiden essentiellen Aminosäuren Methionin und Lysin als gemeinsame Proteinverbindung gebildet. Es ist zwischen zwei verschiedenen Formen zu unterscheiden – zum einen das L-Carnitin, das im Körper wichtige Funktionen erfüllt, zum anderen das D-Carnitin, ein gesundheitsschädigender ähnlich aufgebauter Stoff wie das L-Carnitin.

L-Taurin

Taurin ist im engeren Sinne keine Aminosäure, sondern ein Stoffwechselprodukt der beiden Aminosäuren Methionin und Cystein. In der Netzhaut der Augen, in den Blutplättchen sowie im zentralen Nervensystem ist die höchste Konzentration an Taurin festzustellen.

Einsatzzwecke im Sport

Nutzen und Einsatz von EAA´s im Sport

Da die Glukosespeicher der Muskelzellen während einer intensiven körperlichen Belastung sukzessive aufgebraucht werden, sind diese wieder nach und nach aufzufüllen. Mehr Glukose für die Muskelzellen bedeutet weniger Glukose für die Fettzellen. Sportler haben vor allem nach intensiven Trainingsphasen einen erhöhten Bedarf an essentiellen Aminosäuren (im Englischen, essential amino accids, EAAs), da diese am Aufbau von Proteinen und damit an anabolen (muskelaufbauenden) Prozessen beteiligt sind. Damit diese Aufbauprozesse möglich sind, müssen die essentiellen Aminosäuren in ausreichender Menge vorhanden sein. Ist dies nicht gegeben, nimmt sich der Organismus die benötigte Menge an EAAs aus der eigenen Körpersubstanz, d.h. aus den Muskeln.

Es ist möglich, EAAs isoliert oder zusammen mit einem Proteinshake einzunehmen, wobei hier grundsätzlich empfohlen wird, dies kurz vor, während oder nach einer sportlichen Belastung zu tun. Hierzu bieten sich Darreichungsformen wie Pulver (mit und ohne Geschmack) und Kapseln an.

Die bei PEAK erhältlichen EAAs in TST-Form enthalten die acht lebenswichtigen Aminosäuren, erweitert um die von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) empfohlenen Aminosäuren Histidin und Cystin. Ebenso sind Vitamine zugesetzt, die zu einer Verringerung von Müdigkeit und Ermüdung beitragen können.

Nutzen und Einsatz von BCAA´s im Sport

Insbesondere Ausdauer- und Kraftsportler haben einen erhöhten Bedarf an verzweigtkettigen Aminosäuren. Nach einer proteinreichen Mahlzeit gelangen die BCAAs als erste Aminosäuren ins Blutplasma und werden den Muskeln zugeführt, der Körper kann somit direkt darauf zurückgreifen.

Zu den verzweigtkettigen Aminosäuren zählen L-Leucin, L-Isoleucin und L-Valin, sie sind an der Neubildung von Proteinen beteiligt. Diese drei Aminosäuren kommen in proteinhaltigen Lebensmitteln vor und können im Bodybuilding sowie Kraft- und Ausdauersport als Supplement eingesetzt werden. Als Nahrungsergänzungsmittel sind sie in Pulver-, Liquid- oder Kapselform verfügbar.

Auch bei geringer körperlicher Anstrengung ist eine ausreichende Versorgung mit BCAAs nötig, da die verzweigtkettigen Aminosäuren eine Rolle beim Erhalt und bei der Regeneration des Muskelgewebes spielen können. Darüber hinaus kommt es durch die Zufuhr von verzweigtkettigen Aminosäuren zu einer vermehrten Ausschüttung des Wachstumshormons Somatotropin (STH). Diese Wirkungen sind wissenschaftlich jedoch nicht eindeutig belegt.

Während der Rehabilitation nach Verletzungen oder im Rahmen temporärer intensiver körperlicher Anstrengung ist ebenso eine erhöhte Somatropinausschüttung zum Ausgleich des Energiehaushalts möglich. Darüber hinaus soll dieses Wachstumshormon durch die Bereitstellung freier (d.h. körpereigener) Fettsäuren zur Gewinnung von Energie das Verhältnis zwischen Muskelmasse und Fettanteil regulieren.

Der menschliche Organismus benötigt Energiesubstrate, diese sind im Blut und in Muskelzellen vorhanden. Zu diesen Substraten zählen neben der Glukose auch Aminosäuren. Letztere sind wichtige Baustoffe für Proteine, die der Körper für den Aufbau und Erhalt der Muskulatur benötigt. Isoleucin ist ein Bestandteil von Proteinen, diese werden für die Neubildung von Glukose herangezogen, wenn die Glukosespeicher der Muskeln durch körperliche Ertüchtigungen leer bzw. verbraucht sind.

Auch der Aminosäure Leucin wird die vermutete Rolle zugesprochen, zur Ausschüttung von Insulin aus der Bauchspeicheldrüse beizutragen bzw. diese dazu anregen. Überdies ist Leucin am Gewebeaufbau beteiligt, insbesondere beim Proteinstoffwechsel in der Muskulatur und Leber.

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