Was ist Glutamin?

Die Aminosäure Glutamin ist eine proteinogene (proteinbildende) Aminosäure. Sie zählt zu den neutralen Aminosäuren (reagiert aufgrund ihrer Struktur weder sauer noch basisch).

Glutamin ist eine semi-essenzielle Aminosäure, d. h. der Körper kann diese einerseits selbst bilden, ist jedoch, besonders unter bestimmten Bedingungen wie z. B. erhöhtem Stress, auch auf Zufuhr angewiesen. Glutamin und Glutaminsäure (Vorstufe von Glutamin) dienen als Ausgangsubstanz für die Bildung verschiedener Aminosäuren (z.B. Arginin, Glycin, Alanin).

Glutamin ist mit ca. 8 % im Nahrungsprotein enthalten und ist mit einem Mengenanteil von 20 % die am meisten vorkommende Aminosäure im Blutplasma und im Muskelgewebe. Die Proteine aus der Nahrung werden vor der Aufnahme über den Darm in Proteinketten sowie in freie Aminosäuren gespalten. Diese Spaltung durch spezifische Enzyme beginnt im Magen und wird im Dünndarm fortgeführt.

Bereits 1877 wurde Glutamin vom deutschen Chemiker Ernst Schulze beschrieben, der die Glutaminsäure in Runkelrüben untersuchte. Er stellte fest, dass die Glutaminsäure in Runkelrüben in einer anderen chemischen Verbindung vorliegt und nannte diese „Glutamin“.

Glutamin ist farb- und geruchlos, wasserlöslich und hitzeempfindlich. Daher sollte es nicht in heiße Speisen oder Getränke gerührt werden, ist nicht geeignet zum Braten, Backen und nicht im Sonnenlicht gelagert werden.

Die wichtigsten Funktionen von Glutamin im Körper

Regulation des Säure-Basen-Haushalts

Für einen konstanten Blut-pH-Wert ist primär das sog. Bikarbonat-Puffersystem verantwortlich, gefolgt von den Puffereigenschaften des Hämoglobins (roter Blutfarbstoff) und der Blutplasmaproteine. Die besondere Reaktionsfähigkeit dieser befähigt sie zu einer außerordentlich schnellen Regulierung des Blut-pH-Wertes in den Normalbereich (pH 7,35 – 7,45).

Wenn im menschlichen Körper der Säure-Basen-Haushalt gestört ist, führt dies zu einem Absinken des pH-Wertes im Blut. Desweiteren sinkt die Herzleistung, wodurch es zu einem niedrigen Blutdruck und Herzrhythmusstörungen kommen kann. Auch Appetitlosigkeit, Muskelabbau, und eine Störung des Knochenaufbaus können Folgen eines gestörten Säure-Basen-Haushaltes sein. Typisch für das Absinken des pH-Wertes und die dadurch entstehende stoffwechselbedingte Übersäuerung ist eine verstärkte, sehr tiefe Atmung. Dadurch versucht der Körper vermehrt saures Kohlendioxid auszuatmen. Im Fall einer Übersäuerung nimmt der Verbrauch von Glutamin durch die Nieren stark zu. Der durch die Übersäuerung entstehende Stickstoff wird in Form von Ammoniak mit Hilfe von Glutamin in der Niere abgespalten, das basische Ammoniakmolekül bindet die Säure und wird über den Harnstoffzyklus aus dem Körper ausgeschieden. Ein weiterer Vorteil: Das für die körpereigene Neutralisation der Säuren notwendige Bicarbonat wird dadurch eingespart.

Immunsystem

Immunzellen wie z. B. Lymphozyten oder Makrophagen, die in erster Linie für die Erkennung von Fremdstoffen wie beispielsweise Bakterien und Viren zuständig sind, haben einen besonderen Bedarf an Glutamin, selbst dann, wenn das Immunsystem nicht besonders gefordert ist. Zum Zeitpunkt einer Immunantwort, d.h. wenn Immunzellen sich stark vermehren und Antikörper gebildet werden müssen, nimmt der Verbrauch an Glutamin nochmals zu. In Stresssituation (wie z. B. bei längeren Krankheiten oder Infekten) kann ein Mangel entstehen, mit der Folge, dass zunächst die Muskulatur abgebaut wird, da sich dort die größte Menge an Glutamin befindet, und das Immunsystem geschwächt wird.

Glutamin ist besonders wichtig für die Immunfunktion der Schleimschicht des Körpers sowie der Luftwege und des Magen-Darm-Kanals. In der Schleimschicht dieses Gewebes wird mit Hilfe von Glutamin der Antikörper s-IgA (sekretorische Immunglobulin A) produziert. Diese Art von Antikörper ist spezifisch für die Immunabwehr in den Schleimhautschichten des Körpers.

Ein Mangel an Glutamin kann somit zu einer verminderten Abwehr gegen krankheitserregende Mikroorganismen, Viren oder Gifte in Darm und Luftwegen führen. Forscher haben niedrige s-IgA-Spiegel im Spei­chel in Zusammenhang gebracht mit der erhöhten Häufigkeit von Candida (Hefepilz, der häufig in Schleimhäuten von Mund und Rachen oder im Verdauungstrakt vorkommt) und anderen Infektionen.

Sport

Glutamin ist die am häu­figsten vorkommende und am meisten benötigte Aminosäure im Muskelgewebe, welches gleichzeitig der größte Glutaminproduzent im Körper ist. Ganze 61% der Aminosäuren in den Muskeln bestehen aus Glutamin! Ist nicht ausreichend Glutamin vorhanden, so stagniert die Proteinsynthese und somit auch der Muskelaufbau. Verrichtet man anstrengende körperliche Arbeit, kann der Spiegel von Glutamin gerade in dem Moment, wenn der Körper den größten Bedarf hat, stark abfallen.

Nach starken sportlichen Belastungen benötigt der Körper einen Zeitraum von einigen Stunden, um den Glutamin-Spiegel wieder aufzubessern. Ist Glutamin nach dem Training nur reduziert verfügbar, kann dies bereits ein Anzeichen von Überanstrengung sein.

Steht, wie z. B. bei Wettkämpfen, nicht genug Zeit für die Regeneration des Körpers bereit, so kann sich die Wirkung vervielfachen: Übertrainierte Sportler können über Monate einen niedrigen Glutaminspiegel im Plasma aufweisen. Ein Mangel an Glutamin schränkt die Funktion des Darmepithels (Innenseite der Darmzellschicht) ein, erhöht das Risiko für Infektionen und verlangsamt die Wundheilung. Davon betroffen sind vor allem Ausdauersportler wie zum Beispiel Marathonläufer. Neben der Zugabe im sportlichen Bereich kann Glutamin den altersbedingten Muskelabbau verlangsamen. Dies betrifft auch die Haut. Dort ist Glutamin an der Produktion von Kollagen beteiligt, dem Protein, das der Haut ihre jugendliche Festigkeit verleiht.

Medizinische Relevanz

Fast alle Zellen des Körpers, insbesonders die Muskelzellen, können Glutamin selbst produzieren. Da die Eigenproduktion in bestimmten Situationen jedoch mangelhaft sein kann, ist Glutamin eine semi­-essenzielle Aminosäure: Unter bestimmten Umständen besonderer Beanspruchung wie z. B. während des Fastens, bei intensiven sportlichen Betätigungen oder langfristiger Belastung des Stoffwechsels oder durch äußere Faktoren wie z. B. bei Verletzungen und/oder einer chronischen Infektion (metabolischer Stress) ist der Bedarf an Glutamin besonders hoch und es kann leicht ein Mangel entstehen. So kann beispielsweise die auf der Intensivstation mit Glutamin angereicherte Nahrung von großen Nut­zen sein. Studien zeigen, dass mit der Supplementierung durch Glutamin bei vielen Kran­keitsprozessen lebensrettend interveniert werden kann. Der Bedarf an Glutamin kann sich in diesen Zeiten auf das bis zu Vierfache des normalen Verbrauchs erhöhen. Darauf reagiert die Muskulatur, indem sie das gespeicherte Glutamin für die Verwendung an anderer Stelle freisetzt. Wenn die Belastung nicht zu lange anhält, stellen sich die Glutaminspiegel in der Muskulatur schnell wieder her.

Wundheilung

Für eine gute Wundheilung ist Glutamin sehr wichtig, so benötigen Patienten mit schweren Verletzungen wie Brandwunden oder in geschwächter Verfassung nach einer Operation besonders viel Glutamin, da dann eine erhöhte Zellteilung sowie Eiweißsynthese stattfindet. Zellen des Bindesgewebes (Fi­broblasten) sowie die weißen Blutkörperchen (Makrophagen und Lymphozyten), die für die Vernichtung von eingedrungenen Viren, Bakterien, Giften und anderen Krankheitserregern zuständig sind, haben dann einen hohen Bedarf an Glutamin.

Durchlässigkeit des Darms („Leaky gut“)

Liegt ein Glutaminmangel im Körper, insbesondere im Darm vor, kann sich die Darmschleimhaut zurückbilden. Möglicherweise kann sich dann die Darmdurchlässigkeit für unerwünschte Stoffe erhöhen, denn auf der einen Seite ist die Darmschleimhaut für die Aufnahme von Nährstoffen und Wasser aus dem Darm in den Körper zuständig, auf der anderen Seite ist sie aber auch ein Schutzschild und verhindert, dass unerwünschte Stoffe, Bakterien und Abfallstoffe in den Körper gelangen. 

Auf diesem Weg reguliert Glutamin die sogenannten „Tight-Junction-Proteine“. “Tight Junctions” (englisch: “dichte Verbindungen”) sind wie eine Art „Zaun“ in den Zwischenräumen der Darmzellen. Sie sorgen für eine Verbindung zwischen den Zellen und bilden eine Barriere. Wenn die einzelnen „Zaunlatten“ eng zusammenstehen, dann lassen sie keine unerwünschten Stoffe durch. Die Tight Junctions sorgen also dafür, dass keine Darmbakterien oder andere Stoffe in Deinen Körper gelangen.

Bei Darmkrankheiten wie z. B. „Leaky Gut” (dt. durchlässiger Darm) ist die Darmwand durchlässiger für unerwünschte Stoffe geworden (s. folgende Abbildung).

Bei einem durchlässigen Darm wird die Darmschleimhaut z. B. durch Krankheit, schlechte Ernährung, oxidativen Stress oder durch Antibiotika, Schmerzmittel, Konservierungsstoffe und andere künstliche Nahrungszusätze, Gluten oder Nahrungsmittelunverträglichkeiten beeinträchtigt, was zu Entzündungen im Körper führt. Die Darmzellen können nicht mehr richtig unterscheiden, was absorbiert werden soll und was von der aufgenommenen Nahrung abgelehnt werden soll. Dies führt dazu, dass viele Gifte und Krankheitserreger in unseren Körper gelangen, was zu Krankheit und u. a. fortgeschrittenen Zeichen des Alterns führt.

Glutamin ernährt die Zellen des Darms und stärkt die Zellmembranen. 30% des gesamten Bedarfs an Glutamin im Körper werden im Darm verstoffwechselt und stellen damit einen Hauptnährstoff für die Darmepithelzellen dar. Dies verbessert die Fähigkeit des Verdauungssystems und stellt sicher, dass nur die gesunden und essenziellen Substanzen in den Blutkreislauf gelangen.

Chronisch entzündliche Darmkrankheiten

Gerade für die Darmpassagen scheint die Einnahme von zusätzlichem Glu­tamin eine wichtige präventive Funktion zu haben. Sie kann der Entwicklung von Darmkrebs und Krankheitsbildern von chronisch entzündlichen Krankheiten wie Morbus Crohn oder Colitis Ulcerosa vorbeugen. So zeigt z. B. eine im Jahr 2011 durchgeführte Studie, dass die tägliche Gabe von 0,5 g Glutamin pro Kilo Körpergewicht für einen 70 kg schweren Mann (35 Gramm Glutamin) zu einer spür- und messbaren Verbesserung der Beschwerden von Resorptionsstörungen des Darms (Aufnahme von Nahrungsbestandteilen aus dem Darm) bei Morbus Crohn beiträgt. Eine Studie aus dem Jahr 2016 mit Versuchstieren mit Colitis bescheinigte, dass eine Supplementierung mit Glutamin die Bildung von Narbenge­webe verhindert. Narbengewebe ist eine unumkehrbare Folge von Darmentzündungen und kann zu Verengungen und Funktionsverlust des Darms führen.

In weiteren Tierstudien konnte Glutamin nicht nur die Darmflora positiv beeinflussen, sondern auch Verstopfungen lösen. Im Jahr 2017 wurde Tieren mit Verstopfung Glutamin gegeben und eine Zunahme der guten Darmbakterien aus der Gruppe der Bacteroidetes und der Actinobakterien beobachtet.

Lebensmittel mit hohem Glutamin-Anteil

Glutaminsäure-Gehalt, angegeben in mg pro 100 g Lebensmittel

Supplementierung

Prinzipiell gilt die Zugabe von Glutamin als ausgesprochen sicher. Gesunde Erwachsene vertragen Dosierungen von 20–30 Gramm ohne Nebenwirkungen. In Untersuchungen traten auch bei Athleten, die über einen Zeitraum von 14 Tagen täglich 28 Gramm Glutamin einnahmen, keine negative Wirkung auf. Zur gezielten Stärkung des Immunsystems oder auch zur Förderung der Muskelregeneration kann die tägliche Glutaminzufuhr über Nahrungsergänzungsmittel gesteigert werden.

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