Im Vergleich zu Vitaminen und Spurenelementen liest man wenig über Aminosäuren, wobei sie ebenso wichtig für den Körper sind, leider besteht oft ein Mangel.
Verglichen mit den Vitaminen und Spurenelementen werden die mindestens ebenso wichtigen Aminosäuren recht stiefmütterlich behandelt, die jedoch häufig im Körper nicht ausreichend vorhanden sind. Aminosäuren sind die Bausteine für Eiweiß, den Proteinen, die Hauptbestandteile unter anderem der Muskeln, zahlreicher Hormone, der Haut, der Botenstoffe im Gehirn, der Verdauungsenzyme und die für die Abwehr von Infekten wichtigen Immunglobuline sind.
Das aus Aminosäuren aufgebaute Eiweiß wirkt in Form von Hormonen und Zytokinen als Signalstoffe, die für die Kommunikation der Zellen unerlässlich sind. Das Muskel-Eiweiß als größte Eiweiß-Reservoir enthält die größten Mengen an Aminosäuren.
Bei Hypothesen zur Entstehung des Lebens steht die erstmalige Produktion der Proteine im Fokus. Der Anbeginn des Lebens wäre auch ohne Enzyme nicht möglich gewesen, die der Körper vor allem für die Stoffwechselvorgänge als Katalysatoren braucht. Enzyme bestehen wiederum alle aus Aminosäuren.
Essenzielle Aminosäuren, die der Körper nicht selbst produziert
Von den 20 Aminosäuren kann der Körper 8 nicht synthetisieren. Sie werden als essenzielle Aminosäuren bezeichnet und müssen daher mit der Nahrung bzw. mit einer Nahrungsmittelergänzung zugeführt werden. Zu den essenziellen zählen
- Isoleucin,
- Leucin,
- Lysin,
- Methionin,
- Phenylalanin,
- Threonin,
- Tryptophan und
- Valin.
Nichtessenzielle
Die restlichen 12 sind nichtessenzielle, die in der Leber aus den essenziellen synthetisiert werden. Allerdings werden die beiden nichtessenziellen Aminosäuren Arginin und Histidin häufig auch als essenzielle bezeichnet, weil sie oftmals nicht in ausreichender Menge vom Körper produziert werden können. Somit sind die nichtessenziellen:
- Alanin,
- Glycin,
- Serin,
- Tyrosin,
- Prolin,
- Cystein,
- Asparagin,
- Asparaginsäure,
- Glutaminsäure und
- Glutamin.
Neben diesen 20 Aminosäuren existieren noch eine Reihe spezieller, die für die Proteinsynthese nicht benötigt werden, aber an anderen Stoffwechsel-Prozessen beteiligt sind. Dazu gehören Ornithin und Citrullin, die im Harnstoffzyklus als Zwischenprodukte entstehen.
Vorkommen in der Nahrung
In Fleisch, Fisch, Obst, Gemüse, Getreide- und Milchprodukten sind Aminosäuren in den darin vorkommenden Proteinen enthalten. Sie entstehen im Verdauungstrakt durch die enzymatische Spaltung von Nahrungseiweiß. In der Leber werden aus essenziellen Aminosäuren unter anderem körpereigene Proteine und nichtessenzielle synthetisiert.
Diese werden anschließend im Blut weitertransportiert und u.a. für die Bildung von Kreatin und Kreatinin sowie für die Biosynthese von Purinen und Pyrimidinen (Bestandteil von Energieträgern wie z.B. ATP und Bausteine für DNA und RNA) verwendet.
Die chemischen Strukturen
Aminosäuren existieren als Stereoisomere, wobei der Organismus nur die jeweiligen L-Formen verwenden kann. Sie unterscheiden sich in ihrer Struktur durch Substitution eines der zwei Wasserstoffatome am Kohlenstoffatom mit einer anderen funktionellen Gruppe.
Sie können durch diese funktionellen Gruppen charakterisiert werden, die häufig bei neutralem pH-Wert als unpolare, ungeladene aber polare, saure (negativ geladene), basische (positiv geladene) Gruppen klassifiziert werden.
Man teilt sie jedoch auch anhand ihrer chemischen Struktur. Beispielsweise gehören Phenylalanin, Tyrosin, Tryptophan und Histidin zu den aromatischen Aminosäuren. Obwohl Tyrosin polar und Histidin basisch ist. Eine andere Gruppeneinteilung umfasst die aliphatischen oder neutralen Aminosäuren Glycin, Alanin, Isoleucin, Leucin, Valin, Serin, Threonin und Prolin. Wobei Prolin eine zyklische Aminosäure ist.
Literatur:
Doig AJ. Frozen, but no accident – why the 20 standard amino acids were selected. FEBS J. 2017 May;284(9):1296-1305. doi: 10.1111/febs.13982. Epub 2017 Jan 13.
