Aminosäuren sind ein Teil von Proteinen aus der Nahrung. Sie werden im Körper abgebaut und zu vielen neuen Stoffen verarbeitet.
Aminosäuren sind kleine, organische Säuren, die im Körper das Rohmaterial für körpereigene Eiweißstoffe sind. Im Körper findet man 50.000 bis 100.000 verschiedene Proteine. Sie alle werden aus den Verbindungen von rund 20 verschiedenen Arten von Aminosäuren gebildet. Im Lauf der Protein-Synthese werden Aminosäuren wie Perlen auf einer Schnur miteinander verbunden, um lange Ketten, Polypeptide, zu bilden. Jeder Eiweißstoff besitzt so eine einzigartige Sequenz von Aminosäuren. Aminosäuren sind aber nicht nur Bausteine für Proteine, sie sind auch die Vorstufe vieler biologisch-aktiver Stoffe. Häm (das Pigment der roten Blutzellen), Neurotransmitter (chemische Stoffe im Gehirn, die Nervenimpulse übertragen), Purine (Bausteine zur Bildung der RNA und DNA) und Hormone sind wichtige Stoffe, die von Aminosäuren abstammen.
Nur L-Aminosäuren sind im Körper biologisch aktiv
So wie unsere Hände und Füße spiegelbildlich sind, tauchen auch die Aminosäuren als Spiegelbilder (optische Isomere) auf. Die Aminosäuren der "linken Hand" werden mit L, die der "rechten Hand" mit D bezeichnet. Aber nur die L-Aminosäuren sind in unserer Nahrung enthalten, können vom Körper synthetisiert werden und sind in den Körper-Proteinen vorhanden.
Aminosäuren unterscheiden sich auf vielfältige Weise
Aminosäuren unterscheiden sich nach verschiedenen Faktoren. Die einfachste Einteilung ist die in essentielle, semi-essentielle und nicht-essentielle Aminosäuren.
Jede Aminosäure besitzt eine Amino- und eine Karbonsäure-Gruppe. Daher können Aminosäuren sich sowohl wie eine Säure, aber auch wie eine Base verhalten. Sie besitzen außerdem Seitenketten mit verschiedenen Eigenschaften, diese reagieren beispielsweise eher sauer oder basisch oder können Schwefel enthalten. Abhängig davon werden Aminosäuren in unpolare, polare, saure und basische Aminosäuren unterschieden. Sie werden außerdem in essentielle, semi-essentielle und nicht-essentielle Aminosäuren eingeteilt, obwohl diese Unterscheidung als nicht sehr genau gilt.
Essentielle Aminosäuren: Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan, Valin
Sie sind für den Aufbau von körpereigenem Eiweiß unbedingt erforderlich. Da sie vom Körper nicht selbst synthetisiert werden können, müssen sie aus der Nahrung aufgenommen werden.
Semi-essentielle Aminosäuren: Arginin, Histidin, Tyrosin, Cystin/Cystein
Sie können unter bestimmten Bedingungen essentielle Aminosäuren ersetzen und können bei einigen Entwicklungsphasen oder Krankheiten essentiell sein. Beispielsweise kann Histidin von Kindern und Jugendlichen nicht in ausreichender Menge gebildet werden, und Arginin kann von stillenden Müttern und von Erwachsenen mit Leberkrankheiten nur unzureichend synthetisiert werden.
Nicht-essentielle Aminosäuren: Alanin, Asparaginsäure, Aspartat, Glutaminsäure, Glyzin, Serin, Prolin
Sie müssen nicht aus der Nahrung aufgenommen werden, da sie im Körper aus anderen Aminosäuren, Ketonsäuren und anderen Verbindungen gebildet werden können. Seltener als die semi-essentiellen Aminosäuren können auch einige der nicht-essentiellen Aminosäuren unter bestimmten Bedingungen essentiell werden.
Einen Mangel an Proteinen und Aminosäuren gibt es in der Regel nicht
Bei der Verdauung von Nahrungsproteinen werden die darin enthaltenen Aminosäuren freigesetzt und im Darm absorbiert. Abhängig von der Körpergröße und von den jeweiligen Eiweißstoffen, die aufgenommen werden, reichen etwa 55 bis 65 Gramm Proteine bei Erwachsenen aus, um den täglichen Bedarf zu decken. Ein Protein-Mangel kommt in westlichen Ländern nur selten vor. Die bei uns übliche Ernährung enthält meist weitaus mehr Proteine, als der Körper braucht. Auch Menschen, die bestimmte Lebensmittel regelmäßig bevorzugen, beispielsweise starke Fleischesser oder Vegetarier, benötigen in der Regel kein zusätzliches Protein, um ausreichend mit Aminosäuren versorgt zu sein.
Die besten Quellen für Aminosäuren
Die bei uns übliche Ernährung enthält meist ausreichend Proteine. Diese enthalten zu 40 bis 50 Prozent essentielle Aminosäuren. Bei ausgewogener Kost werden daher in der Regel alle notwendigen Aminosäuren aufgenommen.
Fleisch, Fisch, Geflügel und Eier sind die besten Quellen für essentielle Aminosäuren. Proteine, die reichliche Mengen an essentiellen Aminosäuren bereithalten, werden als vollständige Proteine bezeichnet. Einige pflanzliche Proteine erreichen dabei die Qualität von tierischen Proteinen: Soja, Amaranth und Quinoa sind dafür gute Beispiele. Den meisten pflanzlichen Proteinen fehlt es aber an wenigstens einer essentiellen Aminosäure. So enthalten Hülsenfrüchte beispielsweise wenig Methionin, und Getreide sind arm an Lysin. Dies wird im allgemeinen aber im Lauf des Tages ausgeglichen, wenn andere Lebensmittel, die diese Aminosäuren enthalten, verzehrt werden.
Aminosäuren – ständiger Abbau und Aufbau
Zum Stoffwechsel von Aminosäuren zählen alle chemische Prozesse, bei denen Aminosäuren synthetisiert oder abgebaut und als Energiequelle im Körper genutzt werden. Die Synthese von Aminosäuren ist im Körper ein beständiger und wichtiger Prozess. Aminosäuren tragen auch dazu bei, Stickstoff-Abfallprodukte über den Blutstrom zur Leber zu transportieren, um sie dort zu beseitigen. Werden Aminosäuren abgebaut, wird im ersten Schritt mit Hilfe von Vitamin B6 Stickstoff freigesetzt. Für den zweiten Schritt ist die Oxidation der Kohlenstoff-Atome von Aminosäuren nötig, um ATP (Adenosintriphosphat), der Energiestrom der Zellen, zu bilden. Als Abfallprodukt entsteht dabei Kohlendioxid, das wiederum abgebaut wird.
Aminosäuren – wichtige Energiequelle in Notzeiten
Zusätzliche Aminosäuren aus der Nahrung können noch auf andere Weise für die Energieversorgung genutzt werden. Ist die Nahrungsaufnahme unzureichend in ihrer Zusammensetzung oder Menge, dann können Aminosäuren aus dem Abbau von zellulären Proteinen eine wichtige Energiequelle sein.
Nach 12 bis 24 Stunden ohne Nahrung werden beispielsweise Muskelproteine schnell zu Aminosäuren abgebaut. Sie werden in den Blutstrom abgegeben und in der Leber verarbeitet. Sie entfernt Stickstoff aus den Aminosäuren und baut ihn zu Harnstoff ab, während die Aminosäuren zu Glukose umgewandelt werden und wieder in den Blutstrom gelangen, um auch in Hungerzeiten die Blutzuckerwerte aufrecht zu erhalten. Die meisten Aminosäuren können so zur Balance der Blutglukose beitragen, dieser Prozess wird Glukoneogenese genannt. So können Muskelproteine in Hungerzeiten, wenn die Zufuhr von Glukose kritisch ist, auch als Energiequelle für das Gehirn dienen.
Die Ergänzung von Aminosäuren kann notwendig sein – aber nur unter therapeutischer Kontrolle
Immer wieder wird darüber diskutiert, ob zusätzliche Ergänzungen von Aminosäuren sinnvoll sind. Athleten und Bodybuilder versprechen sich beispielsweise mehr Muskelmasse, auch über verheißungsvolle Wirkungen bei der Gewichtskontrolle durch verstärkten Fettabbau wird diskutiert. Aminosäuren wie Phenylalanin und Arginin, von denen man annimmt, dass sie die Bildung von Wachstumshormonen anregen und so zum Fettabbau beitragen können, sind weder eine sichere, noch eine wirksame Methode zur Gewichtskontrolle.
Hinzu kommt, dass man mit ungeeignet hohen Dosen von Aminosäuren den körpereigenen Stoffwechsel erheblich stören kann, eine mögliche Folge kann ein Nierenschaden sein. Richtig ist aber auch, dass Gaben von Aminosäuren, einzeln oder auch kombiniert, in verschiedenen Lebenssituationen und bei einigen Krankheiten therapeutisch sinnvoll und notwendig sind. Die Anwendung und Dosierung von Aminosäuren sollte jedoch immer der therapeutischen Anwendung und Kontrolle vorbehalten bleiben.