Aminosäuren sind wichtige Mikronährstoffe und somit auch Gegenstand der orthomolekularen Medizin, die sich bekanntlich mit der präventiven und therapeutischen Bedeutung körpereigener Stoffe beschäftigt. Aminosäuren sind die Bausteine sämtlicher Proteine und Ausgangssubstanzen für die Synthese zahlreicher Metabolite wie Kreatin, Coenzym A, Glutathion, Katecholamine, Histamin, Serotonin, Schilddrüsenhormone, Purine, Pyrimidine etc.

Stoffwechselfunktionen können dann störungsfrei ablaufen, wenn alle erforderlichen Komponenten in ausreichender Menge und Qualität zur rechten Zeit am rechten Ort sind. Im Gegensatz zu den Vitaminen, Mineralstoffen und Spurenelementen fanden die Aminosäuren bisher wenig Beachtung in der orthomolekularen Medizin, vielleicht auch deshalb, weil angesichts des hohen Proteinkonsums in Deutschland Probleme mit der Aminosäurenversorgung eher unwahrscheinlich erschienen. Bei jeder Form der Maldigestion oder unausgewogenen Ernährung können Versorgungsengpässe bei einzelnen Aminosäuren auftreten. Risikogruppen sind vor allem ältere Menschen und Jugendliche. Außerdem kann ein Mehrbedarf bei einzelnen Aminosäuren bestehen z.B. beim oxidativen Stress, bei Schadstoffbelastungen und Infekte.

Die Bestimmung der Konzentrationen der freien Aminosäuren im Blutplasma oder Serum ist eine interessante und vielversprechende Erweiterung der diagnostischen Möglichkeiten in der orthomolekularen Medizin. Der Großteil der freien Aminosäuren des Körpers befindet sich  zwar in der Muskulatur, im Blut ist nur ein geringer Teil. Dennoch kann man den Aminosäuren-Pool im Blutplasma als die Summe der metabolischen Aktivitäten aller Organsysteme sehen. Der Aminosäurenstoffwechsel wird von Hormonen reguliert, deshalb zeigt ein Aminogramm auch recht gut die neuroendokrine Reaktionslage des Patienten. Zwischen dem Stoffwechsel der Aminosäuren, Vitamine und Spurenelemente bestehen sehr enge Beziehungen. Als Beispiel mag das Glutathion-System dienen, dessen biochemische Aktivität nicht nur von Selen (Glutathionperoxidase) und Vitamin B2 (Glutathionreduktase), sondern auch von einer ausreichenden Cystein-Verfügbarkeit abhängt. Cystein ist der limitierende Faktor der endogenen Glutathion-Synthese. Bei der Kollagenbildung sind Vitamin C, die kupferhaltige Lysyloxidase sowie die Aminosäuren Glycin, Prolin und Lysin entscheidende Faktoren.

Jedes Organsystem hat seine Stoffwechselbesonderheiten und einen spezifischen Mikronährstoffbedarf. Deshalb haben sich in der Praxis diagnostische Profile bewährt, in denen die wichtigsten organspezifischen Aminosäuren, Mineralstoffe, Vitamine und Spurenelemente bestimmt werden.

Zur Bedeutung der Aminosäuren als Neurotransmitter

Im Metabolismus des Nervensystems haben die Aminosäuren eine besondere Funktion als Neurotransmitter oder als Ausgangssubstanzen für die Neurotransmittersynthese. Bei vielen psychiatrischen und neurodegenerativen Erkrankungen sind Veränderungen des Neurotransmitterhaushalts nachgewiesen. Die meisten Psychopharmaka wirken letztlich über eine Modulierung der Neurotransmitter-Konzentration im synaptischen Spalt oder über eine Interaktion mit entsprechenden Neurotransmitterrezeptoren. Die folgende Zusammenstellung soll aufzeigen, welche große Bedeutung Aminosäuren nach bisherigem Wissensstand für den Neurotransmitter-Metabolismus haben. Tryptophan ist die Ausgangssubstanz für die Serotonin-/ Melatonin-Synthese. Tryptophandefizite sind häufig messbar im Blutserum und lassen auf einen Serotoninmangel schließen, da die Serotoninbildung unmittelbar vom Tryptophanangebot abhängt. Tryptophan ist die Aminosäure, die am wenigsten in Nahrungsmitteln vorkommt.

Glutaminsäure ist der wichtigste excitatorische Neurotransmitter, beteiligt an Lernvorgängen und an der Gedächtnisbildung. Glutaminsäure hat aber auch ein neurotoxisches Potenzial. Veränderungen der Glutamatkonzentration[1] im synaptischen Spalt sind wichtige pathogenetische Faktoren bei ischämischen Hirnerkrankungen. Asparaginsäure ist mit hoher Wahrscheinlichkeit ebenfalls ein excitatorischer Neurotransmitter. GABA ist der wichtigste inhibitorische Neurotransmitter und wird aus Glutaminsäure oder Glutamin gebildet. Glycin ist ebenfalls ein inhibitorischer Neurotransmitter und an der Koordination der Willkürmotorik beteiligt. An NMDA-Rezeptoren wirkt Glycin zusammen mit Glutamin excitatorisch. Taurin ist ein Metabolit des Cystein, es ist wichtig für die Hirnentwicklung beim Kleinkind und stabilisiert Zellmembranen über eine Interaktion mit Calcium- und Magnesium-Ionen.

Die Katecholamine werden aus Phenylalanin / Tyrosin synthetisiert. Dopamin-Mangel ist ein typisches Merkmal des M. Parkinson und mancher Depressionsformen. Arginin ist die Ausgangssubstanz für die Bildung von Stickoxid (NO), das im peripheren Nervensystem als Überträgerstoff fungiert. Im ZNS wirkt NO als Modulator der Signalübertragung. Methionin und seine aktive Form S-Adenosyl-Methionin (SAM) ist eine Schlüsselsubstanz des Stoffwechsels als wichtigster Methylgruppenüberträger. SAM ist an der Synthese der Membran-Phospholipide beteiligt, außerdem an der Bildung und am Abbau der Katecholamine. Histamin entsteht aus Histidin und ist an der Regulierung des Schlaf- / Wach-Rhythmus beteiligt.

Die hepatische Encephalopathie ist ein typisches Beispiel für eine Aminosäuren-Imbalance mit entsprechenden Auswirkungen auf den Stoffwechsel des ZNS. Im Blut kommt es zu einem Anstieg aromatischer Aminosäuren (Phenylalanin, Tyrosin, Tryptophan), der im Gehirn zu erheblichen Störungen des Neurotransmittergleichgewichts führen kann. Eine Therapie mit verzweigtkettigen Aminosäuren (Leucin, Isoleucin, Valin) kann eine vermehrte Aufnahme aromatischer Aminosäuren über die Blut-Hirnschranke verhindern.

Aminosäurenderivate haben eine große Bedeutung für den Hirnstoffwechsel. Reduziertes Glutathion schützt z.B. die Zellen des Hypothalamus, Melatonin hat eine protektive Wirkung gegen neurodegenerative Veränderungen, Coenzym Q und Carnitin verbessern die Energieversorgung der Nervenzellen. Aminosäuren und ihre Metabolite sollten also in ein orthomolekulares Therapiekonzept miteinbezogen werden. Eine positive Beeinflussung der Biochemie des Nervensystems ist eine sinnvolle Basistherapie, die bei allen neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen in Betracht kommt. Besonders wichtig ist die Prävention neurodegenerativer Schäden.

Auffälliges Verhalten der Glutamatkonzentrationen

Bei vielen Aminogrammen, die in unserem Labor durchgeführt wurden, konnten wir hochnormale oder leicht erhöhte Glutamat-Konzentration feststellen, besonders bei Pattienten mit psychovegetativen Spannungs- und Erschöpfungszuständen. Erhöhte Glutamat-Konzentrationen wurden bisher bei verschiedenen Krankheiten beobachtet, die mit einem Verlust an Körperzellmasse einhergehen, z.B. Krebs, HIV-Infektion, amyotrophe Lateralsklerose. Das gleiche Phänomen wurde beim nicht-insulinabhängigen Diabetes und bei älteren Menschen festgestellt, also in metabolischen Situationen mit verminderter Glukosetoleranz.

Zu den wichtigsten biochemischen Aufgaben der Muskelzelle gehört die Glutamin-Synthese aus Glutamat. Glutamat wird über einen Na+-abhängigen elektrochemischen Transportmechanismus in die Zelle aufgenommen (XAG-System). Eine Veränderung der pH-Konzentration in den sauren Bereich durch erhöhte glykolytische Aktivität und Laktatbildung stört die Aufnahme von Glutamat in die Muskelzelle. Erhöhte Glutamatkonzentrationen im Plasma wurden nicht nur bei schwerkranken Patienten festgestellt, sondern auch bei gesunden Probanden, die sich einem vierwöchigen anaeroben Trainingsprogramm unterzogen.

In Zellen mit adäquater mitochondrialer O2-Verwertung besteht im Allgemeinen keine glykolytische Aktivität. Das gleiche gilt bei einer ausreichenden ATP-Verfügbarkeit. Eine erhöhte Glutamat-Konzentration im Plasma/Serum kann demzufolge auch als ein Indikator für einen gestörten intrazellulären O2-Metabolismus angesehen werden. Wie schon erwähnt, konnten wir bei zahlreichen Patienten, die über Stresssymptome klagten, leicht erhöhte Glutamatkonzentrationen feststellen. Erfahrungsgemäß führt eine Entspannung des vegetativen Nervensystems meist zu einer muskulären Entspannung, besseren Durchblutung und Atemmechanik. Aus diesem Grunde wollten wir in einer Untersuchung überprüfen, inwieweit durch Stressabbau und psychovegetative Stabilisierung eine Änderung der Aminosäurenkonzentrationen eintritt. Unserer Ansicht nach war eine Verbesserung der Glutamatkonzentration zu erwarten.

 Referenzen:

• Bravermann, E: The healing nutrients within. Keats 1997
• Dröge et al.: Rote of cysteine and glutathione in HIV Infection and Cancer Cachexia: Therapeutic Intervention with N-Acetylcysteine Advances in Pharmacology 1997; 38
• Gröber, U.: Orthomolekulare Medizin. WVG 2000
• Hack, V. et al.: Elevated venous glutamate levels in (pre)catabolic conditions result at least partly from a decreased glutamate transport activity. Jounal of Molecular Medicin 1996; 74
• Hackl, J.M.: Leitfaden Künstliche Ernährung. Zuckschwerdt, Germering 1999
• Hofmann, E: Medizinische Biochemie systematisch. Uni-Med, Bremen 1999
• Rea, J. W.: Chemical Sensitivity. Lewis 1992; 1
• Reglin, F.: Bausteine des Lebens. Ralf Reglin, Köln 1999. Remke, H.: Krankheitsprävention durch Ernährung. WVG 1998
• Silbernagel, S.: Taschenatlas der Pathophysiologie. Thieme, Stuttgart 1998

 Unsere Empfehlung für eine Mikronährstoffanalyse: DCMS-Neuro-Check