Aminosäuren

Aminosäuren einfach erklärt

Aminosäuren sind Grundbausteine der Proteine und als Baustoffe des Zellgewebes unentbehrlich. 20 Aminosäuren dienen als Bestandteile aller Körperzellen der Herstellung von Proteinen, weshalb sie als proteinogene Aminosäuren bezeichnet werden.

Aminosäure Basics: Antworten auf die wichtigsten W-Fragen zu Aminosäuren

Was sind Aminosäuren?

Aminosäuren sind Bausteine der Proteine und verfügen als organische Verbindungen über mindestens je eine Amino- und eine Carboxylgruppe im Molekül. Die Grundstruktur der Aminosäuren besteht aus Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff und bei L–Cystein sowie L-Methionin kommt noch ein Schwefelatom hinzu.

Von den 20 Aminosäuren, die der menschliche Körper für den Aufbau der Proteine benötigt, sind acht Aminosäuren grundsätzlich unentbehrlich (essenziell). Die restlichen 12 Aminosäuren kann er weitestgehend selbst herstellen.

Allerdings müssen in besonderen Lebenssituationen vier Aminosäuren zusätzlich eingenommen werden:

• Arginin und Histidin, deren Bedarf während der Rekonvaleszenz (Genesung) und beim Wachstum steigt, was die körpereigene Produktion übertrifft, weshalb sie als semi-essenziell bezeichnet werden

• Cystein und Tyrosin, die für Schwangere und Kinder essenziell sind

Da der Körper die nicht-essenziellen Aminosäuren selbst herstellen kann, liegt das Augenmerk auf den essenziellen Aminosäuren beziehungsweise den bedingt- oder semi-essenziellen Aminosäuren, die über Lebensmittel als Nahrungsproteine beziehungsweise bei Bedarf über Nahrungsergänzungsmittel aufgenommen werden müssen.

Unterteilung der proteinogenen Aminosäuren:

Essenzielle Aminosäuren

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

Nicht-essenzielle Aminosäuren

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

Mit dem Sternchen versehene Aminosäuren sind semi-essenziell. Diese kann der Körper in bestimmten Lebenssituationen nicht oder nicht ausreichend bilden, was beispielsweise während des Wachstums, der Schwangerschaft oder bei bestimmten Stoffwechselerkrankungen der Fall ist.

Ein Beispiel für Stoffwechselerkrankungen ist die Phenylketonurie (PKU), die häufigste angeborene Aminosäurestoffwechsel-Erkrankung, bei der das Enzym Phenylalanin-Hydroxylase (PAH) durch einen Fehler in der Erbinformation nicht oder nicht richtig funktioniert. Dies führt dazu, dass die essenzielle Aminosäure Phenylalanin nicht in die Aminosäure Tyrosin umgewandelt werden kann, welche unter anderem die Grundlage für das Schilddrüsenhormon Thyroxin darstellt. Tyrosin wird bei der PKU zur essenziellen Aminosäure.

Die Patienten müssen eine phenylalaninarme Diät einhalten. Da diese Aminosäure in fast allen natürlichen Proteinen enthalten ist, sind davon sämtliche essenziellen Aminosäuren betroffen. Deshalb sind entsprechende Nahrungsergänzungsmittel notwendig, die alle wichtigen Aminosäuren – mit Ausnahme von Phenylalanin – enthalten. Diese Nahrungsergänzungen sind meist mit Vitaminen, Mineralstoffen und Spurenelementen angereichert, sodass auch in diesem Bereich kein Mangel entsteht.

Neben den proteinogenen Aminosäuren gibt es mehrere Hundert nicht-proteinogene Aminosäuren, die wesentliche Funktionen im Organismus ausführen, allerdings bei der Proteinsynthese keine Rolle spielen.

Wo sind Aminosäuren drin?

Für den Proteinaufbau im menschlichen Körper sind die acht essenziellen proteinogenen Aminosäuren sowie in manchen Fällen die semi-essenziellen Aminosäuren von Bedeutung.

Diese Aminosäuren stehen sowohl in Form von pflanzlichen als auch in Form von tierischen Eiweißquellen zur Verfügung:

• Pflanzliche Eiweißquellen sind vor allem Hülsenfrüchte wie Linsen, Erbsen, Kichererbsen und Soja, Kohlarten wie Brokkoli, Rosenkohl und Wirsing, Nüsse, Saaten wie Hanf, Quinoa und Sesam sowie Getreide und Kartoffeln.

• Tierische Eiweißquellen sind Fleisch, Geflügel, Eier, Fisch und die hieraus hergestellten Produkte, Milch- und die hieraus hergestellten Milchprodukte wie Joghurt, Quark und Frischkäse.

Die weitverbreitete Meinung, dass tierisches Eiweiß hochwertiger ist als pflanzliches Eiweiß wurde durch Studien an der Berkeley Universität infrage gestellt. Beim Versuch mit Ratten lebten die mit pflanzlichem Eiweiß gefütterten Tiere doppelt so lange wie die Vergleichsgruppe. Zudem waren sie gesünder. Inwieweit dies auf den Menschen übertragbar ist, konnte bisher nicht abschließend geklärt werden.

Woraus bestehen Aminosäuren?

Aminosäuren sind wasserlösliche, farblose chemische Verbindungen, die feste Verbindungen eingehen. Ihre Grundstruktur besteht aus Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff, bei einigen kommt noch Schwefel hinzu.

Verbinden sich zwei Aminosäuren, werden sie als Peptid bezeichnet, bis zu 10 Aminosäuren heißen Oligopeptid und bis zu 100 kettenförmig miteinander verbundene Aminosäuren sind ein Polypeptid. Besteht die Kette aus mehr als 100 Aminosäuren, handelt es sich um ein Protein.

Wie viele Aminosäuren gibt es?

Bei den Aminosäuren wird neben anderen Merkmalen zwischen proteinogenen und nicht-proteinogenen Aminosäuren unterschieden. Neben den 20 proteinogenen Aminosäuren wird von mehr als 400 nicht-proteinogenen Aminosäuren ausgegangen, die nicht für die Proteinherstellung verwendet werden, wie zum Beispiel ß-Alanin, Citrullin, Homocystein, Ornithin und Thyroxin.

Was sind essenzielle Aminosäuren?

Aminosäuren, die für den Aufbau von Körperproteinen notwendig sind und die der Körper nicht selbst herstellen kann, werden als essenzielle Aminosäuren bezeichnet. Sie müssen über die Nahrung oder zusätzlich über Nahrungsergänzungsmittel aufgenommen werden.

Wie viele essenzielle Aminosäuren gibt es?

Neben den acht essenziellen Aminosäuren: L-Isoleucin, L-Leucin, L-Lysin, L-Methionin, L-Phenylalanin, L-Threonin, L-Tryptophan und L-Valin wird mittlerweile auch L-Histidin zu den essenziellen Aminosäuren gezählt.

L-Histidin ist für Säuglinge und Kleinkinder essenziell, denn ihr Körper kann sie nicht ausreichend genug selbst herstellen. In einem solchen Fall kann dies auch bei Erwachsenen zu Blutarmut und Rheumatismus führen, was allerdings äußerst selten vorkommt.

Doch Vorsicht: Ein Zuviel an L-Histidin kann Angststörungen und andere neurologische Erkrankungen bewirken.

Was sind nicht essenzielle Aminosäuren?

Aminosäuren, die der menschliche Körper selbst herstellen kann, werden als nicht essenziell oder entbehrlich bezeichnet. Sie müssen daher nicht zwingend notwendig über Nahrungsmittel aufgenommen werden.

Welche Aminosäuren brauche ich?

Benötigt werden sowohl die essenziellen proteinogenen als auch die nicht essenziellen proteinogenen Aminosäuren, denn sie sind Bestandteile des Zellgewebes und wirken als Enzyme oder Hormone.

Warum sind Aminosäuren wichtig?

Jede einzelne Aminosäure ist auf ihre Weise im Organismus für bestimmte Stoffwechselfunktionen zuständig. Beispielsweise unterstützen die Aminosäuren L-Alanin, L-Lysin und L-Threonin das Immunsystem. Die Aminosäuren L-Leucin, L-Isoleucin und L-Valin sind wichtig für den Aufbau der Muskulatur.

Ebenso sind die Aminosäuren bei der Bildung von Antikörpern, Enzymen und Hormonen beteiligt sowie für die Energiegewinnung, das Wachstum und noch vieles mehr. In Form von Enzymen befinden sie sich in den Körperzellen, regulieren die biochemischen Vorgänge und wirken dabei aufbauend und abbauend.

Einige Beispiele:

• Lysozym im Speichel, welches eine bakterizide (keimtötende) Wirkung hat

• Creatin-Kinase, welche für die Muskelzellen und das Gehirn die Energie bereitstellt

• GPT (Glutamat-Pyruvat-Transaminase), das in der Leber für den Eiweißabbau zuständig ist

• Amylase für die Kohlenhydratverdauung

• Lipase für die Fettverdauung

• Protease für die Eiweißverdauung

Was sind Aminosäuren Präparate?

Aminosäuren Präparate sind Nahrungsergänzungsmittel, die gezielt für die jeweilige Behandlungssituation die entsprechenden Aminosäuren enthalten. Erhältlich sind sie in Form von Kapseln, Pulver, Tabletten sowie in flüssiger Form als Amino Liquid.

Wie nehme ich Aminosäuren am besten ein?

In erster Linie sollten die Aminosäuren mit der täglichen Nahrung aufgenommen werden. Ein erhöhter Proteinbedarf lässt sich mit entsprechenden Nahrungsergänzungsmitteln ausgleichen. Generelle Vorgaben zur Aufnahme von Aminosäuren sind nicht zielführend, da sich der Bedarf und die tageszeitliche Einnahme nach den unterschiedlichen Lebenssituationen und Ernährungsgewohnheiten richten.

Für Sportler lassen sich ebenfalls keine festen Einnahmearten oder -zeiten vorgeben. Ihre zusätzlichen BCAA können sie morgens vor dem Training, an nicht festgelegten Tageszeiten während der sportlichen Betätigung oder auch nach dem Training einnehmen.

Prinzipiell ist es von Vorteil, Aminosäuren Präparate noch vor dem Frühstück einzunehmen. Ohne vorherige Nahrungsaufnahme gelangen diese zügig durch den Magen-Darmtrakt in die Blutbahn, von wo aus sie zu allen Gewebezellen transportiert werden können.

Wie viel Aminosäuren am Tag?

Die Empfehlung der Weltgesundheitsorganisation (WHO) umfasst alle essenziellen Aminosäuren. Es sollten täglich 174 mg Aminosäuren pro Kilogramm Körpergewicht verzehrt werden.

Diese verteilen sich in etwa wie folgt:

• 20 mg L-Isoleucin
• 39 mg L-Leucin
• 30 mg L-Lysin
• 15 mg L-Methionin
• 25 mg L-Phenylalanin
• 15 mg L-Threonin
• 4 mg L-Tryptophan
• 26 mg L-Valin

Das tierische Eiweiß (Protein) enthält alle essenziellen Aminosäuren in ausreichender Menge und kann vorrangig zur Deckung des Aminosäurenbedarfs herangezogen werden.

Pflanzliches Eiweiß (Protein) hingegen bietet keine so hohe biologische Wertigkeit. Es ist allerdings möglich, seine biologische Wertigkeit durch entsprechende Lebensmittelkombinationen anzuheben.Ein allseits bekanntes Beispiel für eine Mahlzeit, bei der das der Fall ist, ist die Kartoffel-Ei-Diät mit einem Gemisch aus 35 % Vollei und 65 % Kartoffeln.

Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) gibt mit der Stellungnahme Nr. 052/2019 vom 20. Dezember 2019 die Höchstmengen für die verzweigtkettigen Aminosäuren bekannt.

Von den sogenannten BCAA, die für den Muskelaufbau und die Ausdauersteigerung wichtig sind, sollten pro Tag nicht mehr als:

• 4 Gramm Leucin
• 2,2 Gramm Isoleucin
• 2 Gramm Valin

aufgenommen werden. Diese Werte gelten allerdings nur für gesunde Erwachsene. Nicht für Personen mit eingeschränkter Nierenfunktion oder für Jugendliche.

Die einzelnen Aminosäuren sollten nicht in höheren Mengen und nicht in isolierter Form eingenommen werden, denn dies kann möglicherweise gesundheitliche Risiken wie einen erhöhten Blutammoniakspiegel oder mögliche neurologische Erscheinungen zur Folge haben. Zudem können als körperliche Nebenwirkungen Erbrechen, Durchfall und Übelkeit auftreten.

Aminosäuren: Anwendungsgebiete

In erster Linie ist es wichtig zu wissen, dass diese kleinen Moleküle lebensnotwendig sind und daher in vielen Körper- und Gesundheitsbereichen mitwirken.

Sie sind hilfreich in Verbindung mit sportlicher Betätigung:

Beim Abnehmen

Werden die Aminosäuren nach Vorgabe eingenommen, können sie dazu beitragen, Fett in Muskelmasse umzuwandeln. Geeignet sind hierzu Carnitin (synthetisiert aus L-Lysin), L-Arginin, L-Tyrosin sowie L-Phenylalanin, welches das Sättigungsgefühl mit beeinflusst.

Beim Muskelaufbau

Hier sind es vorrangig die BCAA – L-Leucin, L-Isoleucin und L-Valin. L-Tryptophan erweist sich als nützlich, wenn es darum geht, nach körperlicher Anstrengung zur Ruhe zu kommen. Es wirkt beruhigend und Schlaf unterstützend.

L-Tryptophan wird im Körper in die Hormone Serotonin und Melatonin umgewandelt. Diese beiden Botenstoffe regeln den Schlaf-wach-Rhythmus und wirken stimmungsaufhellend. Reichlich enthalten ist Tryptophan in Cashewkernen, Erdnüssen, Sojabohnen, Edamer, Thunfisch, Hühnerfleisch, Linsen, Eiern, Haferflocken und Speisequark.

Welche Aminosäuren bei Haarausfall?

Gemäß einer Studie an der Hautklinik in Karlsruhe bewirkt die schwefelhaltige Aminosäure L-Cystein in Verbindung mit Hirseextrakt und Pantothensäure einen kräftigeren und dichteren Haarwuchs. Durch die verbesserte Stabilität des Keratins verringert sich zudem der Haarausfall.

Bei diffusem und erblich bedingtem Haarausfall kann die schwefelhaltige Aminosäure L-Lysin helfen. Sie ist vorzugsweise in tierischen Eiweißen enthalten. Allerdings kommt sie auch in pflanzlichen Lebensmitteln wie Backhefe, Erbsen, Linsen, Haferflocken und Reis in einem recht hohen Maße vor.

Welche Aminosäuren bei Hashimoto?

Die semi-essenzielle Aminosäure L-Tyrosin dient als Ausgangsstoff für L-Thyroxin, das zur Behandlung von Schilddrüsenerkrankungen wie bei Hashimoto eingesetzt wird. Es wirkt in einem gewissen Rahmen stimmungsaufhellend, mildert Konzentrationsprobleme und hilft gegen Müdigkeitserscheinungen.

Auch die essentielle Aminosäure L-Tryptophan, die eine Vorstufe des Hormons Serotonin darstellt, kann zum Wohlbefinden beitragen, indem sie die Produktion von Serotonin fördert und so den durch die Schilddrüsenentzündung verursachten Hormonmangel abschwächt.

Welche Aminosäuren für den Muskelaufbau?

Leistungs- und Ausdauersportler fordern die letzten Kräfte aus ihrem Körper und sind deshalb auf zusätzliche Kraftspender angewiesen. Die drei verzweigtkettigen Aminosäuren L-Leucin, L-Isoleucin und L-Valin, die kurz BCAA genannt werden, verhelfen zu mehr Kraft und Muskelaufbau.

Welche Aminosäure hilft gegen Falten?

Die Aminosäuren L-Glycin und L-Leucin reduzieren feine Fältchen und L-Prolin wirkt hautstraffend. Hilfreich gegen Faltenbildung sind außerdem die feuchtigkeitsspendende Aminosäure L-Lysin, die hautberuhigende und antioxidativ wirkende Aminosäure L-Histidin und die vor Schadstoffen schützende Aminosäure L-Methionin.

Häufig gestellte Fragen zu Aminosäuren (FAQs)

Wie viele Aminosäuren hat ein Protein?

Ein Protein besteht aus mindestens einer Kette von 100 Aminosäuren. Allerdings wird auch von einer Kette mit über 30.000 peptidisch verknüpften Aminosäuren berichtet, die sich in Muskelzellen befindet.

Was ist eine limitierende Aminosäure?

Für eine optimale biologische Wertigkeit ist es wichtig, dass alle in einem Nahrungseiweiß enthaltenen essenziellen Aminosäuren in einem ausgewogenen Verhältnis zueinander enthalten sind.

Ist allerdings eine essenzielle Aminosäure in zu geringer Menge vorhanden, beschränkt sie die Neusynthese (Neuaufbau) von körpereigenem Protein, weshalb sie als limitierende Aminosäure bezeichnet wird. Bei den Hülsenfrüchten ist L-Methionin eine limitierende Aminosäure und beim Vollkorn-Getreide ist es L-Lysin.

Was ist eine Alpha-Aminosäure?

Die α-Aminosäure wird meist als L-α-Aminosäure bezeichnet, da sie eine proteinogene oder biogene Aminosäure und somit einer der Bausteine der Polypeptide und Proteine ist. Bei der α-Aminosäure steht die Aminogruppe am Cα-Atom, direkt neben der Carboxylgruppe.

Die wesentlichen 22 α-Aminosäuren sind in allen Lebewesen in der DNA/RNA als genetischer Code hinterlegt und somit als gesamte Erbinformation gespeichert. Unterteilt werden sie nach den getrennten Ladungsschwerpunkten (der Polarität) der Moleküle in:

Neutrale Aminosäuren:

• Alanin, Leucin, Isoleucin, Phenylalanin, Prolin und Valin, deren Seitenkette ein Kohlenwasserstoffrest ist

• Asparagin, Cystein, Glutamin, Methionin, Selenocystein, Serin, Threonin, Tryptophan und Tyrosin, deren Seitenkette polare Gruppen enthält

Saure Aminosäuren:

• Asparaginsäure und Glutaminsäure, deren Seitenkette eine zweite Carboxylgruppe enthält

Basische Aminosäuren:

• Lysin, Histidin, Arginin und Pyrrolysin, deren Seitenkette ein zweites basisches Zentrum enthält