Amino acids 8 - Glutamic

Aminosäure  

Amino acid glutamic acid: application, effect and benefits

Aminosäure Glutaminsäure: Anwendung, Wirkung und Nutzen
Da wir die Aminosäure Glutaminsäure (Glu oder E) mit der Summenformel C5H9NO4 selber herstellen können, gilt sie als nicht essentiell.
Die Aminosäure kommt in fast allen Proteinen vor und ist demnach auch in allen Eiweiß-haltigen Lebensmitteln vorhanden. Besonders hohen Anteil an Glutaminsäure haben Fisch, Parmesan, Tomaten und Soja. Die Salze und Ester der Glutaminsäure bezeichnet man als Glutamate. Meist liegt die freie Aminosäure in unserem Körper in dieser Form vor, weshalb Mediziner oft von der „Aminosäure Glutamat“ sprechen.
Während in Proteinen gebundene Glutaminsäure geschmacksneutral ist, spricht man bei der freien Aminosäure von der Geschmacksrichtung unami, was am besten mit „herzhaft“ umschrieben werden kann.
Die Glutaminsäure intensiviert auf diese Weise den Geschmack von Lebensmittel, wobei sich diese Verstärkung nicht nur auf herzhafte Gerichte beschränkt.
Als E 620 wird sie deshalb oft als Geschmacksverstärker in unterschiedlichsten Lebensmitteln eingesetzt. Ihre Glutamate finden unter den Bezeichnungen E 621 bis E 625 den Weg in unsere Nahrungsmittel.
In die Schlagzeilen geraten ist das Glutamat dabei durch das so genannte Chinarestaurant-Syndrom. Hierbei führt eine Unverträglichkeit zu Hautrötung, Übelkeit und Gliederschmerzen.
Zwar kommt Glutamat in asiatischen Gerichten häufig als Geschmacksverstärker zum Einsatz, doch sind ebenso Kartoffelchips und Tütensuppen, aber auch unzählige weitere Fertiggerichte damit angereichert.
vgl. www.wdr.de/tv/quarks/sendungsbeitraege/2004/0928/005_zusatzstoffe.jsp
Ein Glutaminsäure-Mangel kann Lernschwäche, Müdigkeit und Erschöpfungszuständen zur Folge haben. Zu hohe Konzentrationen führen, wie bereits erwähnt, bei Menschen mit einer Überempfindlichkeit zu unterschiedlichen Symptomen. Außerdem regt der Verzehr großer Glutamatmengen den Appetit an, wodurch es zu Übergewicht kommen kann.
Im Zentralnervensystem ist Glutamat der wichtigste erregende Neurotransmitter, der Informationen von einer Zelle auf die nächste weitergibt. Dabei wird das Glutamat hier an Ort und Stelle gebildet, da die im Kreislauf zirkulierende Glutaminsäure die Blut-Hirn-Schranke bei gesunden Menschen nicht passieren kann. Als Neurotransmitter bewirkt Glutamat eine hohe Konzentrations- und Lernfähigkeit. Auch das Durchhaltevermögen und die Belastbarkeit werden von Glutamat positiv beeinflusst. Glutamat ist darüber hinaus Vorstufe eines anderen Neurotransmitters (γ-Aminobuttersäure = GABA), der hemmende Wirkungen auf Nervenzellen hat.
(vgl. Fonnum F.: Glutamate: a neurotransmitter in mammalian brain; J Neurochem. 1984; 42(1); S. 1-11)

Glutaminsäure kann das giftige Abbauprodukt Ammoniak binden und bildet dabei die sehr ähnliche Aminosäure Glutamin. Aber auch an der Synthese der beiden Aminosäuren Arginin und Prolin ist die Glutaminsäure beteiligt. Glutamat kann außerdem im Citratzyklus in energiereiche Verbindungen umgewandelt werden, die ihrerseits im gesamten menschlichen Stoffwechsel eine entscheidende Rolle spielen. Gleichzeitig dient Glutamat im Citratzyklus aber auch der Entgiftung. Es soll außerdem das Immunsystem stärken und den Muskelaufbau fördern.
(Löffler G.: Citratzyklus; Basiswissen Biochemie; Springer-Verlag; 2005; S. 252-266).
Wissenschaftler vermuten, dass bei einigen Erkrankungen des Nervensystems, wie etwa bei Alzheimer, die Blut-Hirn-Schranke nicht mehr korrekt arbeitet, so dass der Glutamathaushalt im Zentralnervensystem gestört wird, was dann wiederum zu den Krankheitssymptomen führt.

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Amino acids 7 - Amino acid glutamine

 

Aminosäure   

Amino acids 7 - Amino acid glutamine

Aminosäure Glutamin: Anwendung, Wirkung und Nutzen 

 

Die Aminosäure Glutamin (Gln oder Q) mit der Summenformel C5H10N2O3 kann zwar von unserem Körper in geringen Mengen selber hergestellt werden, aber gerade in Stress-Situationen – etwa nach Operationen oder bei chronischen Erkrankungen – und im Alter ist die eigene Produktion oft nicht ausreichend.
Glutamin wird deshalb heute meistens als semi-essentiell, teilweise aber auch als nicht essentiell bezeichnet.
Quark ist sehr reich an Glutamin, andere Milchprodukte, Soja, Weizen und Fleisch enthalten die Aminosäure ebenfalls in größeren Mengen.
Ein Glutamin-Mangel kann zu einem erhöhten Infektionsrisiko führen. Eine Überdosierung mit Nahrungsergänzungsmitteln, die Glutamin enthalten, kann hingegen Hautkribbeln zur Folge haben. Bei Depressionen oder Epilepsie sollte auf Glutamin-Präparate möglichst verzichtet werden, da es die Symptome verstärken kann.
Glutamin ist, wie alle proteinogenen Aminosäuren, Baustein der Eiweiße. Viele wichtige Proteine enthalten dabei lange Aneinanderreihungen von Glutamin, so genanntes Polyglutamin. Bei einigen Erkrankungen, wie Alzheimer oder Chorea Huntington, sind diese Glutaminketten stark verlängert, wodurch die Struktur knäuelartig wird und das jeweilige Proteine nicht mehr richtig wirken kann
Doch Glutamin ist nicht nur Baustein der Proteine, sondern kommt im gesamten Körper sehr häufig ungebunden vor. So sind etwa 20 Prozent aller freien Aminosäuren im Blutplasma Glutamine, die dem Körper auf diese Weise als wichtige Energiequelle dienen. Vor allem schnell teilende Zellen haben einen hohen Glutaminbedarf, so etwa die Zellen des Immunsystems. Am häufigsten liegt freies Glutamin allerdings in Muskelzellen vor.

Hier fördert die Aminosäure den Aufbau der Muskelproteine und verhindert gleichzeitig deren Abbau. Dies ist der Grund, weshalb Leistungssportler gerne auf Nahrungsergänzungsmittel mit Glutamin zurückgreifen. Für die Zellen des Verdauungstraktes ist die Aminosäure ein ebenso wichtiger Energielieferant.
Glutamin dient außerdem als Stickstoffquelle für viele unterschiedliche Stoffwechselprozesse beim Menschen (Haussinger D.: Glutamine Metabolism in Mammalian Tissues; Springer-Verlag; 1984).
Glutamin hat sehr große strukturelle Ähnlichkeit zu Glutaminsäure, einer anderen Aminosäure, deren Salz als Glutamat bezeichnet wird. Das Glutamat ist ein Neurotransmitter, der im Zentralnervensystem Informationen von einer Zelle zur anderen weitergibt. Um einmal ausgeschüttetes Glutamat zurück in die Nervenzellen (Neuronen) transportieren zu können, muss es erst in Glutamin umgewandelt werden. Sobald das Glutamin dann zurück in den Neuronen ist, wird es dort wieder in Glutamat umgebaut.
 (Martinez-Hernandez A. et al.: Glutamine synthetase: glial localization in brain; Science; 1977; 195(4284); S. 1356-1358).
Patienten, die beispielsweise durch Unfälle oder Operationen großflächige oder viele Verletzungen aufweisen, erleiden im Anschluss häufig Infektionen. Gleichzeitig weisen Untersuchungen fast immer einen sehr ausgeprägten Glutamin-Mangel nach, was wahrscheinlich auf den erhöhten Bedarf in dieser Phase zurückzuführen ist. Durch eine Glutamin-reiche Diät kann die Infektionsgefahr nach solch einem Polytrauma allerdings verringert werden.

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Amino acids 6 - Amino acid cysteine

Aminosäure  

Amino acids 6 - Amino acid cysteine

Aminosäure Cystein: Wirkung und Anwendung

Die schwefelhaltige Aminosäure Cystein (Cys oder C) mit der Summenformel C3H7NO2S kommt besonders gehäuft in den Faserproteinen (Keratin) menschlicher Haare und Nägel vor, hat aber eine ebenso große Bedeutung bei der Bildung von Knorpel, Knochen und Haut. Während Säuglinge Cystein zumindest teilweise über die Nahrung aufnehmen müssen, kann die menschliche Leber es später aus den Aminosäuren Methionin und Serin selber herstellen.

Cystein findet sich vor allem in Milchprodukten, Fleisch, Eiern und Kohl, aber auch in Mais, Hafer, Zwiebeln und Knoblauch. Ein Cystein-Mangel kann zu Immunschwäche und zu Atemwegserkrankungen führen, während ein Histamin-Überschuss normalerweise keine schädlichen Auswirkungen hat.
Da die Aminosäure allerdings in sehr hohen Konzentrationen die Wirkung von Insulin hemmt, sollten Diabetiker spezielle Cystein-Präparate nur unter ärztlicher Aufsicht einnehmen. Der natürliche Histamin-Gehalt verschiedener Lebensmitteln hingegen ist auch bei Zuckerkrankheit absolut ungefährlich. Cystein wird in unterschiedlichen Arzneimitteln und – aufgrund seiner positiven Wirkung auf Haut, Haar und Bindegewebe – in Kosmetikartikeln eingesetzt. Freies Cystein ist sehr instabil und geht leicht durch chemische Reaktionen unwiederbringlich verloren. Um dennoch eine kontinuierliche Versorgung der Aminosäure für die Proteinsynthese zu gewährleisten, können alle Zellen des menschlichen Körpers, vor allem aber die Leberzellen, aus Cystein und zwei weiteren Aminosäuren das Speicherpeptid Glutathion (GSH) herstellen.
 (vgl. Binet L. & Wellers G.: The presumed role of glutathion in the transport of free cysteine towards the tissue proteins; J Physiol 1955; S. 100-101).
Aber Glutathion speichert nicht nur enorme Mengen des Cysteins, sondern spielt darüber hinaus eine entscheidende Rolle bei der Entgiftung schädlicher Stoffe, da es stabile Komplexe mit diesen bildet, die dann über die Niere ausgeschieden werden können.
Außerdem fängt Glutathion freie Sauerstoff-Radikale, indem es selber Elektronen abgibt. Auf diese Weise schützt das Cystein-haltige Peptid die Zellbestandteile vor einer schädlichen Oxidierung. Dies beugt nicht nur dem Absterben der Zellen und damit dem Alterungsprozess vor, neuesten Studien zufolge schützt Glutathion möglicherweise auch vor Alzheimer, Parkinson und Multiple Sklerose.
 (vgl. Bonnefoy M. et al: Antioxidants to slow aging, facts and perspectives; Presse Med. 2002; S. 1174-1184).
Glutathion ist außerdem wichtiger Bestandteil des Immunsystems und spielt dort vor allem bei Entzündungsreaktionen der weißen Blutkörperchen eine entscheidende Rolle.
Strukturproteine, beispielsweise im Bindegewebe und in den Haaren, erhalten durch Cystein ihre Festigkeit. Dies geschieht, indem zwei Cysteine zwischen ihren Schwefelatomen eine Verknüpfung (Disulfidbrücke) herstellen. Auf diese Weise liegen die Aminosäuren der Eiweiße nicht in einer lockeren Reihe hintereinander, sondern bilden eine für das jeweilige Protein typische dreidimensionale Anordnung.
Cystein ist Ausgangsstoff für die organische Säure Taurin, die für die Entwicklung des Nervensystems und der Herzfunktion, aber auch für die Funktion der Sehzellen im Auge wichtig ist. Taurin verhindert außerdem die Bildung von Gallensteinen und regt die Fettverbrennung an, indem es mit der Gallensäure reagiert. Im gesamten Körper wirkt Taurin darüber hinaus als Osmoregulator, was bedeutet, dass es den Flüssigkeitseinstrom in die Zelle steuert. Auf diese Weise sorgt Taurin dafür, dass die Zelle nicht durch einen zu hohen Innendruck geschädigt wird.
 (Huxtable, R.: Taurine 2 - basic and clinical aspects Vol. 403; Springer-Verlag 1996; 676 Seiten).
Gleichzeitig ist Cystein – in Zusammenarbeit mit Vitamin B5 – an der Bildung lebensnotwendiger Fettsäuren beteiligt, die wichtige Bestandteile der Zellmembranen sind.

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Amino acids 5 - Aspartic acid

Aminosäure 

Aspartic acid - application, impact and benefits

Asparaginsäure 

Anwendung, Wirkung und Nutzen

Die Asparaginsäure (Asp oder D) mit der Summenformel C4H7NO4 ist eine Aminosäure, die für uns Menschen nicht essentiell ist, da wir sie selber synthetisieren können. Meist liegt sie deprotoniert vor (Protonen wurden durch Säure-Base-Reaktionen abgespalten) und wird deshalb auch als Aspartat bezeichnet.
Die saure Aminosäure kommt gehäuft in Hülsenfrüchten und Spargel sowie in Fisch und Fleisch vor. Da unser Körper Asparaginsäure selber herstellen kann, ist ein Mangel im Normalfall auszuschließen. Lediglich, wenn der Organismus über längere Zeit insgesamt zu wenige Aminosäuren aufnimmt, kann es zu schwerwiegenden gesundheitlichen Folgen kommen.
Aspartat wirkt als Neurotransmitter, der im Zentralnervensystem Informationen von einer Zelle zur anderen weitergibt.
Gemeinsam mit der Glutaminsäure, bei der es sich ebenfalls um eine Aminosäure handelt, zählt die Asparaginsäure damit zu einer der häufigsten Botenstoffe des Gehirns. Allerdings ist ihre Wirkung als Botenstoff nicht ganz so stark wie die der Glutaminsäure.
 (Forth W. et al.: Allgemeine und spezielle Pharmakologie und Toxikologie; Urban und Fischer 2001; S. 122). 
Asparaginsäure ist darüber hinaus am Harnstoffzyklus beteiligt. Hierbei werden stickstoffhaltige Abbauprodukte in den ungiftigen Harnstoff umgewandelt, der dann über die Nieren ausgeschieden werden kann. Hierdurch sorgt Asparaginsäure für die Entgiftung des Körpers.
 (Kreutzig T.: Kurzlehrbuch Biochemie; Urban & Fischer Verlag; 12. Aufl.; 2006).

Unsere Erbsubstanz, die DNA, ist aus verschiedenen Nucleotiden aufgebaut. Diese wiederum werden in unserem Körper schrittweise aus anderen Stoffen synthetisiert, wobei Asparaginsäure eine der Ausgangssubstanzen ist.
(Bannwarth H. et al.: Nucleotide und Nucleinsäuren; Basiswissen Physik, Chemie und Biochemie; Springer-Verlag; 2007).
Der umstrittene Süßstoff Aspartam besteht zu 40 Prozent aus Asparaginsäure. Die möglichen auftretenden Nebenwirkungen, wie Niedergeschlagenheit, Durchfall und Allergien, werden aber weitgehend auf die zweite enthaltene Aminosäure, Phenylalanin, zurückgeführt.
Obwohl bei ordnungsgemäßer Dosierung von Aspartat-haltigen Medikamenten und Nahrungsergänzungsmitteln keine Nebenwirkungen bekannt sind, sollte man Asparaginsäure-Präparate nur unter fachlicher Aufsicht über einen längeren Zeitraum einnehmen.
Da die Asparaginsäure als Neurotransmitter im Zentralnervensystem Informationen weitergibt, sind bei einer Überdosierung weitreichende negative Folgen nicht ausgeschlossen.
Die Datenlage zu Nebenwirkungen ist nicht einheitlich. Einige Quellen gehen davon aus, es gäbe gar keine Nebenwirkungen, andere berichten von "schlimmen Nervenschädigungen". Originalquellen mit Forschungsergebnissen konnte ich bis jetzt jedoch keine finden. Insofern muss ich hier eine Antwort schuldig bleiben.

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