Mann mittleren Alters im Vordergrund hält Aminosäuren Bausatz hoch und macht sich Notizen, Frau im Hintergrund vor dem Computer im Labor stehend. Beide haben blaue Handschuhe und weiße Kittel an.

Aminosäuren – Grundbausteine des Lebens

Miriam Weihermüller

Aminosäuren sind essenziell wichtige Lebensbausteine: Es handelt sich hierbei also um lebenswichtige Substanzen, ohne die der menschliche Stoffwechsel keine Proteine zusammenstellen könnte. Um ein körpereigenes Protein aufzubauen, verknüpft der menschliche Organismus eine Auswahl der 20 proteinogenen Aminosäuren zu einer Kette. Abhängig von der Kettenlänge ist die Rede von Proteinen oder von Peptiden. Die Kettenlänge und die Positionen der jeweiligen Aminosäuren entscheiden über die Funktion des entstehenden Eiweißes.

Nach dem aktuellen Wissensstand sind mehr als 20 proteinogene Aminosäuren bekannt sowie mehr als 250 Aminosäuren, die als nicht-proteinogen bezeichnet werden: Diese sind nämlich nicht in Proteinen nachweisbar, jedoch im Organismus. Die meisten proteinogenen Aminosäuren kann der Körper des Menschen selbst produzieren. Acht davon jedoch nicht: Sie werden als essenziell, das heißt lebenswichtige Aminosäuren bezeichnet. Sie müssen dem Körper zwingend über die tägliche Ernährung zugeführt werden.

Nicht-proteinogene Aminosäuren wie zum Beispiel L-Ornithin, L-Citrullin, L-Thyroxin (gehört zu den Schilddrüsenhormonen) oder GABA (ein Neurotransmitter) sind nicht an der Proteinsynthese beteiligt.

Zahlreiche Gesundheitsbeschwerden, die heutzutage zu den sogenannten Zivilisationskrankheiten gezählt werden, wie zum Beispiel Diabetes mellitus oder Übergewicht, können auf eine Stoffwechselstörung und somit unter Umständen auf eine Mangelversorgung mit Aminosäuren zurückgeführt werden. Mediziner*innen sind heute jedoch in der Lage, genau zu überprüfen, ob eine Mangelerscheinung vorliegt oder nicht: Durch eine spezielle Aminosäuren-Analyse kann die vorhandene Aminosäurekonzentration im Körper angegeben werden.

Doch nicht nur eine Unterversorgung mit Aminosäuren kann gesundheitsschädigend sein, sondern auch eine Überdosierung. Werden dem Körper nämlich über einen längeren Zeitraum Aminosäuren in zu hoher Konzentration zugeführt, so können beispielsweise Organe wie Niere oder Leber darunter leiden.

Warum sind Proteine eigentlich so wichtig für den Menschen?

Proteine sind Hauptbestandteile der meisten Körperzellstrukturen und genau aus diesem Grund ist es auch so wichtig, dass jeder Mensch genügend Eiweiß über die Tagesmahlzeiten zu sich nimmt. In bestimmten Lebensphasen – so etwa während der Schwangerschaft, während des körperlichen Wachstums bei Kindern oder auch bei Verletzungen und Erkrankungen – fällt der Proteinbedarf höher aus. Die Eiweißsynthese und somit auch die Aminosäuren sind für uns Menschen also von lebenswichtiger Bedeutung, denn sie übernehmen vielfältige Körperfunktionen: So tragen sie beispielsweise zum Erhalt sowie zur Zunahme der Muskelmasse bei, ebenso zum Erhalt normaler Knochen.

Im Organismus finden sich viele verschiedene Proteinarten, die auch unterschiedliche Aufgaben erfüllen:

  • Sogenannte Transportproteine sorgen für die Weiterleitung wichtiger Stoffe: So transportieren sie zum Beispiel Sauerstoff durch den Organismus.
  • Strukturproteine gehen den verschiedensten Körperzellen ihre Form.
  • Speicherproteine sorgen dafür, dass wir Menschen Eisen und andere essenzielle Nährstoffe speichern können und der Organismus bei Bedarf auf diese Speicherdepots auch zurückgreifen kann.
  • Schutzproteine erfüllen wichtige Funktionen bei der Antikörperbildung und der Blutgerinnung.
  • Enzyme sind ebenfalls Proteine, die unterschiedliche biochemische Körperreaktionen ermöglichen oder diese beschleunigen.
  • Hormone werden auch zu den Proteinen gezählt. Sie steuern sämtliche Prozesse des Körpers, so zum Beispiel auch wichtige Stoffwechselvorgänge.

Kurzum: Ohne Aminosäuren würde es keine Körpereiweiße geben und diese sind für die menschliche Gesundheit unverzichtbar wichtig.

Essenzielle und nicht-essenzielle Aminosäuren

Zum einen können Aminosäuren über die tägliche Ernährung beziehungsweise über Nahrungsergänzungsmittel aufgenommen werden. Jedes Lebensmittel mit einem Eiweißgehalt enthält auch Aminosäuren. Zum anderen kann der Körper manche Aminosäuren selbst synthetisieren. So ergibt sich die Klassifikation zwischen essenziellen und nicht-essenziellen Aminosäuren.

Essenzielle und semi-essenzielle Aminosäuren

Die folgenden Aminosäuren kann der Körper des Menschen überhaupt nicht oder nicht in ausreichender Menge selbst herstellen. Sie müssen dementsprechend zwingend von außen zugeführt werden. Acht dieser Aminosäuren kann der Organismus überhaupt nicht produzieren: Sie werden daher als essenziell bezeichnet. Zwei Aminosäuren können nur in sehr geringer Menge hergestellt werden: Sie werden daher als „bedingt unentbehrlich“ oder „semi-essenziell“ bezeichnet. Anders ausgedrückt: Der menschliche Körper kann diese beiden Aminosäuren zwar selbst bilden, doch die Menge reicht in bestimmten Situationen nicht aus, so etwa bei Verletzungen oder während der kindlichen Wachstumsphase.

In einem vollständigen Eiweiß sind alle essenziellen Aminosäuren in ausreichender Menge enthalten. Vollständige Proteine sind zum Beispiel in Fisch, Rindfleisch, Geflügel, Milch und Hühnereiern zu finden. Unvollständige Eiweiße enthalten nicht alle essenziellen Aminosäuren: Solche Proteine finden sich etwa in grünem Blattgemüse, in Getreide sowie in Hülsenfrüchten.

Die essenziellen Aminosäuren im Überblick

  • Isoleucin

Diese verzweigtkettige essenzielle Aminosäure ist am Erhalt sowie an der Regeneration des muskulären Gewebes beteiligt und wirkt als bedeutender Energielieferant im Kraft- und Ausdauersport. Sie gehört zur Gruppe der „Branched Chain Amino Acids“ – kurz BCAA. Diese Aminosäure ist aber nicht nur für Sportler relevant, sondern auch für Menschen, die unter starken Stressbelastungen stehen, bei Operationen und Erkrankungen. Im Organismus wird Isoleucin über den Fettsäure-Stoffwechsel wieder abgebaut, in geringer Menge auch über den Urin wieder ausgeschieden.

Isoleucin findet sich vor allem in Erdnüssen, Hülsenfrüchten wie etwa Kichererbsen, Rind- und Kalbfleisch, Thunfisch und Lachs. Den höchsten Isoleucin-Gehalt haben Weizenkeime.

  • Leucin

Die Aminosäure Leucin ist für den Aufbau und den Erhalt der Muskulatur ebenfalls sehr wichtig. Es braucht also eine ausreichende Leucin-Zufuhr, damit eine bestimmte Muskelmassemenge im Körper erhalten werden kann. Darüber hinaus dient diese essenzielle Aminosäure – die ebenfalls zur Gruppe der BCAAs gehört – der Energiebereitstellung in der Muskulatur und fördert im Muskel auch verschiedene Heilungsprozesse. Durch das Leucin wird zudem die Insulin-Ausschüttung in der Bauchspeicheldrüse angeregt: Dadurch erfolgt die Blutzuckerregulierung im Körper. Leucin schützt auch die Leber vor Schädigungen, zum Beispiel durch Alkohol und hat eine stimulierende Wirkung auf die Fettverbrennung.

Der menschliche Körper baut Leucin durch den Fettstoffwechsel ab. Teilweise erfolgt die Ausscheidung auch über den Schweiß sowie den Urin.

Diese essenzielle Aminosäure findet sich in Kuhmilch, Lachs, Thunfisch, Eiern, Rindfleisch, Reis, Weizenvollkornmehl, Oliven, Erbens und Walnüssen.

  • Methionin

Diese essenzielle Aminosäure ist neben Cystein die einzige schwefelhaltige proteinogene Aminosäure. Methionin dient vor allem als Lieferant von Methylgruppen für wichtige Hormone wie Adrenalin, Kreatin, Cholin und viele mehr.

Ist der Körper nicht ausreichend mit Methionin versorgt, kommt die Eiweißsynthese im Körper zum Stillstand. Besonders für einige Strukturproteine ist die Aminosäure wichtig, denn sie beeinflusst die strukturelle Festigkeit von Faszien, Bändern und Sehnen. Auch für die Haar- und Nagelhärte ist Methionin von Bedeutung.

Darüber hinaus ist die Aminosäure in der Lage, die Blut-Hirn-Schranke zu passieren: Demzufolge ist sie an der Bildung der Myelinscheiden der Nerven (auch im zentralen Nervensystem) beteiligt.

In nennenswerten Mengen findet sich diese essenzielle Aminosäure in rohem Rindfleisch, rohem Lachs, getrockneten Sojabohnen, Hartkäse, Paranüssen und Sesamkörnern.

  • Lysin

Die essenzielle Aminosäure ist ein Hauptbestandteil von Transportproteinen von Antikörpern, von Hormonen sowie im Blutplasma. Lysin stabilisiert auch das Bindegewebe und ist ein wichtiger Bestandteil der L-Carnitin-Produktion im Körper. Auch für einen ordnungsgemäßen Energiestoffwechsel und für die Fettverbrennung ist diese Aminosäure von Bedeutung. Auch die Kalziumaufnahme in Zähne und Knochen wird von der essenziellen Aminosäure beeinflusst. Darüber hinaus ist Lysin auch für ein leistungsstarkes Immunsystem sehr wichtig.

Lysin steckt vor allem in tierischen Nahrungsmitteln wie Fisch, Eier, Parmesan, Milch- und Milchprodukte. Doch auch in Hülsenfrüchten wie Bohnen, Linsen und Erbsen kommt Lysin vor, in Gemüse ist es hingegen kaum enthalten. Geringe Mengen finden sich noch in Getreide und Nüssen.

  • Phenylalanin

Diese essenzielle proteinogene Aminosäure fungiert als wichtiger Bausteine vieler Peptide und Proteine. Auch im Stickstoffwechsel spielt die Aminosäure eine wichtige Rolle. In der Leber kann diese essenzielle Aminosäure in Tyrosin umgewandelt werden. Tyrosin und Phenylalanin spielen bei der Insulin-, Thyroxin-, Melanin-, Serotonin- und Dopamin-Synthese eine bedeutende Rolle.

Diese Aminosäure findet sich in vielen tierischen wie auch pflanzlichen Nahrungsmitteln: Durch eine ausgewogene, abwechslungsreiche Ernährung lässt sich der Bedarf gut decken. Vorausgesetzt, dass im Verdauungstrakt eine normale Aufnahmefähigkeit der Aminosäure besteht, ist ein Phenylalanin-Mangel nicht zu befürchten.

Besonders hohe Phenylalanin-Mengen finden sich in getrockneten Sojabohnen und Erbsen. Auch in Erdnüssen, Kürbiskernen, Walnüssen sowie verschiedenen Fleisch- und Fischsorten findet sich die Aminosäure.

  • Threonin

Diese essenzielle Aminosäure erfüllt im Stoffwechsel mehrere Funktionen und ist ein wichtiger Proteinbestandteil. Ein besonders hoher Threonin-Anteil findet sich im Bindegewebe. Darüber hinaus ist diese essenzielle Aminosäure ein wichtiger Bestandteil von Antikörpern und somit auch für das Immunsystem besonders wichtig. Auch für die Schleimhautregeneration in Mundraum und Magen ist Threonin sehr wichtig. Zudem ist die Aminosäure ein wichtiger Teil von Bändern, Knochen, Sehnen und Zähnen.

Threonin findet sich vor allem in Hühnereiern, Hähnchenbrust, Lachs, Rindfleisch, Milch, Weizenvollkornmehl, ungeschälten Reis, getrockneten Erbsen und Walnüssen.

  • Tryptophan

Aus dieser essenziellen Aminosäure kann der Organismus verschiedene biogene Amine synthetisieren. Hierzu gehören vor allem Tryptamin, Serotonin und Melatonin. Die Aminosäure ist zudem an vielen Abläufen im Herz-Kreislauf-System wie etwa am Blutdruck beteiligt. Tryptophan beschleunigt zudem die Blutgerinnung sowie die Wundheilung. Auch die Darmbewegungen werden von dieser Aminosäure beeinflusst. Tryptophan gilt zudem als Stimmungsaufheller und ist somit für die Gefühlslage von großer Bedeutung.

Tryptophan findet sich vor allem in Hühnereiern, Sojabohnen, Cashewkernen, Walnüssen, Kuhmilch, Schweinefleisch, Lachs, ungesüßtem Rohkakaopulver, Haferflocken, ungeschältem Reis sowie in Maismehl.

  • Valin

Gemeinsam mit dem Aminosäuren Leucin und Isoleucin ist Valin ein sehr wichtiger Energielieferant für die Zellen der Muskulatur. Mithilfe der Pantothensäure hat Valin auch einen bedeutenden Einfluss auf die Nervenfunktionen. Darüber hinaus regt Valin auch die Freisetzung von Insulin an und reguliert somit sowohl den Proteinaufbau als auch den Blutzuckerspiegel des Körpers.

Nennenswerte Valin-Mengen finden sich in Walnüssen, Thunfisch, Lachs, Kalbs- und Rindfleisch, Erdnüssen, ungeschältem Reis, Weizenvollkornmehl und getrockneten Erbsen.

Semi-essenzielle Aminosäuren

Diese Aminosäuren kann der menschliche Körper wie gesagt zwar selbst herstellen, doch die Menge reicht in bestimmten Phasen des Lebens nicht aus. Vor allem in der Kindheit, wenn der Körper wächst oder in der Schwangerschaft braucht es eine ausreichend hohe Zufuhr. Auch bei Grunderkrankungen wie etwa Bluthochdruck muss auf eine ausreichende Bedarfsdeckung geachtet werden.

Zu diesen semi-essenziellen Aminosäuren gehören:

  • Arginin

Diese Aminosäure reagiert mit Sauerstoff und veranlasst den menschlichen Körper, Stickstoffmonoxid zu bildet, das für eine Erweiterung der Gefäße sorgt. Arginin minimiert somit die Gefahr für Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Darüber hinaus regt Arginin das Zellwachstum an und ist somit für ein leistungsstarkes Immunsystem sehr wichtig.

Die Aminosäure findet sich vor allem in Kürbiskernen, Lamm- und Hühnerfleisch, Nüssen, Garnelen, Thunfisch und Hülsenfrüchten.

  • Histidin

Histidin ist eine basische Aminosäure, die indirekt auch für die Energieversorgung der Körperzellen sorgt und hat zudem eine entgiftende Funktion. Auch der pH-Wert des Blutes wird durch die Aminosäure reguliert. Histidin kann darüber hinaus die Wundheilung beschleunigen und Wachstumsprozesse unterstützen. Auch die Geweberegeneration wird durch Histidin verbessert.

Kinder, die sich im Wachstum befinden, aber auch Menschen mit einer Niereninsuffizienz haben einen so hohen Histidin-Bedarf, dass diese Aminosäure für sie durchaus als essenziell eingestuft werden kann.

Die Aminosäure findet sich vor allem in Linsen, Sojabohnen, Erbsen, Kürbiskernen, Petersilie, Milch, Eiern, Walnüssen und geschältem Reis.

Nicht-essenzielle Aminosäuren

Nicht-essenzielle Aminosäuren kann der Körper selbst produzieren. Sind in einer Körperzelle alle nicht-essenziellen und essenziellen Aminosäuren in ausreichender Menge vorhanden, kann die Zelle sehr schnell Eiweiße bilden. Der Bauplan für die Eiweißproduktion ist im Erbgut der Zelle (DNA) gespeichert.

Folgende Aminosäuren sind nicht-essenziell:

  • Alanin
  • Asparginsäure und Aspargin
  • Glutamin und Glutaminsäure
  • Cystein
  • Glycin
  • Prolin
  • Serin
  • Tyrosin

Störungen des Aminosäurestoffwechsels

Erblich kann es zu verschiedenen Störungen des Aminosäurestoffwechsels kommen.

Bei manchen Betroffenen werden beispielweise bestimmte Aminosäuren nicht mehr ordnungsgemäß abgebaut und sie reichern sich im Körper an. Bei anderen Störungen können bestimmte Aminosäuren nicht richtig im Darm aufgenommen oder über die Nieren wieder aus dem Körper ausgeschieden werden: Die dafür erforderlichen Transportsysteme funktionieren nicht.

Mittlerweile kennen Ärztinnen und Ärzte mehr als 70 solcher vererbter, das heißt angeborener Störungen. Die häufigste Aminosäure-Abbaustörung ist die Phenylketonurie, kurz PKU. Auch die Homocysteinurie oder die Ahornsirupkrankheit sind Störungen des Aminosäure-Stoffwechsels. Besteht der Verdacht einer solchen Störung, können durch eine Urin- oder Blutserumanalyse die wichtigen Aminosäurewerte bestimmt werden.

Aminosäure-Mangelzustände

Essenzielle Aminosäuren müssen dem Organismus unbedingt von außen zugeführt werden – entweder über die täglichen Mahlzeiten oder über geeignete Nahrungsergänzungspräparate. Bei einer ausgewogenen Ernährungsweise, einseitigen Radikal-Diäten, übermäßigem Stress, forderndem Leistungssport oder chronischen Krankheiten kann es zu Mangelerscheinungen im Aminosäurehaushalt kommen. Auch für neugeborene Säuglinge, während der Zeit der Schwangerschaft oder nach schweren Verletzungen kann der Aminosäurebedarf höher als gewöhnlich ausfallen.

Nicht-essenzielle Aminosäuren sind ebenso wichtig für den Körper. Der Organismus ist im Vergleich zu den essenziellen aber in der Lage, diese Aminosäuren ohne unser Zutun selbst herzustellen. Wie viele nicht-essenzielle Aminosäuren benötigt beziehungsweis gebildet werden, hängt von verschiedenen Faktoren ab, so etwa vom Lebensalter, vom individuellen Leistungsbedarf und davon, ob eine Schwangerschaft vorliegt oder nicht.

Mithilfe eines sogenannten Aminogramms – einem Aminosäure-Profil des Körpers – kann ein Fachlabor anhand einer Blutprobe genau beurteilen, ob ein Mangel vorliegt oder nicht.

Folgende Anzeichen können auf einen Aminosäure-Mangel hindeuten:

  • Antriebslosigkeit
  • Immunsystemschwäche
  • Innere Unruhe
  • Verdauungsbeschwerden
  • Depressive Verstimmungen
  • Konzentrationsprobleme
  • Muskelaufbau-Defizite
  • Leistungsabfall
  • Gelenkbeschwerden
  • Schlafprobleme

Durch eine gesunde und ausgewogene Ernährungsweise kann der Aminosäure-Bedarf im Grunde gut gedeckt werden. Unter Umständen kann eine zusätzliche Supplementierung erforderlich sein, so etwa in speziellen Lebensumständen wie einer Schwangerschaft oder bei bestimmten Personengruppen wie etwa Leistungs- und Extremsportler. Auch bei Erkrankungen wie Arterienverkalkung (Arteriosklerose), Bluthochdruck oder Diabetes kann die Behandlung mit hochqualitativen Nahrungsergänzungspräparaten unterstützt werden. Sprechen Sie bei allen offenen Fragen immer mit Ihrer Ärztin oder Ihrem Arzt.

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Quellen

© Yakobchuk Olena / Adobe Stock
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