Mir persönlich war Glycin nie bekannt.

So vom "Hören-Sagen-Lesen" schon, aber die Effekte kannte ich nicht. Seit einigen Monaten befasse ich mich intensiver mit dieser Aminosäure. Natürlich haben alle Aminosäuren bestimmte Effekte. Arginin kennen wir mittlerweile.

Glycin aber wird immer interessanter ...

Hören wir doch einmal kurz, was die Wissenschaft über Glycin sagt:

Glycine protects against shock caused by hemorrhage, endotoxin and sepsis, prevents ischemia/reperfusion and cold storage/reperfusion injury to a variety of tissues and organs including liver, kidney, heart, intestine and skeletal muscle, and diminishes liver and renal injury caused by hepatic and renal toxicants and drugs. Glycine also protects against peptidoglycan polysaccharide-induced arthritis and inhibits gastric secretion and protects the gastric mucosa against chemically and stress-induced ulcers. Glycine appears to exert several protective effects, including antiinflammatory, immunomodulatory and direct cytoprotective actions. Glycine acts on inflammatory cells such as macrophages to suppress activation of transcription factors and the formation of free radicals and inflammatory cytokines. In the plasma membrane, glycine appears to activate a chloride channel that stabilizes or hyperpolarizes the plasma membrane potential. As a consequence, agonist-induced opening of L-type voltage-dependent calcium channels and the resulting increases in intracellular calcium ions are suppressed, which may account for the immunomodulatory and antiinflammatory effects of glycine. Lastly, glycine blocks the opening of relatively non-specific pores in the plasma membrane that occurs as the penultimate event leading to necrotic cell death.

• Glycin schützt vor Blutungen und Blutvergiftung, schützt auch vor den Reperfusionsschäden (nach Infarkten!).
• Glycin verhindert/reduziert Schäden an Leber und an Nieren, verursacht durch beispielsweise Medikamente.
• Glycin schützt vor Arthritis, hemmt die Magensäure-Produktion und schützt die Magenschleimhaut vor induzierten Schäden.
• Glycin hat wohl antientzündliche, immunstabilisierende und zellschützende Wirkung.
• Glycin moduliert Immunprozesse via Makrophagen - dort werden entzündliche Cytokine und die Produktion freier Radikale gehemmt.
• Glycin hemmt den Calcium-Einstrom in die Zelle, was seine Wirkungen erklären könnte.

(Zhong et al., 2003)

Gerade der letzte Punkt spielt bei der Fettspeicherung bzw. Fettfreisetzung eine Rolle und erklärt, warum eine Ernährung die sehr viel Glycin enthält, dafür sorgt, dass die Fettmasse deutlich reduziert wird, genau wie Plasma Triglyceride und Cholesterin, bei gleichzeitig gesteigertem HDL (Madsen et al., 2014; Hafidi et al., 2004).

Glycin als Multitalent

Glycin könnte also Leben retten nach Herzinfarkten, könnte (vielleicht?) die Entstehung von Leberzirrhose verhindern, könnte vor Arthrose schützen, in dem es erst gar keine Entzündungen in den Gelenken entstehen lässt, könnte dich befreien von Magengeschwüren und dich vor Arteriosklerose und somit vor Infarkten schützen.

Glycin hemmt das Tumorwachstum

Und jetzt, ganz aktuell, eine neue Arbeit von Ham et al., die zeigt: Glycin erhält die Muskelmasse und halbiert die Tumorgröße.

Das ist wichtig, denn Tumorpatienten verlieren während der Erkrankung Muskelmasse. Noch wichtiger ist die Tatsache, dass Glycin das Tumorwachstum hemmt, was aber schon vorher bekannt war (Yamashina et al., 2007). Dies erreicht Glycin wahrscheinlich via Hemmung der Angiogenese, das heißt der Neubildung von Blutgefäßen, die für das Tumorwachstum essentiell sind.

Glycin induziert als einzige (!) Aminosäure, eine Ausschüttung des Wachstumshormons (hGH)

Glycin vermag dosisabhängig die Wachstumshormon-Ausschüttung zu induzieren (Kasai et al., 1980). Eines der wichtigsten Hormone, wenn es darum geht, anständige Leistungen im Alltag zu erbringen (Regeneration!) und anständig zu altern (Fettmasse, Muskelmasse!).

Daher kann Gelatine (mit hohem Glycin-Anteil) als nahezu einziges Protein, nennenswert die hGH-Produktion ankurbeln (van Vught, 2010).

Glycin kann das Altern umkehren (?!)

Erst neulich erschien eine sensationelle Arbeit. ScienceDaily titelte: "Wissenschaftler kehren das Altern in menschlichen Zellen um ..."

Was haben die Wissenschaftler herausgefunden?

Der Unterschied zwischen einer jungen und einer alten menschlichen Zelle ist nicht, dass wir kaputte DNA-Abschnitte (= Mutationen) finden. Der Unterschied ist eine epigenetische Komponente: Die alten Zellen haben gewisse Gene abgeschaltet, die dafür sorgen, dass die Mitochondrien adäquat funktionieren.

Betroffen waren Gene, die die Glycin-Produktion in den Zellen regulieren.

Gaben die Wissenschaftler Glycin ins Zellmedium, zeigten die alten Zellen keinen Unterschied mehr zu jungen Zellen.

Alterung umgekehrt. Durch eine (!) Aminosäure.

(Vgl., Hashizume, 2015) 

Glycin hilft dabei, schlank zu bleiben

Glycin erhöht die Freisetzung eines Darmhormons namens GLP-1 (Gameiro, 2005; McCarty, 2014). Dieses GLP-1 potenziert die Wirkung des Insulins im Muskel, weswegen wir bei gleicher Kohlenhydratmenge sehr viel weniger Insulin brauchen. Tatsächlich fällt der Glukoseanstieg nach einer Mahlzeit viel geringer (halb so groß!) aus, wenn vorher Glycin gegessen wurde (Gannon, 2002).

GLP-1 reguliert darüber hinaus die Fettsäure-Freisetzung im Fettgewebe und hemmt die Entstehung einer Fettleber (Villanueva-Penacarrillo, 2002; Lee, 2012).

Glycin kann nicht nur via GLP-1 helfen, ein gesundes Gewicht zu erreichen oder zu halten: Es moduliert den NO-Haushalt (El Hafidi, 2006. Siehe zum Thema NO unseren Guide), steigert die Fettsäure-Oxidation und die mitochondriale Energieproduktion in der Leber (El Hafidi, 2004). Deshalb wirkt es einer metabolischen Entgleisung entgegen.

Tatsächlich titelte eine Arbeit: "Ist Glycin das Gegengift für Fruktose?" (McCarty, 2014).

Sind wir eine Glycin-Mangel-Gesellschaft?

Der Biologe und Endokrinologe Joel Brind, der Glycin erforscht, meint: Wir leiden alle an einem Glycin-Mangel - mit bisweilen dramatischen Folgen.

Gut, dass Substanz XY im Guten, wie im Schlechten für unsere Gesundheit (oder Krankheit!) verantwortlich ist, haben wir nun tausendfach zu hören bekommen.

Daher: Es ist niemals Glycin alleine.

Andere Wissenschaftler haben sich die Mühe gemacht und genau kalkuliert, wie viel Glycin wir am Tag tatsächlich brauchen (Meléndez-­Hevia, 2009):

10 Gramm.

Der Durchschnittsdeutsche bräuchte 10 g zusätzlich, damit er langfristig und ausreichend die Glycin-Stoffwechselwege speist.

Für High-Protein-gefütterte dürften niedrigere Werte anfallen.

5 Gramm?

PS: Glycin schmeckt süß. Gedanke: Ein Teelöffel davon in den Kaffee, als Zuckerersatz.

Joel Brind verkauft Glycin mittlerweile als Zuckerersatz ...

Weil er selbst begeistert ist! Er selbst hat erlebt. Und teilt nun seine Begeisterung. 

Literatur

El Hafidi, Mohammed, Israel Pérez, and Guadalupe Baños. "Is glycine effective against elevated blood pressure?." Current Opinion in Clinical Nutrition & Metabolic Care 9.1 (2006): 26-31.

El Hafidi, Mohammed et al. "Glycine intake decreases plasma free fatty acids, adipose cell size, and blood pressure in sucrose­fed rats." American Journal of Physiology­Regulatory, Integrative and Comparative Physiology 287.6 (2004): R1387­R1393.

Gameiro, A et al. "The neurotransmitters glycine and GABA stimulate glucagon‐like peptide‐1 release from the GLUTag cell line." The Journal of physiology 569.3 (2005): 761-772.

Gannon, Mary C, Jennifer A Nuttall, and Frank Q Nuttall. "The metabolic response to ingested glycine." The American journal of clinical nutrition 76.6 (2002): 1302-1307.

Ham, Daniel J et al. "Glycine administration attenuates skeletal muscle wasting in a mouse model of cancer cachexia." Clinical Nutrition 33.3 (2014): 448-458.

Hashizume, Osamu et al. "Epigenetic regulation of the nuclear-coded GCAT and SHMT2 genes confers human age-associated mitochondrial respiration defects." Scientific reports 5 (2015).

Kasai, Kikuo et al. "Glycine stimulates growth hormone release in man." Acta endocrinologica 93.3 (1980): 283­286.

Lee, Jinmi et al. "GLP-1 receptor agonist and non-alcoholic fatty liver disease." Diabetes & metabolism journal 36.4 (2012): 262-267.

McCarty, Mark F, and James J DiNicolantonio. "The cardiometabolic benefits of glycine: Is glycine an ‘antidote’to dietary fructose?." Open Heart 1.1 (2014): e000103.

Meléndez-­Hevia, Enrique et al. "A weak link in metabolism: the metabolic capacity for glycine biosynthesis does not satisfy the need for collagen synthesis." Journal of biosciences 34.6 (2009): 853­872.

van Vught, AJAH et al. "The effects of dietary protein on the somatotropic axis: a comparison of soy, gelatin, α­lactalbumin and milk." European journal of clinical nutrition 64.5 (2010): 441­446.

Villanueva-Penacarrillo, ML et al. "Effect of GLP-1 on lipid metabolism in human adipocytes." Hormone and metabolic research 33.2 (2001): 73-77.

Yamashina, Shunhei et al. "Glycine as a potent anti‐angiogenic nutrient for tumor growth." Journal of gastroenterology and hepatology 22.s1 (2007): S62-S64.

Zhong, Zhi et al. "L-Glycine: a novel antiinflammatory, immunomodulatory, and cytoprotective agent." Current Opinion in Clinical Nutrition & Metabolic Care 6.2 (2003): 229-240.

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L-Citrullin ist eines meiner Lieblingsprodukte. Jeder, der sein Leben(sgefühl) einfach, schnell und sicher verbessern möchte (also jeder), der sollte sich L-Citrullin kaufen.

(Anmerkung: Bitte lies dir vorher unsere Arginin/Citrullin/NO-Anleitung durch, um herauszufinden, ob du Citrullin nehmen solltest und wie du den gewünschten Stoff, Stickstoffmonoxid (NO), auch ohne Citrullin-Gabe erhöhen kannst.)

Was kann L-Citrullin?

Ich möchte hier noch einmal kurz zusammenfassen, warum ich (fast) jedem L-Citrullin empfehle:

• L-Citrullin steigert die Arginin-Werte im Blut stärker als Arginin selbst
• LC macht das Immunsystem scharf (z.B.: Killerzellen können nur mit Hilfe von NO funktionieren)
• LC verstärkt die Langzeitpotenzierung im Gehirn (Du lernst leichter)
• LC fungiert direkt als Neurotransmitter
• LC macht die Blutgefäße "weit", daraus resultiert bessere Nährstoffversorgung aller Organe
• durch den oben genannten Effekt  (Vasodilation) wird eine endotheliale Dysfunktion verhindert (=> kein Herzinfarkt; Schlaganfall),
• LC sorgt dafür, dass Fettzellen "besser" arbeiten: Sie speichern nicht mehr so gerne, aber geben gerne her
• LC sorgt dafür, dass der Muskel seine Substrat-Oxidation erhöht, bei gleichzeitiger Erhöhung der mitochondrialen Dichte
• der Muskel wird außerdem deutlich effizienter: Er verschwendet nicht so viel Energie, kann also bei weniger Sauerstoff mehr ATP bilden
• LC, wenn gegeben als Citrullin-Malat, fungiert als "Malat-Donor" - Malat ist ein wichtiger Bestandteil des Citrat-Zyklus: der humane Muskel produziert 30% mehr ATP bei Gabe von Citrullin-Malat
• LC senkt oxidativen und nitrosativen Stress im Blut
• LC macht Androgene "potent", indem es dafür sorgt, dass Testosteron überhaupt erst in der Zelle wirken kann
• LC steigert die Proteinsynthese und lässt uns auch dann "anabol" bleiben, wenn akut nicht genügend Aminosäuren da sind
• LC steigert den Output von Insulin, HGH und Glukagon
• LC kann somit Fettleber vorbeugen
• L-Citrullin (und Arginin) hemmen das Enzym angiotensin converting enzyme und senken u. a. somit den Blutdruck, schützen das Herz vor Angiotensin II - damit kennt sich jeder Herzpatient bestens aus
• LC verbessert den Blutfluss (via Modulation der Viskosität)

Kurz: Es ist "the best anti-aging remedy", ein Mittel das Abhilfe schafft, wenn es um Altersbeschwerden geht.

Wir können uns nicht nur fragen, was passiert, wenn mehr Arginin/Citrullin/NO im Blut ist, sondern wir können uns auch fragen, was passiert, wenn nicht genug davon da ist:

[caption id="attachment_2325" align="aligncenter" width="308"] Gad (2010)[/caption]

Wie wir der Tabelle oben entnehmen können: Alles das, was du nicht haben willst in deinem Leben, kann dich deutlich schneller einholen, wenn du nicht genug Arginin/L-Citrullin/NO im Blut hast. 

Ich will mich nicht zu weit aus dem Fenster lehnen, aber ich behaupte: Wenn jeder deutsche Bürger jeden Tag 5 g L-Citrullin nimmt, würden wir eine dramatische Reduktion sehen bezogen auf:

• Herzinfarkte
• Schlaganfälle
• erektile Dysfunktion
• Depression
• Stoffwechselerkrankungen
• Krebs

Jedenfalls dramatischer, als mit irgendeinem Medikament. Was würde das bedeuten: Ein Großteil unserer Problem gelöst -- mit einer Aminosäure.

Ich darf anmerken: Citrullin plus Glycin und plus Cystein?

Zusammenfassung zu L-Citrullin?

Mohamed Gad präsentiert ähnliches:

[caption id="attachment_2326" align="aligncenter" width="589"] Gad (2010)[/caption]

Blutdrucksenkung; high energy am Morgen (hast du das auch?), clear mind (kein Nebel im Gehirn), resistance to depression (keine Depression), improvement in hair and nail growth (besseres Haar- und Nagelwachstum -- verbesserte Protein-Synthese).

Was will man im Leben eigentlich mehr? Das frage ich mich auch gerade, als ich diesen Artikel schreibe.

Studie (fulltext) zum Nachlesen: Gad, M. (2010). Anti-aging effects of l-arginine. Journal of Advanced Research, 1(3), pp.169-177

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Die Eingangsfrage lautet: "Was haben Insulin-Sensitivität und jungfräuliches Aussehen gemeinsam?"

Ich möchte gar nicht lange reden, die Antwort lautet: Glycin.

Wichtigkeit erkennen!

Leider habe ich manchmal das Gefühl, dass Einige noch nicht realisieren, was wir hier konstant vom Stapel lassen.

Mittlerweile schreiben Leute wie Tim für uns - sehr, sehr begabte Nachwuchswissenschaftler, die die nächste Generation darstellen, die quasi mit PubMed und konstantem Zugang zu Studien aufgewachsen sind.

Ein Vordenkerartikel war - als Beispiel - der GLP-1-Artikel.

GLP-1 und Stickstoffmonoxid = nie wieder Insulin-resistent

Zugegeben: Er war nicht leicht zu verstehen. Aber die Message hinter den wissenschaftlichen Arbeiten war sensationell:

Insulinresistente und Diabetiker setzen nach Kohlenhydratkonsum zu wenig GLP-1 frei (im Vergleich zu Insulinsensitiven).

Das war die erste Aussage. Die zweite Kernaussage war:

Die Gabe von GLP-1-Agonisten normalisieren Blutzucker bei Diabetikern.

Insulin-Sensitivität ist die Grundlage deiner Gesundheit. Nicht mehr und nicht weniger.

Durch das Klientenbetreuen wurde mir eine Sache zunehmend klarer: Ein Großteil der Menschen, auch der Sportler, haben massive Probleme mit der Glukose-Toleranz, also der Fähigkeit, Glukose (= Traubenzucker) optimal aufzunehmen und zu verwerten.

Das hat vielfältige Ursachen, keine Frage.

Neben der Vermeidung von Übergewicht und Entzündungen, gibt es zwei weitere Optionen, die du auf molekularer Ebene selbst in die Hand nehmen solltest:

1. Gute GLP-1-Antwort nach Mahlzeiten 
2. Optimales NO-Signalling 

GLP-1 selbst machen

Punkt 1 kann man leicht "machen". Dazu addiert man einfach, zu jeder Mahlzeit, einige Gramm Glycin. Schmeckt süßlich. Kann man also sogar einfach als "gesüßtes Wasser" trinken.

Was passiert? Das kannst du im GLP-1-Artikel nachlesen: Halbierung des Blutzuckers.

Die gute Nachricht: Glycin hilft nur nach, wenn der Blutzucker hoch ist (also nach Mahlzeiten), bringt dich also nicht in einen Unterzuckerzustand und - noch viel besser - provoziert als Aminosäure auch keinen Insulinanstieg.

Stickstoffmonoxid selbst machen

Punkt 2 ... habe ich im Buch erklärt, zumindest versucht zu erklären:

• Tiere, die kein NO produzieren können (eNOS-Knockout), haben zu wenig und kaputte Mitochondrien, können somit kein Fett verbrennen, können keinen Zucker verwerten (= Insulin-resistent)
• Induziert man Tieren metabolisches Syndrom (via Mästung zum Beispiel), dann wird vermehrt das Enzym Arginase gebildet, das baut Arginin ab und schwups ... wird kein NO mehr gebildet. Hemmt man diesen Prozess, dann entwickeln die Tiere kein metabolisches Syndrom.

Das steht im Buch.

Man kann das noch ergänzen: Sowohl der Langlebigkeitsschalter AMPK (der in Nüchternphasen anspringen soll), als auch der Anabolschalter mTOR (der nach einer Kohlenhydrat-reichen Mahlzeit anspringen soll), springen nur an, wenn das NO-Signalling funktioniert. 

In der Tat scheint die Insulin-induzierte Freisetzung von NO maßgeblich daran beteiligt zu sein, dass Glukose (nach Konsum) in die Zellen gelangt.

Man schätzt, dass diese NO-mediierte Glukose-Aufnahme, für 40-60 % der Glukose-Aufnahme nach Mahlzeiten verantwortlich ist.

Heißt: Insulin-sensitiv bist du höchstwahrscheinlich, wenn das ...

GLP-1- und Stickstoffmonoxid-Signalling

... optimal funktioniert.

Nun, auch Stickstoffmonoxid kann man sich "machen".

Drei Sachen sind entscheidend:

1. T3, das aktive Schilddrüsenhormon, ist für die Regulation von eNOS zuständig. Dieses eNOS ist das Enzym, das Arginin und Sauerstoff in Stickstoffmonoxid umwandelt. (Unterfunktion = eNOS-Knockout)
2. Gute Arginin- bzw. Citrullin-Werte im Blut.
3. Optimale Folsäure-Werte.

Gerade Punkt 3 habe ich jahrelang unterschätzt. Bis ich gelernt habe, dass Folsäure noch viel wichtiger ist als Arginin und Citrullin. Das habe ich massiv gespürt.

Einige von euch weisen vielleicht einen genetischen Polymorphismus auf, der verhindert, dass Folsäure in die aktive Form, Methylfolat, umgewandelt wird.

Daher sollte man, wenn man Folsäure supplementiert, einige Zeit auf Methylfolat umsteigen.

Außerdem: Du kannst einen Folsäure-Mangel herbeiführen durch einen B12-Mangel. Denn dadurch kann Folsäure nicht recycelt werden und befindet sich quasi in einer Stoffwechselsackgasse.

In beiden Fällen dient der Homocysteinwert als guter Marker. 

Woran erkenne ich denn jetzt, ob das NO-Signalling nach dem Konsum von Kohlenhydraten ordentlich funktioniert?

Der Körper, die Beine, die Arme ... sollten warm werden! Dieser Prozess heißt Vasodilation, die Blutgefäße werden weit. Ein NO-mediierter Prozess, hervorgerufen durch die Insulin-NO-Interaktion.

Glycin, Kollagen und jungfräuliches Aussehen

Okay, okay. Aber was hat das jungfräuliche Aussehen jetzt damit zu tun?

Wir schreiben gerade an einem neuen Ebook. Dort werde ich ausführlich(er) über dieses Thema schreiben.

Die Autoren einer sehr interessanten Arbeit kalkulieren den Glycin-Bedarf bzw. die Glycin-Versorgung. Dort werden diverse biochemische Reaktionen diskutiert etc.

Die Autoren kommen zum Schluss:

The natural conclusion from our analysis is that the quality of life can be improved by taking glycine as a nutritional supplement according to the calculated deficiency (about 10 g daily), to guarantee adequate synthesis and renovation of collagen.

Die Autoren also kommen zum Schluss, dass 10 g Glycin pro Tag fehlen und man diese Menge doch bitte per Supplement ergänzen möge.

Glycin ist der Hauptbestandteil des Kollagens. Kollagen ist das wichtigste Protein im menschlichen Körper.

Es macht jegliche Stützgewebe (Knochen, Sehnen, Bänder, Arterien etc. etc.) maximal reißfest.

Und, wie mein Zellbiologie-Professor zu sagen pflegte, es verhindert die Entstehung von Falten.

Glycin ist keine unnötige Aminosäure, die wir alle genug haben. Glycin scheint die erste Aminosäure überhaupt zu sein, von der Wissenschaftler behaupten, dass du sie wohl ergänzen musst, um langfristig gesund zu sein. 500g davon kosten noch nicht einmal 15 Euro. Erhältlich zum Beispiel hier.

Der Beitrag Insulin-Sensitivität und jungfräuliche Haut erschien zuerst auf edubily - Gesundheit und Leistungsfähigkeit.

Gastbeitrag von Tim

Im letzten Artikel habe ich anhand des Schlafes erklärt, welche bedeutende Rolle der Flüssigkeitshaushalt im Gehirn spielt. Ein molekularer Dreh-und Angelpunkt hierfür ist wohl ein wasserschleusendes Protein namens Aquaporin-IV. Die Aktivität dieses Proteins beeinflusst das Volumen der Zelle, induziert Druckveränderungen und letztendlich beeinflusst das die regionale Flüssigkeitsdynamik. Im Schlaf wird somit auf pulsierender Art und Weise der “Müll” über Lymphgefäße abtransportiert.

Neben dem Schlaf scheint auch die Zusammensetzung der Atemluft Einfluss auf den zerebralen Flüssigkeitshaushalt zu haben. Eine höhere CO₂-Kontenration inhibiert offenbar die Aquaporine und sorgt sekundär für eine gesteigerte Gehirndurchblutung.

Vom Leistungssport, wie der Tour de France, kennt man das Höhentraining; Weniger Sauerstoff, mehr Kohlenstoffdioxid und positive Anpassungen an diese atmosphärischen Begebenheiten. Am Beispiel des Höhentrainings soll in Folge klar werden, was im Körper in solch einem Fall passiert.

Was beim Höhentraining im Körper geschieht

Ab circa 2000 Höhenmetern ist der Sauerstoffpartialdruck stark reduziert. Atmet man diese Luft ein, reichert sich sekundär mehr CO₂ im Körper an.

Diesen Umstand nutzen viele (Profi-)Sportler in ihrer Vorbereitung.

Der Athletenkörper zeigt in dieser Umgebung positive Adaptionen und wird in der Regel leistungsfähiger. Alles in allem zielen diese Anpassungen darauf ab, die Sauerstoffversorgung der Gewebe effizienter zu gestalten (=Oxygenierung).

Allem voran kommt es zu einer vermehrten Bildung neuer Blutgefäße, roter Blutzellen und Myoglobin (Levine, 2005). Zusätzlich wird der Gefäßdruck günstiger reguliert um den Blutfluss zu optimieren.

Information
Bei Letzterem spielt übrigens wieder das allseits bekannte Enzym eNOS und die Produktion von Stickstoffmonoxid eine Rolle (Henry, 2003).

Fehlen die für das eNOS System nötigen Komponenten wie Folat, Vitamin B12, Arginin/Citrullin oder Schilddrüsenhormone kann man bezüglich des Blutflusses wohl auch durch Höhenluft nicht viel erwarten.

Interessanterweise scheint es in der Höhe zu einer leichten Verschiebung der Muskelfaserzusammensetzung kommen zu können (Friedmann et al., 2003; Vogt et al., 2001; Vogt & Hoppeler, 2010). Desweiteren finden Anpassung des Zellstoffwechsels statt und die enzymatische Ausstattung verändert sich (Firth et al., 1994). Die Glucose-Aufnahme wird hochgefahren, sowie dessen anaerobe Verstoffwechselung (Glykolyse). Des Weiteren kommt es zu einer Vermehrung der Mitochondrien und einer Optimierung der Zellrespiration. Obwohl es vermutlich in fast allen Zelltypen gewisse Veränderungen geben wird, sticht das besonders im Muskel ins Auge.

Information
Ein zentrales Molekül für viele dieser Effekte ist der hypoxia-inducible factor, kurz HIF1α. Bei unzureichendem Sauerstoffpartialdruck wird dieser konstitutiv-produzierte Transkripitionsfaktor stabilisiert und kann somit direkt auf die Expression von circa 90 Genen wirken (Weidemann & Johnson, 2008).

Unter anderem regulieren HIF’s die Produktion von Erythropoitin (kurz: EPO), einem Erythropoesefaktors aus der Niere und durch den Radsport bekanntes Dopingmittel.
Als Neurobiologe kann ich anmerken, dass HIF’s zusätzlich im Gehirn wirken. Dort regulieren sie direkt den Hunger und Energieverbrauch über das Melanocortin-System (Zhang et al., 2011).

Abb.1: Wirkungen von HIF1α nachdem es unter Sauerstoffmangel stabilisiert wird und in den Zellkern transloziert.

Im voraus gegangenen Artikel bin ich am Beispiel der Höhenkrankheit bereits auf die Wirkung von Höhenluft auf das Gehirn eingegangen – in diesem Fall negative Auswirkung durch zu plötzliche Veränderungen. Das Eisen-leere, sogenannte Apo-Lactoferrin, scheint übrigens oral verabreicht ein HIF1α Mimetikum zu sein (Zhakarova et al., 2012).

Akklimatisiert man sich, so kann man meiner Meinung nach durchaus ein sehr “klares” Denken in moderater Höhe erfahren. Das ist zumindest meine eigene Erfahrung.

Anmerkung
Natürlich kommen bei solchen Fragestellungen noch weitaus mehr Aspekte neben der atmosphärischen Zusammensetzung in Frage. Meist verändert sich der Lebensstil, die Lebensmittelauswahl, man wird womöglich mit anderen Mikroorganismen konfrontiert et cetera.

Generell ist man als Hobby-Sportler meist nicht in der Lage ein Trainingscamp in den Pyrenäen zu finanzieren.  Der dauerhafte Umzug in alpine Regionen kommt ebenfalls nicht unbedingt für jeden in Frage ;-)

Gibt es Alternativen?

Inzwischen wurden die vielen Vorteile von Training unter hypoxischen Bedingungen erkannt. In teuren Studios oder Elite-Einrichtungen wird mittlerweile experimentiert, um auch auf Meeresniveau diese Umstände zu simulieren.

Zum Beispiel gibt es Hypoxie-Kammern oder gewisse Masken, welche eine Sauerstoffschuld unter Normobarie generieren. Höhentraining und diese Simulationen haben wohl alle ihre eigenen Vorzüge und Schwächen (Wilber et al., 2007).

Was gibt mir Hypoxie-Training?

Es ist bekannt, dass Training unter hypoxischen Bedingungen ausgeprägtere Veränderung in der Körperzusammensetzung zugunsten der Magermasse hervorrufen kann (Boyer & Blume, 1984; Greie et al., 2006; Netzer et al., 2008; Chia et al., 2013).

Zudem gibt es weitere nette Veränderungen wie

• erhöhten Energieverbrauch und reduzierten Appetit (Wasse et al., 2012)
• mehr Leptin (Bassi et al., 2015) und Schilddrüsenhormone (Sawhney et al., 1991),
• verbesserte Blutzuckerkontrolle und Insulinsensitivität (Haufe et al., 2008),
• gesenkte Blutfette (Minvaleev et al. 2011)
• gesenkter Blutdruck (Bailey et al., 2001; Siqués et al., 2012; Wee & Climstein, 2013) und
• gesteigerte VO2 und somit sportliche Leistungsfähigkeit (Bonetti & Hopkins, 2009; Czuba et al., 2013)

Blood-Flow restricted Training

Durch Abschnüren der Blutzufuhr mit Bändern wird hier versucht eine lokale Sauerstoffschuld hervorzurufen. Selbstverständlich birgt so ein Vorgehen auch gewisse Gefahren und es limitiert die akute Trainingsleistung.

Allerdings wurden langfristig positive Veränderungen beobachtet und lassen ein solches Vorgehen nicht nur für ältere Menschen oder verletzte Athleten interessant werden, welche zu reduziertem Widerstand gezwungen sind. Auch für ambitionierte (Elite-)Athleten kann es als eine Form der Periodisierung dienen (Scott et al., 2015). 

Buteyko-Atmung – Man nehme eine Papiertüte

In der ehemaligen Sowjetunion war es üblich, Herz-Kreislauf-Probleme und Asthma durch das kontrollierte Atmen in Papiertüten zu behandeln.

Der Blutdruck soll durch die CO₂ Sättigung des Körpers sehr zügig korrigiert werden können; darüber hinaus soll Asthma dadurch beherrschbar werden (Bruton & Lewith, 2005; Prem et al., 2012). Auch bezüglich Epilepsie, Schlaganfällen oder Angstzuständen kann so ein Vorgehen vermutlich gute Dienste leisten. All diese Zustände sind durch Übererregung (Exzitotoxiziät) charakterisiert, welche durch Atemübungen abgemildert werden könnten.

Es muss jeder für sich selbst entscheiden, wie affig er es findet zwei-dreimal pro Tag in eine Papiertüte zu atmen. Man sollte sich aber immer bewusst sein, wie grundlegend die Atemregulation ist und wie weitreichend die Anpassungen sind.

Höhenluft und die Stoffwechselgesundheit

Übergewicht und Adipositas treten unter Höhenluft deutlich seltener auf. Gleichzeitig sind in der Höhe lebende Adipöse gesünder und erkranken seltener an den typischen Begleiterkrankungen wie Diabetes mellitus, Arteriosklerose und so weiter (Voss et al., 2013; Voss et al., 2014).

Selbst gesunde, junge Männer aus Zürich profitierten metabolisch gesehen von zwei Tagen Höhenurlaub in Davos (Stöwhas et al., 2013).

In diese Richtung wird inzwischen durchaus Forschung betrieben um eventuelle präventive oder therapeutische Strategien davon ableiten zu können (Kayser & Verges, 2013; Almendros et al., 2014)

Information
Die meisten Lesern haben wohl schon einmal  etwas vom “Langzeitblutzucker” (HbA1c-Wert) gelesen. Dieser lässt abschätzen, wie stark Proteine in letzter Zeit “verzuckert” wurden.
Ein solches Anheften von Dicarbonylverbindungen an Proteine führt zu advanced glycated endproducts, stört die Proteinfunktion und stellt ein ein Indikator für langfristig zu hohen Blutzucker dar.

Diese aggressven Verbindung wie (Methyl-)Glyoxal sind allerdings nicht ausschließlich auf Glucose oder Fructose zurückzuführen sondern können auch aus (ungesättigten) Fettsäuren entstehen (Requena et al., 1996). Sie werden nicht-enzymatisch an Lysinreste der Proteine angeheftet.

Erst mal tief durchatmen – leistungsfähiger durch kontrollierte Atmung

CO₂ kann ebenfalls mit Lysin eine reversible Carbamat-Gruppe bilden (Terrier & Douglas, 2010). Es liese sich nun spekulieren, ob unter Höhenluft dieser Mechanismus als eine Art “Schutzkappe” für Proteine dienen könnte.

Eine ruhige, kontrollierte Atmung im Alltag ist grundsätzlich anzustreben. Gleichzeitig stellt es ein Mittel dar um sich gezielt zu beruhigen.

Die Atmung bestimmt unmittelbar die Aktivität von Sympathikus (Leistungsbereitschaft) und Parasympathikus (Regeneration) - den beiden Ästen des vegetativen Nervensystems (Yasuma, 2004). Der Vorschlag „ Mal tief durchzuatmen“ um stressige Situationen zu bewältigen kommt nicht von ungefähr.

Eine große Flexibilität zwischen beiden Systemen ist wichtig und unterscheidet Elite-Athleten und Elite–Soldaten von 0815 Personen (Taylor et al., 2007).

Eine rapide und sehr starke Sympathikus-Aktivierung erlaubt maximale Leistung, während ansonsten der Parasympathikus überwiegen sollte um die Regeneration zu ermöglichen (Haugen et al., 2000; Chen et al., 2011).

Bei Dauerstress, einer Dysbiose der Darmflora (Endotoxine) und ganz allgemein Enzündungen wird nachgewiesenermaßen hyperventiliert und somit der Sympathikus unterschwellig daueraktiviert (Teng et al., 1998; Sajadieh et al., 2004).

Betroffene Personen können dann bei sportlichen Events weniger ausgeprägt den Sympathikus zu 100% aktivieren (a.k.a. beast-mode). Folglich sind sie nicht in der Lage eine Topleistung abrufen. Das unterscheidet Mitläufer von Siegern.

An einer ruhigen Atmung und einem gesunder Darm kann jeder selbst arbeiten.

Information
Schwimmen und Tauchen ist wohl ebenfalls eine gute Methode seine Atmung zu optimieren.

Man kann den Status des vegetativen Nervensystems über die sogenannte Respiratorische Sinusarrythmie messen; auf englischen Fitnessboards ist dieses Phänomen besser als “heart-rate variability-training” bekannt. Es ist im Prinzip ein Indikator wie sehr deine Regeneration fortgeschritten ist (Hottenrott et al., 2006).

Trainingsplanung anhand der Variabilität in der Herzfrequenz

Ist die Variabilität der Herzfrequenz niedrig, heißt das, du bist gestresst beziehungsweise es liegt noch eine Entzündung vor (=hoher Sympathikotonus). Trainiere eher morgen oder übermorgen. Also erst dann, wenn die Variabilität wieder ansteigt, der Parasympathikus wieder übernimmt und dein Nervensystem regeneriert ist (Pichot et al., 2000).

Es gibt hierfür inzwischen sogar Smartphone-Apps. Mit etwas Körpergefühl sollte das meiner Meinung nach allerdings nicht unbedingt nötig sein.

Information
Übrigens zeigen auch Adipöse gewisse Veränderungen im autonomen Nervensystems. Die Muskulatur wird im basalen Zustand verstärkt vom Sympathikus aktiviert (Entzündungen?), allerdings wird nach einer Mahlzeit die sympathische Aktivität nicht so ausgeprägt gesteigert wie im gesunden Menschen. Letzterer kommt somit in der Regel in den Genuss der thermische Wirkung des Essens. Stoffwechselaktive Gewebe nehmen normalerweise die Energieträger auf und steigern die Respiration (=Wärme).
Ich selbst heize spürbar auf nach entsprechenden Lebensmitteln; diese beinhalten insbesondere mittelkettige Fettsäuren aus MCT-oder Kokosöl (Link), Mono-/Disaccharide aus zum Beispiel Honig oder Obst, sowie natürlich das generell sehr thermogene Protein (Milchprodukte); Auch ein ausgewogenes Mineralienverhältnis ist in meinen Augen wichtig (Calcium, Magnesium in diesem Kontext zu nennen).

Hast du bereits Erfahrungen mit den hier vorgestellten Methoden gemacht und achtest du im Alltag auf deine Atmung?

References

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Der Beitrag Mit der richtigen Atmung zu mehr Leistung und Gesundheit erschien zuerst auf edubily - Gesundheit und Leistungsfähigkeit.

Letztes Jahr wurde eine Arbeit veröffentlicht, die sich mit Stickoxid (kurz: NO) befasst.

Weil so schön formuliert, hier mal eine Übersetzung des Abstracts:

Früher glaubte man, (anorganisches) Nitrat sei ein Zwischenprodukt des Stickoxid-Stoffwechsels, das der Körper zügig ausscheidet. Studien, die Dosen nutzten, die physiologische Dosen bei Weitem überragten, zeigten eine potenziell schädliche und karzinogene Wirkung des Anions. Zeitgleich ist Nitrat ein wesentlicher Bestandteil unserer Ernährung, wobei der Großteil davon aus Blatt-Gemüse stammt, von dem gezeigt wurde, dass es vor Fettleibigkeit, Diabetes und anderen Stoffwechselstörungen schützt. Die Entdeckung des Nitrat-NO-Signalwegs, wo Nitrat zu NO (Stickoxid) reduziert werden kann, sorgte dafür, dass man die Rolle des kleinen Moleküls (NO) neu evaluieren musste. Krankheiten wie Fettleibigkeit, Diabetes und das metabolische Syndrom werden mit niedrigen NO-Werten assoziiert. Neue Ergebnisse legen nahe, dass der Nitrat-Nitrit-NO-Weg genutzt werden kann, um NO-Konzentrationen zu erhöhen, was zum einen gegen Fettleibigkeit und Diabetes wirkt, zum anderen aber auch die Gefäßfunktion verbessert. In diesem Review werden wir Schlüsselstudien besprechen, die zur erneuten Evaluierung der physiologischen Rolle des anorganischen Nitrats führte, von der Rolle als toxisches und karzinogenes Stoffwechselprodukt, hin zu einem potenziell wichtigen und günstig wirkenden Stoff für die Behandlung von Stoffwechselstörungen.

Genau aus diesem Grund gibt es unseren NO-Guide, der meines Erachtens um einiges besser die aktuelle Datenlage zusammenfasst und Einblicke gibt, in die spektakuläre Welt dieses kleinen Gases.

Nahezu täglich werden neue Studien dazu veröffentlicht und alle weisen in die gleiche Richtung: Wir müssen uns um unseren NO-Stoffwechsel kümmern. Daher nannte ich dieses Molekül auch Stoffwechselmasterregulator, ein "Schalter" der im Zentrum einer jeden Gesundheit steht und der richtig justiert sein muss (= weder zu viel, noch zu wenig). 

Da ich nahezu 200 Quellen, die entsprechenden Inhalte, Kernkonzepte und Hintergründe nicht jedes Mal aufs Neue hier via Artikel niederschreiben will, empfehle ich dringend den NO-Guide - es wird sich sicher lohnen, insbesondere im Hinblick auf die Forschungsergebnisse der nächsten Monate und Jahre. Damit möchte ich sagen: Lieber jetzt beginnen, heute. Ich meine es wirklich nur gut.

Hier geht's zum Guide.

Für die Bio-Füchse, hier die Referenz:

Molecular Nutrition & Food Research, Special Issue: Obesity: Dysfunction, regulation and control. Volume 60, Issue 1, pages 67–78, January 2016 

Der Beitrag So verändert Stickoxid deine Gesundheit – ein Update erschien zuerst auf edubily - Gesundheit und Leistungsfähigkeit.

Gastartikel unseres Lesers und Forenmitglieds Markus

Dass Citrusfrüchte Polyphenole enthalten, weiß man ja. Etwa Rutin oder Naringin, ganz besonders reichhaltig in der Grapefrucht. Ein weiteres sehr interessantes Flavonon ist Hesperidin, das ganz besonders reichhaltig in der Schale von Citrusfrüchten vorkommt und das ich hier vorstellen möchte. Nicht zu verachten ist vor allem sein Einfluss auf die

Gefäßgesundheit

• Es regelt die Expression von einem altem Bekannten, nämlich von eNOS, nach oben [note]http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18197618[/note]
• Dass der Bluthochdruck so NO-meditiert gesenkt werden kann ist daher kein Wunder [note]http://www.hindawi.com/journals/mi/2014/393217/[/note]
• Es regelt die Expression von endothelial-leukocyte adhesion molecule 1 (E-selectin) nach unten - ein Protein, das vermittelt durch Entzündungsmarker, die Adhäsion von Endothelialzellen reguliert. Sprich, es macht sie so klebrig, dass dort Monozyten/Macrophagen "klebenbleiben". Und so nimmt die Arteriosklerose normalerweise ihren Lauf ... [note]http://www.hindawi.com/journals/mi/2014/393217/[/note]
• Und wenn es doch soweit kommen sollte, nämlich zur ischämischen Reperfusion, sprich: einer Minderdurchblutung der Herzkranzgefäße, im Volksmund: Herzinfarkt, dann vermindert es die anschließende Gefahr von Herz-Arrhythmien, wahrscheinlich weil die Betroffenen während des Infarktes höhere Nitritspiegel aufweisen und somit ihr NO länger oben halten können [note]http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19579067[/note]

Haut

Hesperidin weist aber auch eine strukturell hohe Ähnlichkeit mit Hydroquinon auf, das bei Hyperpigmentierungen, vor allem bei solchen durch Entzündungsreaktion entstanden, gerne genommen wird. Es inhibiert die Produktion von Tyrosinase, dem für die Bildung des Hautfarbe gebendem Melanin, raten-limitierenden Enzym.

Daher verwundert auch sein Einsatz nicht als Photoschutz und zum Aufhellen der Haut - gerade in Ostasien, wo diese Studien gemacht wurden, ist dies ja ein sehr großes Geschäftsfeld [note]http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-LCPF200803007.htm[/note] [note]http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17373553[/note]
Aus Hesperidin wird auch durch einen kurzen Verarbeitungsschritt Diosmin gewonnen, ein weiteres natürlich vorkommendes Flavonoid, das gerade in Kombination mit Hesperidin gerne bei Venenleiden und Veneninsuffizienz - wozu auch Krampfadern an den Beinen oder am Hintern (hier als vergrößerte Hämorrhoiden erkennbar) zählen - eingesetzt wird. [note]http://phl.sagepub.com/content/14/4/151.abstract[/note] [note]http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11510597[/note] Dies wird durch einen verbessertern Lymphfluss [note]http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2632644[/note]und die Senkung von lokalen Entzündungsmarkern (Prostaglandinen), die ansonsten die Durchlässigkeit von Venen und Lymphen erhöhen, erzielt. Insbesondere Rutin, aber auch Aescin (aus der Rosskastanie) wirkt hierbei als weiterer erwähnenswerter Synergist. [note]http://apexjournal.org/rjaem/archive/2014/Feb/fulltext/Altinterim.pdf[/note] [note]http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0102695X15001003[/note]

Recht neu sind diese beiden folgenden Arbeiten über Hesperidin: [note]http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25630717[/note] [note]http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26004892[/note] Hier wurden in einem Rattenmodell den Tieren Aluminium verabreicht und so Alzheimer induziert. Und dann bekam der glücklichere Teil der Tiere auch Hesperidin ins Futter gemischt:

"The histopathological studies in the hippocampus and cortex of rat brain also supported that Hes (100 mg/kg) markedly reduced the toxicity of AlCl3 and preserved the normal histoarchitecture pattern of the hippocampus and cortex. From these results, it is concluded that hesperidin can reverse memory loss caused by aluminum intoxication through attenuating AChE activity and amyloidogenic pathway"

Also, es verhindert und kehrt um den Gedächtnisverlust, der durch die Ablagerung von Aluminium im Hirn entsteht, die auch bei Morbus Alzheimer (bedingt durch oxid. Stress) einen Einfluss haben könnte: Dies geschieht durch die Inhibition von Acetylcholin-Esterase. Acetylcholin-Esterase baut den Neurotransmitter Acetylcholin ab. (U. a. wegen diesem solltest du auf Eier und Sojalecithin beim Essen achten, also auf Cholinquellen!) Du weißt nicht, wo du deine Schlüssel gestern Abend abgelegt hast, dir fehlen immer wieder Worte oder Namen, du kannst dich in der Großstadt, in der du immerhin dreimal im Jahr vorbeischaust, immer schlechter orientieren? Du weißt schon jetzt nicht mehr, was du vor zwei Absätzen gerade noch hier gelesen hattest? Acetylcholin-Mangel. Klingt doch auf alle Fälle schon mal netter als Alzheimer :oD

Und: Hesperidin baut ein weiteres Protein ab, das zu Amyloid wird, das die Alzheimer-typischen Plaques zwischen den Neuronen bildet. Die Gewebestruktur im Hippocampus (dort, wo die Überführung von Gedächtnisinhalten aus dem Kurzzeit- in das Langzeitgedächtnis stattfindet) und im neofrontalen Cortex (dort, wo dein "Ich" lebt) wird nicht durch das Aluminium bzw. Amyloid zerstört. Und was nicht da ist, kann auch nichts kaputtmachen. Die Welt kann manchmal so schön sein!

Einnahmeempfehlung

Die in dieser letzten Arbeit verwendete Dosis (und die Größenordnung, die auch bei den meisten anderen Arbeiten verwendet wurde) entspricht beim Menschen etwa einem Gramm Hesperidin. Orangensaft hat typischerweise 280 mg/l [note]http://www.mdpi.org/molecules/papers/12081641.pdf[/note], man müsste also fast vier Liter davon trinken. Oder man nimmst sich Kapseln. Aber die sicher einfachste und kostengünstigste Variante ist diese: Man kauft sich eine große Bio-Orange und wirft sich diese in den Mixer für Smoothie dazu, und zwar ungeschält, komplett. Denn die Schale weist typischerweise einen Trocken-Gehalt von rund 2 % bis 4 % Hesperidin auf. Das enthaltene Hesperidin kommt durch die Bluthirnschranke durch und ihr bekommt gleichzeitig eine gute Portion B1 und natürliches Folat gratis obendrauf.

Referenzen

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Freie Radikale ... Entzündungen ... Sie sind das eigentliche Übel. Um das herauszufinden, muss man sich nur einmal eine Zeit lang mit diversen Krankheiten auseinandersetzen. Die bekannteste "Krankheit" heißt Herzinfarkt. Davor - also, damit das überhaupt entstehen kann - funktionieren die Arterien nicht mehr so, wie sie sollen. Die Arteriengesundheit wird wiederum gewährleistet durch die innere Zellschicht der Arterien, genannt Endothelzellen. Die sind u. a. deshalb so wichtig, weil sie das für die Arterien wichtigste Gas namens Stickoxid (kurz: NO) bauen.

Nun ... durch falsche Ernährung (und so weiter) kann man dieses System wunderbar entgleisen lassen. Dazu muss man nur genügend Radikale bilden, so, dass unser NO-generierendes Enzym namens eNOS "entkoppelt", was dann, als positives Feedback, noch mehr Radikale bildet.

Das Radikale ist eines der größten Probleme, ein - wenn man so will - größter Feind der Arteriengesundheit. Denn die erzeugen Elektronenlücken. Und das wiederum schadet der NO-Synthese. Wie das genau funktioniert, kann man bei uns im NO-Guide nachlesen.

Endotheliale Dysfunktion ist nur ein Beispiel, ein Synonym für viele Krankheiten, wenn man so will.

Dem Körper muss man in solchen Situationen Substanzen zur Verfügung stellen, die regenerierend wirken. Der Oxidation (= Rauben von Elektronen) durch Reduktion entgegen wirken.

"Schwefelige" Antioxidantien im Körper

Starke und sehr bekannte Elektronenspender im menschlichen Organismus sind unter anderem:

• GSH (Glutathion, reduziert)
• Cystein (meist in Form von Glutathion)
• Metallothioneine (MT)
• Liponsäure (Dihydroliponsäure)

Diese Substanzen wirken nicht nur stark antioxidativ, sondern können z. B. auch Schwermetalle binden.

Doch wie lassen sich die schon fast mystisch wirkenden Kräfte dieser Substanzen erklären?

Schauen wir uns dazu einige Bilder an:

[caption id="attachment_6632" align="aligncenter" width="300"] Metallothionein[/caption]

[caption id="attachment_6633" align="aligncenter" width="300"] Cystein[/caption]

[caption id="attachment_6634" align="aligncenter" width="300"] Glutathion (GSH)[/caption]

[caption id="attachment_6635" align="aligncenter" width="300"] (Dihydro)Liponsäure[/caption]

Wir sehen hier die chemische Struktur der Substanzen.

Bei Cystein, Glutathion und Liponsäure lässt sich sehr schön erkennen, was bei Metallothionein bereits "in Wirkung" ist ...

Die Rede ist von der Thiol-Gruppe. Diese Gruppe erkennen wir anhand der Buchstaben "SH". S steht für Schwefel und H für Wasserstoff, daher nannte oder nennt man diese Gruppe auch Sulfhydryl-Gruppe.

Das Besondere an dieser Gruppe ist, dass sie spielend leicht Elektronen herschenken kann, also als Elektronenspender fungiert.

Metallothioneine (MT), Glutathion (via Cystein) und Liponsäure sind deshalb ausgezeichnete Antioxidantien.

Weiterführende Infos (für Profis)

Zu Metallothionein 

Wie bereits angedeutet, sieht man oben bei der Strukturformel, dass Schwefel-Atome bereits in Bindung stehen zu Cadmium-Ionen. Cadmium dient hier als Beispiel für ein Schwermetall. Es können auch Zink-Ionen, Kupfer-Ionen oder andere Metalle eingelagert werden. Hier werden Elektronen also bereits gespendet (in Form einer Cadmium-Bindung), deshalb sagte ich, dass die Thiol-Gruppe des MT hier bereits "in Wirkung" ist.

Zu Cystein und Glutathion 

Glutathion ist ein Tripeptid, wobei hier eine besondere Bindung vorliegt, auf die wir nicht genauer eingehen wollen. Für uns ist es ein Tripeptid, bestehend aus Glutaminsäure, Cystein und Glycin. Das, was hier antioxidativ wirken kann, ist die Aminosäure Cystein, genauer: die vorhin angesprochene SH-(Thiol-)Gruppe. Cystein kann vermutlich, z. B. in Form von N-Acetyl-Cystein (NAC), auch selbst antioxidativ wirken, aber oft wird die Wirkung von Cystein - als Glutathion-Vorstufe - direkt mit Glutathion assoziiert.

Warum nennt man die reduzierte (= mit Elektronen beladene Form) Glutathion-Form auch "GSH"? G steht für Glutathion, SH für die uns bekannte Thiol-Gruppe, die noch nicht "verbraucht" ist. Werden die Elektronen verbraucht, verknüpfen sich zwei Glutathion-Moleküle (oxidiert) zu einem "GSSG" - also Glutathion-Schwefel-Schwefel-Glutathion, was man in folgender Strukturformel noch einmal schön erkennen kann:

Diese Reaktion (2 x GSH zu GSSG) wird von einem bekannten Selen-abhängigen Enzym namens Glutathion-Peroxidase katalysiert.

Zu Liponsäure 

Liponsäure verhält sich ähnlich wie Glutathion, wobei bereits zwei Thiol-Gruppen vorhanden sind. Spenden diese ihre Elektronen, bildet sich intramolekular eine Schwefel-Brücke. Also nicht, wie bei Glutathion, zwischen zwei Liponsäure-Molekülen, sondern innerhalb des Moleküls, was man auf folgender Abbildung sehr schön sehen kann:

Zum Vergleich noch einmal die nicht-oxidierte (= reduzierte) Form:

Praktische Implikationen

Wer genug davon im Körper haben will, der hat ein paar Möglichkeiten:

• Glutathion lässt sich direkt einnehmen (soll funktionieren)
• Vermehrt Cystein als Glutathion-Vorstufe essen (Molke, Ei)
• Vermehrt Cystein als Metallothionein-Vorstufe essen (Molke, Ei)
• Liponsäure schlucken, aber hier lieber die R-Version

Wie du siehst: Cystein spielt eine herausragende Rolle. Ganz einfach deshalb, weil Cystein die Möglichkeit für den Körper darstellt, Schwefel in den Körper zu bekommen und gleichzeitig Proteine damit aufzubauen, die - z. B. in Form von Glutathion oder Metallothioneine - wiederum als körpereigene Antioxidantien fungieren können.

Einschub: Metallothioneine sind auch ein Grund, warum Zink bei Hochdosen so positiv wirkt: Der Körper bindet (zu viel) freies Zink an Metallothioneine. Zink wirkt hierbei als Induktor und heizt die MT-Bildung an - dieses MT wirkt entsprechend dann antioxidativ und bewahrt uns - hoffentlich - vor Radikal-assoziierten Krankheiten, ach ja, und hoffentlich natürlich vor einer Zink-Intoxikation :-)

Weitere Schwefelverbindungen

Schwefel also ... Gibt es auch in Form von Methylsulfonylmethan, Taurin, Methionin und den schwefelhaltigen Pflanzenverbindungen, die aus Glucosinolaten hervorgehen (z. B. Sulforaphan). Die Pflanze ihrerseits baut fast alle schwefelhaltigen Verbindungen aus der Aminosäure Methionin.

(Warum findet sich in MT und in Glutathion Cystein ... und nicht Methionin? Bei Methionin liegt der Schwefel in einer Kette begraben, bei Cystein hängt die Gruppe frei nach außen. Der Körper kann aber glücklicherweise Cystein aus Methionin bauen.)

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Beeindruckend viele Informationen finden sich zu Salz. Diesem kristallinen Stoff, den wir alle so lieben.

Die Frage ist: Warum lieben wir ihn so?

Ist Salz, in heutigen Mengen, ein Gift?

Mittlerweile sehe ich das so wie, na ja, wie ich das Zucker-Thema sehe. Zucker, also Saccharose. Schmeckt uns sehr, aber schadet uns - mittlerweile nachweislich - auch.

"Salz" besteht aus den beiden Komponenten Natrium (Na(+)) und Chlorid (Cl(-)). Man muss ein bisschen aufpassen, dass man "Salz" nicht verwechselt mit "Natrium" - denn: Natrium macht ca. 40 % der Salzmasse aus. Wenn wir also von 10 g "Salz" sprechen, meinen wir gleichzeitig auch 4 g Natrium (40 %).

Ähnliche (Denk-)Fehler gibt es auch bei "Zucker". "Blutzucker" ist nicht das Gleiche wie "Haushaltszucker" - der Blutzucker ist "Glukose" (Treibstoff unserer Zellen) und das, woraus dein Kuchen besteht, ist Saccharose, bestehend aus Fruktose und Glukose, was natürlich mitnichten das Gleiche ist.

Heute dürfen wir - so scheint es - alle wieder ohne Nachdenken Salz über unser Essen streuen. Seit es - industriell verarbeitet - lieferbar ist, finden wir es überall - einmal abgesehen von der Rolle als Konservierungsmittel, wissen wir, dass Salz einfach gut schmeckt, besser gesagt: Essen mit Salz schmeckt gut. Essen ohne Salz eher nicht so.

Dass Salz somit natürlich auch in Verbindung mit unserer Fresssucht gebracht wird, sollte alleine deshalb klar sein.

Die Evolution könnte meinen: Ja!

Klar dürfte bei kurzer Betrachtung der Thematik auch sein, dass wir Menschen, auch schon als Primat, kaum Zugang zu diesem Stoff hatten. Zumindest nicht zu solchen Mengen. Tatsächlich essen Äffchen sehr wenig Salz und die Natrium:Kalium-Ratio ist extrem niedrig. Im Gegensatz zu uns. Bei uns ist sie extrem hoch.

Salz hatte eine Zeit lang einen schlechten Ruf, weil es viele Arbeiten gibt, die einen kausalen Zusammenhang zwischen Salzkonsum und Bluthochdruck darlegen. Ich habe keine Lust auf dieses Thema einzugehen, weil dies nur zur Streitereien führt. Auch, wenn das Thema sicher viel spannender ist, als viele (mittlerweile) glauben. Ob hier - neben der Zucker-Mafia - auch eine Salz-Mafia am Werk ist? Mein unternehmerischer Sachverstand hat hier eine Vermutung.

Was sagt die "Paläo-Diät"?

Wie angedeutet, befassen wir uns, wenn wir uns mit der "Paläo-Ernährung" auseinandersetzen, häufig nur mit Protein, Kohlenhydraten, Fetten ... vielleicht auch mal mit dem Gemüse oder Ballaststoffen. Andere Aspekte ignorieren wir häufig. Hier noch einmal das, was postuliert wurde[note]Konner, M.Eaton, S. B. (2010): „Paleolithic Nutrition: Twenty-Five Years Later“. In:Nutrition in Clinical Practice. 25 (6), S. 594-602, DOI: 10.1177/0884533610385702.[/note]:

• 35-40 % Kohlenhydrate
• kein bis wenig Zuckerzusatz
• über 70 g Ballaststoffe
• viel Protein
• mäßig Fett
• wenig gesättigtes Fett
• ausreichend DHA (Omega 3)
• normal-hoch Vitamin D (4000 IE)
• viel Calcium
• viel Kalium
• ...
• Sehr wenig Salz (Siehe Grafik: "Sodium (Na): < 1000 mg" - das heißt, unter 2 g Salz (NaCl) pro Tag)

Cordain und seine Freunde (Konner, Eaton et al.), aber auch eine ganze Reihe anderer Wissenschaftler, beschäftigten sich ausgiebig und eine ganze Weile hinweg mit der Frage nach der Bluthochdruck-Entwicklung in diversen Jäger-und-Sammler-Kulturen. Dort nämlich fand man nahezu immer sehr niedrige Blutdruckwerte (100-120) - nicht wie bei uns, bis zum 25. Lebensjahr, sondern über eine ganze Lebensspanne hinweg. Zeitgleich analysierten diese Forscher auch die Salz-Zufuhr. Egal ob Kitava, Buschmänner, Aborigines, Kenianer oder andere Stämme: Diese Menschen nahmen tagtäglich extrem wenig Salz zu sich.

Natürlich legten diverse Arbeiten nahe, dass Homo sapiens, als Art, über Jahrmillionen hinweg in ebendieser "Wenig-Salz-Umwelt" lebte. Außerdem, so scheint es, verfügen wir über hervorragende Mechanismen, Salz zu sparen (es aber nicht ohne Probleme loszuwerden), während wir kaum gute Mechanismen haben, Kalium zu sparen (gleichzeitig werden wir es gut los).

Aber wie gesagt: Auf die Bluthochdruck-Thematik möchte ich gar nicht so sehr eingehen.

Die Hypothese, dass Homo sapiens an eine salzarme Umgebung angepasst ist, finde ich dennoch spannend.

Salz-adäquate Ernährung heilt die Arterien

Kleine Erinnerung: Die innere Gefäßschicht unserer Arterien besteht aus Endothelzellen. Diese Zellen sind dafür verantwortlich, unsere Gefäße gesund zu halten. Das heißt: Optimal weit und - hoffentlich - ohne Fett-Calcium-Gemisch (Arteriosklerose). Endothelzellen sind sozusagen das Teflon unserer Gefäße. Die Endothelzellen produzieren ein Gas namens Stickstoffmonoxid (kurz: Stickoxid, NO) - dieses NO macht die Gefäße weit und schützt unsere Arterien über viele Mechanismen. Ein Abfall dieses Gases geht nicht nur einher mit metabolischer Entgleisung (siehe dazu NO-Guide), sondern auch mit endothelialer Dysfunktion, was einfach nur meint, dass die Arterien nicht mehr richtig funktionieren.

Die grundsätzliche Reaktionsgleichung sieht wie folgt aus: Arginin (+ Co-Faktoren) reagiert via eNOS (Enzym) zu NO (+ Citrullin).

Der Knackpunkt ist häufig nicht das Substrat (Arginin), sondern die Enzym-Funktion, die sich u. a. durch Sport, pflanzliche Stoffe (Resveratrol etc.), Gewichtsabnahme etc. positiv modulieren lässt. Umgekehrt führt eine Verschlechterung der eNOS-Funktion zu einer niedrigeren NO-Bioverfügbarkeit.

(Weiterführende Literatur: NO-Guide)

Die Artikel-Überschrift habe ich gewählt, weil es eine Studie[note]Jablonski, Kristen L.; Racine, Matthew L.; Geolfos, Candace J. u. a. (2013): „Dietary Sodium Restriction Reverses Vascular Endothelial Dysfunction in Middle-Aged/Older Adults With Moderately Elevated Systolic Blood Pressure“. In: Journal of the American College of Cardiology. 61 (3), S. 335-343, DOI: 10.1016/j.jacc.2012.09.010.[/note] gibt, die zeigt:

Streicht man älteren Menschen das (zusätzliche) Salz vom Speiseplan, verbessert sich der Blutfluss ganz dramatisch. In einfachen Worten: Die Arterien werden wieder weit. Das ging einher mit einer Steigerung der NO- und BH4-Werte.

Jeder, der den NO-Guide gelesen hat, weiß, dass BH4 unser eNOS-Enzym "beschützt", so, dass es das von uns gewünschte NO baut.

Die Autoren meinen: Diese Art der Ernährung kehrt - zumindest weitestgehend - vaskuläre Dysfunktionen um.

Was bedeutet, dass Arterien wieder funktionieren, wie sie sollen. Dies wiederum heißt, dass sie uns vor Herzinfarkt, Schlaganfall und Bluthochdruck beschützen. Die "Natrium-Dosis" betrug hier ca. 1-1,5 g, was 2-3 g Salz (NaCl) entspricht.

In einer anderen Arbeit[note]Li, J.; White, J.; Guo, L. u. a. (2009): „Salt Inactivates Endothelial Nitric Oxide Synthase in Endothelial Cells“. In: Journal of Nutrition. 139 (3), S. 447-451, DOI: 10.3945/jn.108.097451.[/note] finden wir Hinweise darauf, warum das so ist.

Dort konnte gezeigt werden, dass Salz unser eNOS-Enzym ausschaltet. Sogar in Konzentrationen, die wir durch unseren Salz-Konsum erreichen.

(Das bedeutet: Es bringt nichts, 10 g Arginin zu schlucken, wenn man das Ganze mit einer Salzlösung runterspült.)

Übrigens: Dieselben Wissenschaftler haben in dieser Arbeit nachgewiesen, dass eine Salz-Infusion den Blutdruck ansteigen lässt, direkt abhängig von der zugeführten Salzkonzentration. Es liegt natürlich nahe, dass dies durch die eNOS-Inaktivierung verursacht wird.

"Arginin-Effekte" ohne Arginin

Forscher wie Lindeberg wunderten sich immer, warum Menschen wie die Kitava-Bewohner so selten Zivilisationskrankheiten aufwiesen. Ihnen standen einige entscheidende Daten - anscheinend - noch nicht zur Verfügung. Okay, das stimmt wohl nicht ganz. Wir erinnern uns an den deutschen Amerikaner, Dr. Kempner[note]http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Kempner%20W%5Bauth%5D[/note], der "Schwerstkranke" (Arteriosklerose, Angina pectoris, Fettleibigkeit, Diabetes, Herzrhythmusstörungen, Nierenschäden etc.) mit einer salzarmen "Reis-Diät" nahezu komplett heilte - bereits in der Nachkriegszeit. Aber: Lindeberg und Co. wussten also zum Beispiel nicht, dass eine salzadäquate (bei uns: salzarme) Ernährung das von uns ausführlich besprochene Stickoxid (NO) ansteigen lässt, die als die gefäßschützende Substanz überhaupt gilt. Endotheliale Dysfunktion (und daraus folgend: Arteriosklerose -> Herzinfarkt/Schlaganfall) ist Todesursache Nummer 1 in "zivilisierten" Ländern.

Spannend finde ich die Frage nach dem tatsächlichen Salz-Bedarf. Wir männlichen Europäer gönnen uns gut und gerne mal 10 g NaCl (Salz)[note]http://www.bmel.de/DE/Ernaehrung/GesundeErnaehrung/_Texte/DEGS_Salzstudie.html[/note], was ca. 4 g Natrium entspricht. Davon lebenswichtig scheint nur ein Achtel zu sein, also 500 mg. Wobei hier bereits körperliche Aktivitäten etc. mit eingerechnet wären. Das absolute Minimum liegt eher bei 120 mg, also entsprechend ca. 250 mg NaCl [note]http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK234935/[/note].

Wer die Paläo-Ernährung "leben" will, der sollte sich nicht nach dem richtigen Kohlenhydrat-Gehalt, sondern nach prinzipiellen Eckpfeilern fragen. Salz könnte ein solcher Eckpfeiler sein. Genau wie Bewegung, Sonne, DHA/EPA, Stress-Management und naturbelassene Nahrung - die ja wiederum "salzadäquat" ist. Ohne Extra-Salz.

Natürlich darf gefragt werden, ob das gleiche Szenario auch für Sportler gilt. Zum einen könnte man antworten: Müssen sich Jäger und Sammler nicht auch bewegen? Schwitzt man nicht in Afrika oder in Südamerika? Zum anderen könnte man antworten: Wer mehr verbraucht, darf auch mehr zuführen, da er Salz über die Haut ja quasi "entgiftet". Allerdings darf man sich dann fragen, ob der Schweiß nicht auch "salzarm" daher kommen kann (bei entsprechender Ernährung) und wie hoch der zusätzliche Bedarf eines Sportlers tatsächlich ist. Mit anderen Worten: Man braucht vielleicht trotzdem kein Salzstreuer zuhause.

PS: Weil es so amüsant ist, dass es mittlerweile so viele Hobby-Anthropologen gibt, die sich scheinbar bestens mit der "korrekten" Ernährungsform für Homo sapiens auskennen, möchte ich noch einmal auf die obige Grafik verweisen. Dort haben "echte" Wissenschaftler den tatsächlichen, durchschnittlichen Gehalt einer "korrekten" Ernährungsform für H. sapiens niedergeschrieben. Mich wundert es doch immer sehr, dass es Menschen gibt, die glauben, sie seien Individuen des einen Volkes, das unseren Erwartungswert am einen Ende des Spektrums so beeinflusst, genannt Inuit. In anderen Worten: Es gibt weit, weit mehr Jäger und Sammler, die Kohlenhydrate essen, als welche, die keine essen. Aber ... "Durchschnitt" - klingt zu normal.

Disclaimer

Vorsicht! Auch wenn wir in diesem Artikel grundsätzliche (physiologische) Mechanismen besprochen (Salz reguliert eNOS-Funktion) und auch ein recht "ganzheitliches" Bild generiert haben, müssen wir trotzdem immer an individuelle Schwankungen denken.

Heißt: Es gibt sehr sicher Menschen, die stärker respektive schwächer auf eine Salzzufuhr reagieren. Auch sollte klar sein, dass Menschen mit niedrigem Blutdruck vielleicht gerade von einer leicht höheren Salzzufuhr profitieren könnten. Auch scheint die Salzzufuhr Cortisol-Anstiege zu provozieren, was einigen Lesern wiederum helfen könnte.

Grundsätzlich aber sollte gerade der Durchschnittsbürger die oben genannten Tatsachen im Auge behalten, denn in nahezu allen Nahrungsmitteln (des Supermarktes) finden wir heute größere Mengen Salz.

Referenzen

Der Beitrag Warum Jäger und Sammler keine Arginin-Kapsel schlucken erschien zuerst auf edubily - Gesundheit und Leistungsfähigkeit.

Beitrag von Tim

Es steht inzwischen außer Frage, dass eine schlechte Insulinsensitivität (=Insulinresistenz) eine zentrale Rolle im metabolischen Syndrom einnimmt. Dieses Konglomerat an Risikofaktoren hat sich mittlerweile in epidemischem Ausmaß innerhalb der modernen Gesellschaft manifestiert. Gleichermaßen wie es die Lebenserwartung und -qualität der Betroffenen reduziert, droht es zusätzlich die Gesundheitssysteme zu überlasten.

Folglich wird seit einiger Zeit enorm investiert, um die Insulinresistenz besser zu verstehen.

Doch auch als metabolisch gesunder Mensch ist die Insulinsensitivität definitiv ein Thema, mit welchem man sich mit Hinblick auf sportliche Leistung und Langlebigkeit auseinandersetzen sollte. Und es gibt unendlich viele spannende Blickwinkel, von denen aus man dieses Thema betrachten kann.

Der folgende Artikel wird in dieselbe Kerbe schlagen, welche edubily schon seit einiger Zeit mithilft für die Allgemeinheit sichtbar zu machen:

Stickstoffmonoxid für einen gesunden Stoffwechsel (engl. “nitric oxide”; s. NO-Guide).

In Kürze

• Körperliche Aktivität erhöht die Glucoseaufnahme der Muskulatur und verbessert die Insulinsensitivität
• Insbesondere die gesteigerte Durchblutung der Muskulatur scheint hierfür bedeutend
• Insulin aktiviert das Enzym eNOS und erhöht die Produktion von Stickstoffmonoxid à Vasodilation
• Im trainierten Muskel wird eNOS viel stärker durch Insulin aktiviert (“priming”?)
• somit bewirken insulinogene Lebensmittel auch noch 48 Stunden nach dem Training eine Weitstellung der Gefäße im Muskel à lokal gesteigerte Nährstoffaufnahme und systemisch verbesserte Blutzuckerkontrolle
• Supplementierung mit zB L-Citrullin oder L-Arginin für eine gesteigerte eNOS-Funktion sollte bekannt sein
• Aber: Im Blut zirkulieren ebenfalls alternative Vorstufen für Stickstoffmonoxid: Nitrat und Nitrit
• Die Konversion von Nitrat/Nitrit zu Stickstoffmonoxid ist im Gegensatz zum eNOS-Signalweg unabhängig von pH und Sauerstoff à bei intensiveren Belastungen womöglich bedeutendes Reservoir um Blutgefäße zu erweitern
• Einige Evidenzen, dass Nitrat/Nitrit als leistungssteigerndes Supplement oder bei (fatalen) Herz-Kreislaufprobleme gute Dienste leisten kann
• Rote Beete und grünes Gemüse, wie Spinat, sind gute Nitrat-Quellen

Die Muskulatur stellt nach einer kohlenhydratreichen Mahlzeit immer den mit Abstand größten Abnehmer von Glucose dar (ca. 80 %) (de Fronzo et al., 2009).

Im Vergleich dazu nimmt das Fettgewebe selbst bei erhöhten Insulinspiegeln nur marginal Glucose auf (2-4 %).

Körperliche Aktivität steigert die Insulinsensitivität. Das ist kein Geheimnis mehr (siehe Richter et al., 2001).

Während und unmittelbar nach dem Training (2-4 Stunden) ist die Rate der Glucoseaufnahme in die Muskulatur stark erhöht. Interessanterweise geschieht dies Insulin-unabhängig (Ryder et al., 2001).

Gibt man zusätzlich Insulin hat dies einen additiven Effekt. Diese Beobachtung lässt vermuten, dass zwei distinkte Mechanismen wirken. Tatsächlich sprechen verschiedene wissenschaftliche Arbeiten von zwei separaten “Pools” an Glucosetransportern (GluT4), welche nebeneinander in der Muskelfaser vorliegen (Ploug et al., 1998)

Der eine Pool wird durch Insulin aktiviert, der andere durch Muskelkontraktionen.

[caption id="attachment_7081" align="aligncenter" width="592"] Abb. 1: Muskuläre Glucose Aufnahme[/caption]

Im Ruhezustand finden sich die Glucosetransporter (GluT4) in intrazellulären Reservoirs oder “Pools”, die bei Bedarf rekrutiert werden können.  Bedarf wird signalisiert durch (a) Insulin sowie (b) Muskelkontraktionen.

Wie erwähnt klingt die trainingsinduzierte Steigerung des Glucosetransports schon wieder 2-4 Stunden nach dem Sport wieder ab. Allerdings reagiert der trainierte Muskel auch noch später sensitiver auf eine Insulinstimulation, ein Phänomen das bis zu 48 Stunden anhalten kann (Mikkines et al., 1988; Dela et al., 1992; Woijateszewski, et al., 2000).

Warum genau nach einem einzigen Training der Muskel noch Tage später Insulin-sensitiver ist, bleibt weitestgehend unklar.

Ich möchte mich hier auf folgenden Punkt beschränken:

Hämodynamik - Welches Gewebe wird wann, wie stark durchblutet?

Bei Belastung müssen die Nährstoffe natürlich auch verstärkt über das Blut zum arbeitenden Gewebe transportiert werden.

Ich fand es schon immer irgendwo abstrus, dass das Gefäßsystem häufig als passive Struktur angesehen wird ...quasi als ein statisches Kabelnetzwerk.

Dabei ist es ein äußerst dynamisches Gebilde, das sich aus vielen Zelltypen zusammensetzt. Es kann rapide den lokalen Gefäßdruck anpassen oder bei Bedarf neue Gefäße bilden.

Bei all dieser Dynamik und Plastizität - wäre es da nicht angebracht dem Gefäßsystem mehr Beachtung zu schenken, zum Beispiel auch wenn es um die Blutzuckerkontrolle geht?

Einige wenige Studien deuten tatsächlich daraufhin, dass das Endothelium maßgeblich den Glucosetransport mit reguliert. Es bestimmt welches Gewebe wie stark durchblutet wird und letztlich auch die Rate, mit welcher Glucose in das Gewebe übertritt. (Huang et al., 2012; Jais et al., 2016)

Kürzlich durfte ich dem Vortrag eines Wissenschaftlers beiwohnen, welcher wie kein anderer das Feld der Insulinsensitvität prägte. Seine aktuellen Daten deuten ebenfalls daraufhin, dass die erhöhte Insulinsensitivität nach dem Training in erster Linie auf eine verbesserte Durchblutung der Muskulatur zurückzuführen ist.

Eine verbesserte Durchblutung hat in erster Linie etwas mit der Weitstellung von Blutgefäßen zu tun. Dies geschieht unter anderem durch die lokale Produktion des Gases Stickstoffmonoxid (NO). Im, hoffentlich bekannten, NO-Guide von edubily wird sehr detailliert die Funktion des zugrundeliegenden Enzyms beschrieben - der endothelialen Stickstoffmonoxidsynthase (eNOS).

Wichtig zu wissen ist, dass Insulin unter anderem auch auf eNOS wirkt und somit die Stickstoffmonoxid-Produktion im Muskel steigert (Kubota et al., 2011).

Ist dieser Muskel vorher trainiert worden, wird eNOS offenbar viel stärker durch Insulin als im untrainierten Muskel (Roberts et al., 1997; Ross et al., 2007).

Konkret bedeutet das: Falls man nur das rechte Bein trainiert, wird dort 48 Stunden später unter Insulin-Einfluss deutlich mehr NO gebildet als im linken Bein. In der Folge wird das rechte Bein viel stärker durchblutet und nimmt daraufhin auch mehr Glucose auf als das untrainierte Bein.

Es wird wohl vom Gefäßsystem erkannt: “Dieser Muskel ist gerade in der Regeneration und benötigt mehr Nährstoffe à mehr Stickstoffmonoxid produzieren!”

Hemmt man im  Nager oder im Menschen nach einem Training auf pharmakologische Weise das eNOS-System, verschwindet die ansonsten gesteigerte Insulinsensitivität und ist nicht mehr von einem untrainierten Muskel zu unterscheiden.

Daraus lässt sich schlussfolgern, dass bei diesem Phänomen das eNOS-System (beziehungsweise Stickstoffmonoxid ganz allgemein) involviert  zu sein scheint.

Edubily-Leser kennen hoffentlich die hiesigen Empfehlungen für eine Verbesserung der eNOS-Funktion. Abseits von Citrullin-Malat und Co. gibt es  allerdings eine weitere (!) eNOS-unabhängige Quelle für Stickstoffmonoxid, die ich hier ansprechen möchte:

Nitrat/Nitrit – vom Bösewicht zum gefeierten Helden

Lange Zeit wurde Nitrit und Nitrat ausschließlich mit Dingen wie Pökelsalzen oder überschrittenen Grenzwerte in der Stickstoffdüngung in Verbindung gebracht.

Aktuell scheint der vorherrschende Dogmatismus allerdings zu schwinden und eine etwas differenziertere Meinung wird immer populärer.

Nitrat ist immerhin eine natürliche Verbindung und findet sich in bestimmtem Gemüse, welches sich eigentlich eher in gemeinhin als “gesund” angesehene Ernährungsformen finden lässt (Webb et al., 2012).

Nitrathaltige Lebensmittel wären zum Beispiel die Rote Beete, Spinat oder grünes Blattgemüse ganz allgemein.

Nitrit wird also über die Ernährung vom Körper aufgenommen. Letztlich konnte dann gezeigt werden, dass im Körper zirkulierendes Nitrit als Vorstufe von Stickstoffmonoxid dienen kann (Zweier et al., 1995; Modin et al., 2001; Demoncheaux et al., 2002; Cosby et al., 2003).

Information

Neben der Aufnahme über die Nahrung produziert der Körper allerdings auch kontinuierlich selbst Nitrat und Nitrit.

Ihr wisst, dass das eNOS-Enzym  aus L-Arginin das so wirksame Stickstoffmonoxid produziert, welches den lokalen Blutdruck senkt. Da NO bei längerer Wirkdauer äußerst toxisch sein kann, wird es recht zügig in ungefährliche Substanzen umgewandelt. Unter anderem wäre dies Nitrat und Nitrit.

Mit einer normalen Portion an nitratreichen Gemüse nimmt man allerdings mit Leichtigkeit die Menge auf, die der Körper über einen Tag auf diesem Wege selbst produziert.

Es liegt wohl ein reger Übergang zwischen dem L-Arginin/eNOS-System und dem Nitrat-Nitrit-NO System vor (s. Abbbildung 2).

Es ist bekannt, dass regelmäßiges Training zu einer verstärkten Aktivität von eNOS führt. Deshalb bilden Athleten grundsätzlich mehr NO und weisen folglich auch höhere Nitrat/Nitritspiegel auf (Green et al., 2004; Jungersten et al., 1997).

Übergewicht und Typ II Diabetes mellitus reduziert die NO-Spiegel (Gruber et al., 2008; Bender et al., 2007; Higashi et al., 2001).

Allgemeine Referenzbereiche:
Nitrat: 20–40 uM
Nitrit:  50-300 nM

[caption id="attachment_7078" align="aligncenter" width="751"] Abb. 2: Produktion von Stickstoffmonoxid (NO)[/caption]

Das inzwischen bekannte eNOS-Enzym kann aus der Aminosäure L-Arginin das gasförmige Signalmolekül “Stickstoffmonoxid (NO)” generieren. Dieser Prozess ist Sauerstoff-abhängig (oxidativer Pathway) und kann neben regelmäßigem Sport auch durch die Gabe von L-Arginin, L-Citrullin, Folat  usw. optimiert werden (s. NO-Guide).

NO wird zügig  wieder eliminiert und zum Teil in Nitrat/Nitrit umgewandelt. Die Rückreaktion ist allerdings ebenso möglich und somit dienen Nitrat/Nitrit als effektive NO-Vorstufen. Dieser reduktive Weg benötigt kein Sauerstoff und unterstützt die Gefäßfunktion somit besonders unter intensiver körperlicher Belastung oder im Kontext verschiedenster Gefäßpathologien.

Durch über die Nahrung aufgenommenes Nitrat können in beiden Fällen Verbesserungen erzielt werden.

Kein Sauerstoff? Kein Problem für Nitrat/Nitrit 

Da die Reduktion von Nitrit zu Stickstoffmonoxid im Gegensatz zur enzymatischen eNOS-Reaktion nicht auf das Vorhandensein von Sauerstoff angewiesen ist, wird der Nitrit-Pool wohl besonders unter hypoxischen-ischämischen Bedingungen rekrutiert. Somit stellt er womöglich einen Sicherungsmechanismus dar damit ausreichend NO bei Sauerstoffmangel produziert werden kann.

Im Kontext eines Herzinfarkts scheint Nitrit tatsächlich cardioprotektiv zu wirken (Zweier et al., Cosby et al., 2003).

Ähnlich positiv wirkt sich eine Nitritgabe auch bei Schlaganfällen oder Ischämie-Reperfusionsschäden der Niere aus (Jung et al., 2006; Tripartara et al., 2007).

Leistungssteigernde Substanz

Athleten wissen, dass sich ab einer gewissen Intensität auch die kontrahierende Skelettmuskulatur selbst von der Blutversorgung abzuschnüren beginnt. Ein verstärkter Blutfluss zum arbeitenden Muskel, den Herzkranzgefäßen und der Lunge könnte durchaus leistungssteigernd sein.

Und tatsächlich gibt es inzwischen einige Studien, welche Nitrat als ein effektives, ergogenes Supplement ausgemacht haben wollen (Larsen et al., 2005; Bailey et al., 2001; Lansley et al., 2011; Ashmore et al., 2014).

Allerdings scheint nicht jeder gleich gut darauf anzusprechen, was eventuell auf den Trainingszustand zurückgeführt werden könnte. Generell sollte man sich allerdings eher langsam herantasten, denn in manch einem kann der Blutdruckabfall zu stark ausgeprägt sein, sodass es am Ende eher leistungslimitierend wirkt (Webb et., 2008;  Cosby et al., 2003; Larsen et al., 2006; Dejam et al., 2007).

Information

Zusätzlich zu einer besseren Durchblutung leistungsrelevanter Gewebe hat Nitrat/Nitrit einen direkten Einfluss auf die zelluläre Energetik.

Nitrit scheint die ATP-Produktion deutlich effektiver und bei reduziertem Sauerstoffbedarf ablaufen zu lassen (Cleeter et al., 1994; Larsen et al., 2005; Bailey et al., 2001; Lansley et al., 2011; Ashmore et al., 2014).

Man vermutet, dass exakt diese Steigerung der mitochondrialen Effizienz letztlich auch zu weniger oxidativem Stress führt, welcher bekanntermaßen beim Training (oder noch mehr bei Ischämie-Reperfusionsschäden) anfällt.
Durch die effizientere Energetik werden generell die Glykogen- und Phosphocreatinspeicher geschont.

Auch der Mineralienhaushalt wird offensichtlich positiv beeinflusst, wie z.B.  Kalium und Calcium.

Rote Beete Saft

Für die Supplementierung wird am häufigsten der Rote Beete Saft eingesetzt. Circa 250-500 ml Saft reichen in der Regel aus, um auf die wirksame Nitratmenge zu kommen, welche in den meisten Studien zum Einsatz kam.

Nach dem Konsum nitratreicher Lebensmittel werden maximale Serumspiegel nach etwa 60-120 Minuten erreicht (van Velzen et al., 2008; Wylie et al., 2014).

Verwendete Dosis
- 6,4 mg -12,8 mg/kg Körpergewicht (= 500 mg für eine 75 kg schwere Person)
- 1 Kilogramm Beete enthält um die 1300 mg Nitrat

Neben Nitrat finden sich außerdem viele weitere interessante Substanzen in der Rote Beete wie z.B. wichtige Spurenelemente (Kalium, Magnesium), Farbpigmente wie die Betalaine oder das eventuell ebenfalls ergogene Betain (=Trimethylglycin) (Vulic et al., 2013; Lee et al., 2010).

Eine eventuelle Rotfärbung des Urins ist grundsätzlich ungefährlich.

Warum wir auf die Bakterien in unserer Mundhöhle angewiesen sind

Ohne allzu sehr auf die zugrunde liegende Chemie einzugehen möchte ich trotzdem erwähnen, dass Nitrat und Nitrit nicht ein und dasselbe sind.

Nitrat (NO3-) ist deutlich weniger reaktiv und damit “ungefährlicher” als das weiter reduzierte Nitrit (NO2). Ein weiterer Grund eher zum nitrathaltigen Rote Beete Saft zu greifen.

[caption id="attachment_7080" align="aligncenter" width="582"] Abb. 3: Strukturformeln von Nitrat, Nitrit und NO[/caption]

Der Mensch hat nun allerdings ein Problem:

Ihm fehlen Enzyme um Nitrat aus z.B. Roter Beete in Nitrit umzuwandeln.

Zum Glück finden sich in den Speicheldrüsen unserer Mundhöhle kommensale Bakterien, welche diesen Job übernehmen.  Kommen sie mit Nitrat in Kontakt, wandeln sie es in Nitrit um und geben einen Teil davon über den Speichel an uns zurück.

Information:
Auch wenn es sicher besser-schmeckende Drinks gibt:

Rote Beete Saft als  pre-Workout Supplement für besseren “Pump” sollte man deshalb vielleicht nicht unbedingt auf Ex herunterkippen ;-)

Nach einer nitrathaltigen Mahlzeit ist das Nitrit in unserem Speichel konzentriert, welchen wir nach und nach Schlucken. Auf Grund des sauren pH im Magen protoniert das Nitrit zum Teil zu Salpetersäure (HNO2; pKa ~3.3) und zerfällt zu NO. Beides tödliche Waffen gegen pathogene Keime, weshalb unter anderem eine nitratreiche Ernährung mit einer besseren Sterilisierung des Chymus assoziiert ist. Übrigens werden auch die Nebenwirkungen von z.B. Acetyl Salicylsäure (ASS/Aspirin®) oder anderen COX-1-Inhibitoren abgemildert.

Nitrathaltiges Gemüse scheint der Magenfunktion in vielerlei Hinsicht zu helfen.

[caption id="attachment_7079" align="aligncenter" width="743"] Abb. 4: Bakterien in der Mundhöhle konvertieren Nitrat in Nitrit[/caption]

Nitratreiche Lebensmittel kommen in Kontakt mit kommensalen Bakterien unserer Mundhöhle. Diese akkumulieren nach einer Mahlzeit das gebildete Nitrit und geben es kontrolliert über den Speichel ab.

Im Magen resultiert dies in einer effizienteren Sterilisierung des Chymus, einer vermehrten Bildung von Mucus und einer gesteigerten Durchblutung (engl. Entero-salivary pathway).

Literatur

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• Bender, S., Herrick, E.K., Lott, N.D., Klabunde, R.E. (2007) Diet-induced obesity and diabetes reduce coronary responses to nitric oxide due to reduced bioavailabilty in isolated mouse hearts. Diabetes Obes. Metab., 9:688-696

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• Cosby, K., Partovi, K., Crawford, J., Patel, R., Reiter, C., & Martyr, S. et al. (2003). Nitrite reduction to nitric oxide by deoxyhemoglobin vasodilates the human circulation. Nature Medicine, 9(12), 1498-1505. http://dx.doi.org/10.1038/nm954 

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• Zweier, J., Wang, P., Samouilov, A., & Kuppusamy, P. (1995). Enzyme-independent formation of nitric oxide in biological tissues. Nature Medicine, 1(8), 804-809.

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… könnte eines Tages auch dein Leben retten. Ich möchte auch aufgrund persönlicher Erfahrungen sagen: Verlasse dich a) nicht auf Ärzte, Krankenschwestern, sonstige Heilmenschen und b) nicht auf unser Gesundheitssystem. Es gilt immer noch das Gesetz der Evolution: Survival of the fittest. Hat nur bedingt was mit der uns bekannten Fitness zu tun, Darwin meinte damit […]

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Wir starten mit zwei wichtigen Punkten:

• Meines Erachtens richtigerweise schreibt ein Sprössling (dessen Namen ich hier nicht nennen möchte) von Linus Pauling: Tiere bekommen keinen Herzinfarkt. Der Grund heißt: Vitamin C. Tiere nämlich produzieren ihr eigenes Vitamin C, wir nicht (mehr). Auf welche großartige (oder auch nicht) Idee kommt man da? Dazu gleich mehr.
• Wenn Menschen ein Psycho-Problem haben, also z. B. Burn-Out, kommen sie auf die bisweilen ulkige Idee, ihr Dopamin-/Noradrenalin-Tief mit Mega-Mengen Tyrosin auszugleichen. Tyrosin ist die Aminosäure, aus denen diese Katecholamine hervorgehen.

Oft habe ich schon gesagt, dass die menschliche Physiologie bzw. die Biochemie dahinter ein bisschen komplexer ist. Man kann stupide Logiken nicht einfach auf den Menschen anwenden.

Beispiel Vitamin C: Vitamin C können Menschen nicht einfach so in hohen Mengen, etwa im Grammbereich, ergänzen. Mittlerweile dürfte bekannt sein, dass das keine guten Folgen für die Mitochondrien hat. Darüber hinaus kann der Mensch diesen evolutiven Vitamin-C-Mangel via Blutzellen ziemlich gut kompensieren und hat vermutlich noch andere Wege entwickelt, dieses Antiox-Loch zu kompensieren (z. B. via Harnsäure).

Beispiel Psycho-Problem: Es mag richtig sein, dass beim Depressiven Dopamin und Noradrenalin fehlt, aber daraus gleich ein Tyrosin-Problem zu machen, halte ich für zu kurz gedacht. Denn: Häufig wird vergessen, dass diese Konversionen Hormon- und Enzym-abhängig sind.

Bringt mich zu zwei ganz wichtigen Punkten:

1. Kupfer ist Teil des wohl wichtigsten Antiox-Systems im Blut bzw. den Arterien, Kupfer/Zink-Superoxid-Dismutase.
2. Kupfer reguliert z. B. das Enzym Dopamin-ß-Hydroxylase. Dieses Enzym macht die Umwandlung von Dopamin in Noradrenalin (positiver Stress! Raucherhormon!) überhaupt erst möglich.

Frage an dich: Hattest du jemals Kupfer auf dem Schirm?

Die Kupfer-Story

Eine kleine Geschichte:

Ein Wissenschaftler namens Dr. Klevay untersucht(e) zirka drei Jahrzehnte lang die Auswirkungen von Kupfer auf Organismen.

Er startete damit, weil er damals etwas herausfand: Füttert man Versuchstieren viel Schweinefett, werden die krank: Arteriosklerose bildet sich, es bilden sich Blutpfropfen, Arterien verkalken und das Herz zeigt Anomalien. Das "Gegengift" zu diesen pathologischen Veränderungen war nicht etwas "Fett-Weg", sondern ... Kupfer. Er fand heraus, dass die Nahrung dieser Tiere wohl nicht genügend Kupfer enthielt.

Nach Jahrzehnten war Klevay der Champion unter den Kupfer-Forschern. Er zeigte, dass suboptimale Kupfer-Versorgung zu folgenden Veränderungen führt:

• Herzinfarkt
• Blutpropf in Arterien
• Arteriosklerose
• Kalzifizierung von Arterien
• Reißen von Blutgefäßen (= Blutungen)
• Auffälliges EKG
• Hohe Cholesterin- und Triglycerid-Werte
• Hoher Blutdruck

Viele Pathologien gehen aus Kupfer-Mangel hervor

Doch das geht noch weiter: Suboptimale Kupfer-Versorgung führt zu Störungen im Lipid-Haushalt (s. o.), aber auch zu Störungen im Glukose-Haushalt, denn Kupfer-Mangel macht insulinresistent. Neben der Tatsache, dass die Gewebe nicht mehr ordentlich auf Insulin reagieren, wird auch Insulin selbst nicht mehr so stark ausgeschüttet.

Hier noch ein paar ausgewählte Biochemie-Fakten:

• Kupfer sorgt im Organismus dafür, dass das gegessene Eisen überhaupt verwertbar ist für die vielen Körperzellen.
• Kupfer spielt eine große bei der Energiegewinnung der Zellen: In der Atmungskette (Mitochondrien) ist es Cofaktor der Cytochrom-C-Oxidase. Eine schlechte Kupfer-Versorgung sorgt für einen Abfall der COX-Aktivität, was letztlich zu einem Abfall der ATP-Werte führt.
• Kupfer reguliert das Enzym Tyrosinase, das für die Pigmentierung verantwortlich ist (der Sommer wird kommen! :-) ).
• Kupfer reguliert das Enzym Lysyloxidase, das extrem wichtig ist für ein gesundes, elastisches Bindegewebe.
• Kupfer reguliert das Enzym Thioloxidase, das Disulfidbrücken-Bildung in Proteinen forciert. Das führt via Keratin beispielsweise für stabile Zellstrukturen.

Kupfer macht also sehr viel in deinem Körper. Extrem viel. Mit Eisen und Zink dürfte Kupfer das wichtigste Spurenelement sein, denn es reguliert unzählige Enzyme.

Kupfer reguliert die NO-Werte im Blut

Für unser häufigstes Problem, die Entzündung (Stichwort Arteriosklerose, Stichwort Insulin-Resistenz, Stichwort Zahnfleischrückgang, Stichwort ...), ist die von Kupfer regulierte Superoxiddismutase wohl das wichtigste Protein bzw. Enzym.

Denn diese Cu-SOD neutralisiert freie Radikale. 

Damit wären wir beim Grundproblem angelangt. Kupfer schnappt via Cu-SOD freie Radikale weg. Die wiederum machen z. B. unsere Arterien krank oder den Stoffwechsel kaputt, weil sie unser Stickoxid kaputt machen. Tatsächlich entsteht aus unserem so wertvollen Stickoxid ein sehr giftiges Radikal namens Peroxynitrit -- verursacht durch freie Radikale.

Umgekehrt sorgt Cu-SOD dafür, dass unsere NO-Werte erhalten bleiben. Wer unsere Werke kennt, der weiß: Wenn NO in den Arterien hoch bleibt, dann sind wir weitestgehend von Arteriosklerose und somit Herzinfarkt etc. geschützt. Übrigens: Genau aus diesem Grund gab es die gelbe Tabelle und einen Text, der dir sinngemäß erzählt hat, dass du nicht Arginin fokussieren sollst, sondern die NO-Verfügbarkeit, denn NO macht der Körper im Normalfall eh genug.

Haben wir ein Kupfer-Problem?

Viele Forscher, die an und mit Kupfer forschen, schreiben: Wir Europäer und Amerikaner haben ein Problem mit Kupfer. Wir schaffen es kaum, die nötige Menge an Kupfer aufzunehmen, die zu allem Übel vermutlich sowieso zu niedrig angesetzt ist. Das Kupfer, das wir essen, kommt zudem hauptsächlich aus Pflanzen, vornehmlich aus Getreide und Hülsenfrüchten. Dieses Kupfer kann der Körper, wie bekannt, schlecht(er) aufnehmen (Phytinsäure!).

Die Abhilfe schaffen Meeresfrüchte. Muscheln, Austern, Hummern, Krabben und so weiter ... Oder Innereien wie Leber.

Im Internet finden sich Nahrungsmittel-Listen. Jeder sollte mal seinen Kupfer-Haushalt checken, wenigstens einmal abschätzen, wie viel Kupfer er zuführt. Mein Ratschlag: Lieber auf Nummer sicher gehen und 1-2 mg ergänzen oder, wie oft empfohlen, ein niedrig dosiertes Multi nutzen.

So kann man messen lassen

Wichtig: Kupfer kann man nicht einfach so im Blut messen. Also ... man kann es schon messen, aber die Aussagekraft ist nicht gut. Viel bessere Marker wären: Cytochrom-C-Oxidase-Aktivität der Thrombozyten, deren Kupfer-Gehalt oder die Aktivität der Glutathion-Peroxidase. Alternativ auch die Erythrozyten-SOD bzw. das Kupfer-Speicherprotein namens Ceruloplasmin, wobei das eher ein nicht so sensitiver Marker ist, wie bisweilen angenommen.

Also: Bevor sich jemand 10 g Vitamin C oder 10 g Tyrosin reinzieht ... Kupfer checken. 

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Ich weiß, dass einige "richtige" Wissenschaftler dieses Internet-Geschreibsel (u. a. hier) nicht ernst nehmen, stattdessen vielleicht darüber schmunzeln. Die sitzen im Labor, hängen unter Umständen frustriert im Hierarchie-Gefälle, aber machen die Drecksarbeit. Hocken da und pipettieren munter vor sich hin. Labor-Arbeit ist ein Handwerk für sich und jeder, der weiß, wie viel Arbeitsaufwand es ist, überhaupt Ergebnisse zu publizieren, der wird kleinlaut und kann das erhabene Schmunzeln verstehen.

Dennoch haben auch wir den Anspruch, so sauber zu arbeiten wie nur möglich. Irgendwo zwischen Neuigkeit (wer will schon langweilen?) und Akkuratesse (man will ja keinen Stuss erzählen).

Das ist die Gratwanderung, die bei vielen Internetplattformen ein bisschen aus dem Gleichgewicht geraten ist, weshalb ich die wiederum nicht ernst nehmen kann.

NO für braunes Fettgewebe und metabolische Gesundheit

Manchmal werden wir noch heute dafür kritisiert, dass wir Stickstoffmonoxid einen Stoffwechsel-Masterregulator nennen. Nun gut. Ich habe ja mittlerweile mehrfach versucht zu erklären, wie wir auf diese Bezeichnung kommen. Denn: das hat schon seine Gründe.

Edubily-Leser werden davon profitieren. Denn, jetzt gerade, können wir in der Ärzte Zeitung lesen:

"In Untersuchungen an Mäusen haben wir verschiedene Ansatzpunkte gefunden, lästige weiße Fettzellen in erwünschte braune Fettzellen umzuwandeln", berichtet Professor Alexander Pfeifer vom Institut für Pharmakologie und Toxikologie der Universität Bonn in der Mitteilung.

Die braunen Zellen verfügen über extrem viele Mitochondrien – diese Zellkraftwerke "verbrennen" weißes Fett, indem sie es in Wärmeenergie umwandeln. Folge: Steigt die Zahl brauner Zellen, verlieren die Mäuse deutlich an Gewicht.

Bei dieser Fettumwandlung spielt der Signalweg des Botenstoffs cyclisches Guanosinmonophosphat (cGMP) eine wichtige Rolle. "Die erwünschten braunen Fettzellen sind auf cGMP angewiesen", erläutert Pfeifer.

Genau das können wir in unserem NO-Guide nachlesen. Wer den schon gelesen hat, wird sich vielleicht erinnern ...

cGMP ist das Molekül in den Zellen, das durch NO aktiviert wird. Drum schreiben die Herrschaften, dass eine physiologische cGMP-Steigerung durch Viagra erreicht, was genau in diesem NO-cGMP-Signalweg wirkt.

Stickstoffmonoxid macht via cGMP also Mitochondrien -- auch im Muskel. Das weiße Fettgewebe wird "gebräunt" und verbrennt dann auch Fett.

In einfacher Sprache: Wir werden metabolisch gesünder. Aktive Gewebe helfen uns.

Die Forscher schreiben: Das funktioniert auch bei Menschen. Meine Ergänzung: Auch hier hat man längst herausgefunden, dass "beiges Fettgewebe" sehr wichtig für unsere metabolische Gesundheit ist.

Problem:

Denn "Der Entzündungsfaktor TNF alpha unterdrückt den cGMP-Signalweg und verhindert damit, dass sich weiße in braune Fettzellen umwandeln lassen."

Das ist der Grund, warum viszerales Fettgewebe krank macht. Dort wirkt NO via cGMP nicht mehr und das Fettgewebe wird dysfunktional. Der Grund hierfür sind Entzündungen.

Hier sollten sich edubily-Leser ebenfalls bestens auskennen. Niemanden dürfte es wundern, dass Entzündungen krank machen.

Wir alle sind also längst zur folgenden Erkenntnis gekommen:

"Offenbar könnte es bei der Bekämpfung der Adipositas ein möglicher Ansatzpunkt sein, neben der Verabreichung von cGMP-stimulierenden Wirkstoffen gleichzeitig noch die Entzündungsreaktionen zu hemmen", wird Pfeifer zitiert (eb)

Calcium für eine höhere Fettverbrennung

Wer seine Vorsätze gleich in die Tat umsetzen will, also beispielsweise gerade motiviert wurde, noch etwas Fett zu verlieren, der könnte ja z. B. seine Fettverbrennung steigern.

Auch das hatten wir in einem früheren Artikel besprochen, aber ich erzähle es gerne noch mal: Es gibt einen Forscher namens Zemel, der uns bewiesen hat, dass Calcium, insbesondere Milch-Calcium, den Energiestoffwechsel-Turbo einschaltet.

2005 hat Zemel das an Menschen getestet und herausgefunden: Verabreicht man viele Milchprodukte (natürlich bei gleicher Kalorien-Menge) ... ändert sich nix. Aber, setzt man die Individuen dann auf Diät, verbrennen sie pro Tag (!) 30 g mehr Fett (!). Gut, fairerweise sollte man ergänzen, dass reziprok dazu die Kohlenhydrat-Oxidation etwas sank. Dennoch: Das ist eine ordentliche Menge und eine schöne Art des Substrat-Shifts -- nur aufgrund anderer Lebensmittelwahl.

Im Stoffwechsel-Buch hatten wir versucht zu erklären, warum (Milch-)Calcium das macht.

Ja, ja, die Biochemie. :-)

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Es ist wie verhext. Ein, ja, mystisches Phänomen. Die große Angst vieler Mensch hat wohl einen Namen:

NO-Stress.

Wirklich, es ist unglaublich. Kein Thema macht einigen Menschen anscheinend so Angst wie dieses NO. Die Hintergründe dazu verstehen, kann fast keiner. Aber diese Ur-Angst ist trotzdem immer da.

Das kriege ich jedes Mal zu spüren, wenn wir über NO schreiben. Wenn wir Blog-Artikel veröffentlichen oder -- noch viel schlimmer -- Mails zu NO schreiben. Wie fast jeden Sonntag.

Wieso heiligt ihr dieses NO so? Habt ihr noch nie vom NO-Stress gehört?

Mich verwundert das jedes Mal ein bisschen, weil es ja mittlerweile zig Artikel hier gibt, die sich damit befassen. Das ist allerdings nicht alles. Es gibt ja sogar explizit dazu einen NO-Guide.

Aber genau dann hört es oft auf. Es ist spürbar einfach sich vor einem Thema zu ängstigen. Auf der anderen Seite fällt es vielen, ja fast allen Lesern schwer, die Hintergründe zu verstehen. Also wenn wir beispielsweise seitenlang erklären, was eNOS überhaupt ist, wie das Enzym aufgebaut ist, welche Schwachstellen es hat, wieso es zu Enzym-Dysfunktionen und sogenannten "Entkopplungen" kommt. Wie gesagt: Hier lässt sich leicht abwinken, aber vor einem Schreckgespenst Angst zu haben -- das ist einfach.

Ich kann das ja nicht immer ungeklärt stehen lassen und antworte dann in Mails. Ja, manchmal auch pampig. Weil ich dieses Verhalten einfach nicht verstehen kann. Ich kann nicht verstehen, dass man nicht wirklich jeden Artikel und den ja offensichtlich dafür vorgesehen NO-Guide gelesen hat, dann aber so komische Mails schreibt und uns die Welt erklären will.

NO-Stress: Problematisch ist iNOS/NO

Noch einmal kurz: Es gibt grundsätzlich zwei Arten von NO. Einmal das NO, das aus dem Enzym eNOS hervorgeht. Und einmal das NO, das aus dem Enzym iNOS hervorgeht.

iNOS nutzt das Immunsystem um Pathogene etc. abzuwehren. Das "i" von iNOS kann man ruhig für "Immunsystem" stehen lassen, auch wenn es eigentlich "inducible" heißt. Das kann man sich dann allerdings besser merken.

Also: iNOS/NO = Immunsystem. Dieses iNOS-Enzym bildet viel höhere NO-Werte. Wenn dieses Enzym fehlreguliert ist, z. B. bei chronischen, entzündlichen Erkrankungen (Erinnerung: Entzündungsreaktion hat etwas mit dem Immunsystem zu tun ...), dann feuert es ggf. viel zu hohe NO-Mengen. NO in diesen Mengen zerstört nicht nur eigene Gewebe, sondern blockiert auch die mitochondriale Atmung und so weiter. Soll heißen: Damit passieren die schlechten Dinge.

Das steht nicht nur in irgendwelchen wissenschaftlichen Arbeiten, sondern auch bei Wikipedia:

Im Gegensatz dazu ist die Aktivität der iNOS kaum reguliert, sodass es nach Exprimierung zu einer schnellen, starken und langanhaltenden NO Synthese kommt. Die von der iNOS produzierte Menge an NO kann um das 1000-fache höher sein als durch die konstitutive eNOS. In dieser hohen Konzentration wirkt NO zytotoxisch und dient damit z. B. den Makrophagen zur Immunabwehr.

Da dieses iNOS aber Ressourcen, z. B. Arginin, verbraucht, die auch von eNOS gebraucht werden, kann es gut sein, dass wir an einem NO-Überschuss leiden, obwohl das eNOS-System viel zu schwach ist und an den "richtigen" Stellen zu wenig NO freisetzt, etwa in Arterien.

Es gibt nicht "das" böse NO

Es gibt also direkt einen Unterschied. Man kann nicht einfach hingehen, "hohe NO-Mengen messen" (wie auch immer) und dann vom "schlechten NO" sprechen. Das ist Quatsch, weil es nicht das NO gibt, viel mehr gibt es eben verschiedene "Versionen" vom NO und das leitet sich vor allem davon ab, welches Enzym dieses NO bildet.

Gäbe es das NO hätte sich der Körper nicht die Mühe machen brauchen, drei verschiedene Enzyme für die gleiche Reaktion zu entwickeln. Oder?

Kurzer Einschub: Wieso drei Enzyme? Es gibt nicht nur die endotheliale NO-Synthase (eNOS), sondern auch die induzierbare NO-Synthase (iNOS, s. o.) und die neuronale NO-Synthase (nNOS).

Das sollte man eben wissen.

Nitro-Stress = (zu) viel NO plus oxidativer Stress

Auch sollte man wissen, dass Nitro-Stress immer oxidativer Stress bedeutet. Denn das NO muss zu Peroxynitrit weg reagieren. Dann wird es richtig giftig und dann darf man von Nitro- oder NO-Stress sprechen. Zu hohe NO-Werte an sich, hervorgehend aus iNOS, sind ein Problem, aber kombiniert mit oxStress ... ist es eben extrem giftig.

Drum gehört zum Nitro-Stress nicht nur NO, sondern auch oxidativer Stress -- wofür es ja bekanntlich (körpereigene) Antioxidantien gibt. Auch darüber hatten wir gesprochen. Und auch das könnte man genau so bei Wikipedia nachlesen:

Weder Superoxid (Anmerkung von uns: oxidativer Stress) noch NO sind in vivo toxisch, solange beide nicht in unphysiologisch hohen Konzentrationen oder gemeinsam auftreten. Superoxidradikale werden mittels Superoxiddismutasen (SOD) bzw. Peroxidasen sehr rasch entschärft (O₂^•− → H₂O₂ → O₂, H₂O). NO hingegen reagiert überwiegend mit oxygeniertem Hämoglobin zu Nitraten.

Aufgrund dieser und noch anderer Schutzmechanismen (beispielsweise Glutathion, Ascorbinsäure, Tocopherol) soll die Entstehung noch toxischerer Substanzen verhindert werden. Sollte dies Ausbleiben, können Peroxinitrit-Ionen und Hydroxylradikale (^•OH) entstehen.

Oxidativer Stress raubt uns auch das förderliche eNOS/NO. Das will man möglichst vermeiden, denn genau deshalb entstehen die uns bekannten Herzkreislauferkrankungen. Die haben also nicht per se etwas mit "ich muss jetzt 10 g Arginin schlucken, damit ich geschützt davor bin" zu tun. Viel mehr geht es darum, das produzierte NO am Leben zu halten, es vor oxidativem Stress, also freien Radikalen, zu schützen.

Auch eNOS/NO kann problematisch werden

Zu guter Letzt ist das Enzym eNOS nicht perfekt. Auch wenn es für uns arbeiten will. Es gibt ein sogenanntes "uncoupling" (s. o., "Entkoppeln" oder "Entkopplung"). Das Enzym ist in diesen Zuständen dysfunktional und produziert, gelinde gesagt, Müll, der krank macht.

Auch das hatten wir seitenlang im NO-Guide erörtert.

Worum es tatsächlich geht

Mir ist also völlig schleierhaft, wie man jedes Mal schreiben kann: Ihr feiert NO. Ihr wollt, dass man NO-Werte in den Himmel maximiert.

Es geht um eine gesunde, ausgewogene Regulation von Stickoxid. Das wiederum geht nicht, indem man sich hinstellt, Angst hat und vor dem bösen NO und Nitro-Stress warnt. Es gibt nicht das NO. Es gibt auch nicht den Nitro-Stress -- der kann, wie oben gesehen, viele Ursachen haben.

Die gesunde, ausgewogene Regulation von Stickoxid erreichen wir halt, wie oft geschrieben, nicht durch Arginin-Schlucken, auch wenn das für viele Menschen eine Lösung sein kann. Viel mehr geht es um das geschickte Anpassen wesentlicher Parameter, über die wir seitenlang im NO-Guide, aber auch im Stoffwechsel-Buch geschrieben haben.

Der NO-Guide hat 200 Referenzen. Wie viele hat dein Gedankengang? 

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Schlafmützen sind wir nun wahrlich keine. Schon 2014 haben wir nach Auswertung vieler Daten im Handbuch geschrieben:

Stickstoffmonoxid (NO) ist ein Stoffwechselmasterregulator.

Zur Erinnerung: NO entsteht in den Arterien, wenn ein Enzym namens eNOS (endotheliale Stickoxid-Synthase) die Aminosäure Arginin (und einigen Cofaktoren) umsetzt.

Weil uns das 2014 viele nicht glauben wollten, haben wir ein kleines Büchlein mit fast 200 Referenzen (zum Selberlesen) zu diesem Thema hinterher geschoben.

Schon 2007 (Vargas et al.) wurde von einer "Stickoxid-Defizienz" gesprochen! Dort stellten die Autoren fest, dass NO in quasi allen regulatorischen Systemen im Körper seine Finger im Spiel hat. Eine "NO-Defizienz" kann unter anderem ...

• den Blutdruck erhöhen
• den Glukose- und Fettstoffwechsel beeinträchtigen
• das metabolische Syndrom "mimen" (= stoffwechselkrank ohne Fettleibigkeit)

All das lege nahe, dass "NO die Verbindung zwischen kardiovaskulären und metabolischen Erkrankungen ist".

Wie gesagt, genau aus diesem Grund gibt es von uns ein kleines Buch zum Thema, indem wir auf all diese Punkte noch einmal genau eingehen und erläutern, warum (das endotheliale!) NO so wichtig ist und was wir tun können.

Wem das alles zu kompliziert ist (Soll ich Arginin einnehmen? Was ist mit Folsäure? Brauche ich Eisen? Wie schütze ich mir vor Radikalen usw.), für den gibt es eine viel elegantere Version.

Terry Wahls hat in einem ihrer Vorträge mal von einer "Gemüse-Defizienz" gesprochen. Das ist bei mir hängen geblieben. Vielleicht hat sie recht? Vielleicht sollte man zuerst mal Gemüse essen und dann an eine Nahrungsergänzung denken? Und meiner Erfahrung nach hat sie recht. In Gemüse ist was, das wirkt. Mal abgesehen von den unzähligen Pflanzenstoffen, dem Futter für unsere Darmbakterien ... gibt es noch einen anderen Stoff:

Nitrat.

Immer viel gescholten. Heute ein neuer Superstar, vielleicht der Grund, warum Gemüse überhaupt so gesund ist und u. a. das Herzkreislaufsystem schützt. Denn:

Nitrat wird im Körper zu NO.

Grade (November '17) ist eine neue Arbeit dazu erschienen, eine ziemlich hübsche, wie ich finde. Weil sie im Grunde noch einmal gut zusammenfasst, was NO und Nitrat alles kann. Nitrat, als Beispiel:

• Es erhöht die NO-Bildung (ohne eNOS)
• Es verringert oxidativen Stress
• Es macht das Fettgewebe braun (besser: beige), also stoffwechselgesünder
• Es hilft bei der Insulin-Ausschüttung

Die Idee ist jetzt, die Wirkung von Medikamenten gegen Fettleibigkeit und Diabetes (wie Metformin) zu verbessern, indem man sie mit Nitrat und Nitrit "anreichert".

Weil ich weiß, dass das Thema so selten verstanden wird ... Hier noch mal:

• Stickstoffmonoxid (NO) ist ein Gas, das u. a. in den Arterien gebildet wird. Dazu braucht es neben Arginin noch andere Cofaktoren, damit die Reaktion ordentlich funktioniert -- z. B. Eisen, Folsäure, Vitamin C, Kupfer usw.
• Früher dachte man, NO sei nur für die Gefäße wichtig ("Endothelium-derived relaxing factor", Nobelpreis Ignarro, 1998), denn NO macht das Gefäßlumen weit (= Viagra für den ganzen Körper) und hemmt die Entstehung von Arteriosklerose.
• Heute versteht man, dass NO nicht nur wichtig für die Gefäßgesundheit ist, sondern eine Vielzahl anderer Prozesse im Körper reguliert.
• So spielt NO eine herausragende Rolle bei der Stoffwechselgesundheit (Glukosetoleranz, Insulinsensitivität, Fettstoffwechsel, Insulin-Ausschüttung usw.)
• NO kann im Körper mithilfe von Enzymen gebildet werden, es kann aber auch aus Nitrat gebildet werden, das wir mit der Nahrung (vor allem Salat und Gemüse) aufnehmen.
• Nitrat hat eigene Wirkungen, aber viele Wirkungen entfalten sich via NO.

Ergo: Ja, es gibt sie, die Gemüse-Defizienz. Die Gründe hierfür sind vielfältig, aber Nitrat bzw. NO spielt dabei sicher eine Rolle.

Ergo II: Vielleicht das, was Terry Wahls da macht, nicht nur studieren, sondern auch nachmachen.

Weil es immer wieder ein Thema ist, für die "Kenner": Wenn wir von "NO" sprechen, dann meinen wir eNOS/NO, nicht iNOS/NO, das bei Entzündungen und Co. vielfach höher konzentriert gebildet wird und im Endeffekt böse Schäden anrichten kann.

Referenzen

Ghasemi, A. and Jeddi, S. (2017). Anti-obesity and anti-diabetic effects of nitrate and nitrite. Nitric Oxide, 70, pp.9-24.

Vargas, F., Moreno, J., Wangensteen, R., Rodriguez-Gomez, I. and Garcia-Estan, J. (2007). The endocrine system in chronic nitric oxide deficiency. European Journal of Endocrinology, 156(1), pp.1-12.

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Gastbeitrag von Tim

Im letzten Artikel habe ich anhand des Schlafes erklärt, welche bedeutende Rolle der Flüssigkeitshaushalt im Gehirn spielt. Ein molekularer Dreh-und Angelpunkt hierfür ist wohl ein wasserschleusendes Protein namens Aquaporin-IV. Die Aktivität dieses Proteins beeinflusst das Volumen der Zelle, induziert Druckveränderungen und letztendlich beeinflusst das die regionale Flüssigkeitsdynamik. Im Schlaf wird somit auf pulsierender Art und Weise der “Müll” über Lymphgefäße abtransportiert.

Neben dem Schlaf scheint auch die Zusammensetzung der Atemluft Einfluss auf den zerebralen Flüssigkeitshaushalt zu haben. Eine höhere CO₂-Kontenration inhibiert offenbar die Aquaporine und sorgt sekundär für eine gesteigerte Gehirndurchblutung.

Vom Leistungssport, wie der Tour de France, kennt man das Höhentraining; Weniger Sauerstoff, mehr Kohlenstoffdioxid und positive Anpassungen an diese atmosphärischen Begebenheiten. Am Beispiel des Höhentrainings soll in Folge klar werden, was im Körper in solch einem Fall passiert.

Was beim Höhentraining im Körper geschieht

Ab circa 2000 Höhenmetern ist der Sauerstoffpartialdruck stark reduziert. Atmet man diese Luft ein, reichert sich sekundär mehr CO₂ im Körper an.

Diesen Umstand nutzen viele (Profi-)Sportler in ihrer Vorbereitung.

Der Athletenkörper zeigt in dieser Umgebung positive Adaptionen und wird in der Regel leistungsfähiger. Alles in allem zielen diese Anpassungen darauf ab, die Sauerstoffversorgung der Gewebe effizienter zu gestalten (=Oxygenierung).

Allem voran kommt es zu einer vermehrten Bildung neuer Blutgefäße, roter Blutzellen und Myoglobin (Levine, 2005). Zusätzlich wird der Gefäßdruck günstiger reguliert um den Blutfluss zu optimieren.

Information
Bei Letzterem spielt übrigens wieder das allseits bekannte Enzym eNOS und die Produktion von Stickstoffmonoxid eine Rolle (Henry, 2003).

Fehlen die für das eNOS System nötigen Komponenten wie Folat, Vitamin B12, Arginin/Citrullin oder Schilddrüsenhormone kann man bezüglich des Blutflusses wohl auch durch Höhenluft nicht viel erwarten.

Interessanterweise scheint es in der Höhe zu einer leichten Verschiebung der Muskelfaserzusammensetzung kommen zu können (Friedmann et al., 2003; Vogt et al., 2001; Vogt & Hoppeler, 2010). Desweiteren finden Anpassung des Zellstoffwechsels statt und die enzymatische Ausstattung verändert sich (Firth et al., 1994). Die Glucose-Aufnahme wird hochgefahren, sowie dessen anaerobe Verstoffwechselung (Glykolyse). Des Weiteren kommt es zu einer Vermehrung der Mitochondrien und einer Optimierung der Zellrespiration. Obwohl es vermutlich in fast allen Zelltypen gewisse Veränderungen geben wird, sticht das besonders im Muskel ins Auge.

Information
Ein zentrales Molekül für viele dieser Effekte ist der hypoxia-inducible factor, kurz HIF1α. Bei unzureichendem Sauerstoffpartialdruck wird dieser konstitutiv-produzierte Transkripitionsfaktor stabilisiert und kann somit direkt auf die Expression von circa 90 Genen wirken (Weidemann & Johnson, 2008).

Unter anderem regulieren HIF’s die Produktion von Erythropoitin (kurz: EPO), einem Erythropoesefaktors aus der Niere und durch den Radsport bekanntes Dopingmittel.
Als Neurobiologe kann ich anmerken, dass HIF’s zusätzlich im Gehirn wirken. Dort regulieren sie direkt den Hunger und Energieverbrauch über das Melanocortin-System (Zhang et al., 2011).

Abb.1: Wirkungen von HIF1α nachdem es unter Sauerstoffmangel stabilisiert wird und in den Zellkern transloziert.

Im voraus gegangenen Artikel bin ich am Beispiel der Höhenkrankheit bereits auf die Wirkung von Höhenluft auf das Gehirn eingegangen – in diesem Fall negative Auswirkung durch zu plötzliche Veränderungen. Das Eisen-leere, sogenannte Apo-Lactoferrin, scheint übrigens oral verabreicht ein HIF1α Mimetikum zu sein (Zhakarova et al., 2012).

Akklimatisiert man sich, so kann man meiner Meinung nach durchaus ein sehr “klares” Denken in moderater Höhe erfahren. Das ist zumindest meine eigene Erfahrung.

Anmerkung
Natürlich kommen bei solchen Fragestellungen noch weitaus mehr Aspekte neben der atmosphärischen Zusammensetzung in Frage. Meist verändert sich der Lebensstil, die Lebensmittelauswahl, man wird womöglich mit anderen Mikroorganismen konfrontiert et cetera.

Generell ist man als Hobby-Sportler meist nicht in der Lage ein Trainingscamp in den Pyrenäen zu finanzieren.  Der dauerhafte Umzug in alpine Regionen kommt ebenfalls nicht unbedingt für jeden in Frage

Gibt es Alternativen?

Inzwischen wurden die vielen Vorteile von Training unter hypoxischen Bedingungen erkannt. In teuren Studios oder Elite-Einrichtungen wird mittlerweile experimentiert, um auch auf Meeresniveau diese Umstände zu simulieren.

Zum Beispiel gibt es Hypoxie-Kammern oder gewisse Masken, welche eine Sauerstoffschuld unter Normobarie generieren. Höhentraining und diese Simulationen haben wohl alle ihre eigenen Vorzüge und Schwächen (Wilber et al., 2007).

Was gibt mir Hypoxie-Training?

Es ist bekannt, dass Training unter hypoxischen Bedingungen ausgeprägtere Veränderung in der Körperzusammensetzung zugunsten der Magermasse hervorrufen kann (Boyer & Blume, 1984; Greie et al., 2006; Netzer et al., 2008; Chia et al., 2013).

Zudem gibt es weitere nette Veränderungen wie

• erhöhten Energieverbrauch und reduzierten Appetit (Wasse et al., 2012)
• mehr Leptin (Bassi et al., 2015) und Schilddrüsenhormone (Sawhney et al., 1991),
• verbesserte Blutzuckerkontrolle und Insulinsensitivität (Haufe et al., 2008),
• gesenkte Blutfette (Minvaleev et al. 2011)
• gesenkter Blutdruck (Bailey et al., 2001; Siqués et al., 2012; Wee & Climstein, 2013) und
• gesteigerte VO2 und somit sportliche Leistungsfähigkeit (Bonetti & Hopkins, 2009; Czuba et al., 2013)

Blood-Flow restricted Training

Durch Abschnüren der Blutzufuhr mit Bändern wird hier versucht eine lokale Sauerstoffschuld hervorzurufen. Selbstverständlich birgt so ein Vorgehen auch gewisse Gefahren und es limitiert die akute Trainingsleistung.

Allerdings wurden langfristig positive Veränderungen beobachtet und lassen ein solches Vorgehen nicht nur für ältere Menschen oder verletzte Athleten interessant werden, welche zu reduziertem Widerstand gezwungen sind. Auch für ambitionierte (Elite-)Athleten kann es als eine Form der Periodisierung dienen (Scott et al., 2015). 

Buteyko-Atmung – Man nehme eine Papiertüte

In der ehemaligen Sowjetunion war es üblich, Herz-Kreislauf-Probleme und Asthma durch das kontrollierte Atmen in Papiertüten zu behandeln.

Der Blutdruck soll durch die CO₂ Sättigung des Körpers sehr zügig korrigiert werden können; darüber hinaus soll Asthma dadurch beherrschbar werden (Bruton & Lewith, 2005; Prem et al., 2012). Auch bezüglich Epilepsie, Schlaganfällen oder Angstzuständen kann so ein Vorgehen vermutlich gute Dienste leisten. All diese Zustände sind durch Übererregung (Exzitotoxiziät) charakterisiert, welche durch Atemübungen abgemildert werden könnten.

Es muss jeder für sich selbst entscheiden, wie affig er es findet zwei-dreimal pro Tag in eine Papiertüte zu atmen. Man sollte sich aber immer bewusst sein, wie grundlegend die Atemregulation ist und wie weitreichend die Anpassungen sind.

Höhenluft und die Stoffwechselgesundheit

Übergewicht und Adipositas treten unter Höhenluft deutlich seltener auf. Gleichzeitig sind in der Höhe lebende Adipöse gesünder und erkranken seltener an den typischen Begleiterkrankungen wie Diabetes mellitus, Arteriosklerose und so weiter (Voss et al., 2013; Voss et al., 2014).

Selbst gesunde, junge Männer aus Zürich profitierten metabolisch gesehen von zwei Tagen Höhenurlaub in Davos (Stöwhas et al., 2013).

In diese Richtung wird inzwischen durchaus Forschung betrieben um eventuelle präventive oder therapeutische Strategien davon ableiten zu können (Kayser & Verges, 2013; Almendros et al., 2014)

Information
Die meisten Lesern haben wohl schon einmal  etwas vom “Langzeitblutzucker” (HbA1c-Wert) gelesen. Dieser lässt abschätzen, wie stark Proteine in letzter Zeit “verzuckert” wurden.
Ein solches Anheften von Dicarbonylverbindungen an Proteine führt zu advanced glycated endproducts, stört die Proteinfunktion und stellt ein ein Indikator für langfristig zu hohen Blutzucker dar.

Diese aggressven Verbindung wie (Methyl-)Glyoxal sind allerdings nicht ausschließlich auf Glucose oder Fructose zurückzuführen sondern können auch aus (ungesättigten) Fettsäuren entstehen (Requena et al., 1996). Sie werden nicht-enzymatisch an Lysinreste der Proteine angeheftet.

Erst mal tief durchatmen – leistungsfähiger durch kontrollierte Atmung

CO₂ kann ebenfalls mit Lysin eine reversible Carbamat-Gruppe bilden (Terrier & Douglas, 2010). Es liese sich nun spekulieren, ob unter Höhenluft dieser Mechanismus als eine Art “Schutzkappe” für Proteine dienen könnte.

Eine ruhige, kontrollierte Atmung im Alltag ist grundsätzlich anzustreben. Gleichzeitig stellt es ein Mittel dar um sich gezielt zu beruhigen.

Die Atmung bestimmt unmittelbar die Aktivität von Sympathikus (Leistungsbereitschaft) und Parasympathikus (Regeneration) – den beiden Ästen des vegetativen Nervensystems (Yasuma, 2004). Der Vorschlag „ Mal tief durchzuatmen“ um stressige Situationen zu bewältigen kommt nicht von ungefähr.

Eine große Flexibilität zwischen beiden Systemen ist wichtig und unterscheidet Elite-Athleten und Elite–Soldaten von 0815 Personen (Taylor et al., 2007).

Eine rapide und sehr starke Sympathikus-Aktivierung erlaubt maximale Leistung, während ansonsten der Parasympathikus überwiegen sollte um die Regeneration zu ermöglichen (Haugen et al., 2000; Chen et al., 2011).

Bei Dauerstress, einer Dysbiose der Darmflora (Endotoxine) und ganz allgemein Enzündungen wird nachgewiesenermaßen hyperventiliert und somit der Sympathikus unterschwellig daueraktiviert (Teng et al., 1998; Sajadieh et al., 2004).

Betroffene Personen können dann bei sportlichen Events weniger ausgeprägt den Sympathikus zu 100% aktivieren (a.k.a. beast-mode). Folglich sind sie nicht in der Lage eine Topleistung abrufen. Das unterscheidet Mitläufer von Siegern.

An einer ruhigen Atmung und einem gesunder Darm kann jeder selbst arbeiten.

Information
Schwimmen und Tauchen ist wohl ebenfalls eine gute Methode seine Atmung zu optimieren.

Man kann den Status des vegetativen Nervensystems über die sogenannte Respiratorische Sinusarrythmie messen; auf englischen Fitnessboards ist dieses Phänomen besser als “heart-rate variability-training” bekannt. Es ist im Prinzip ein Indikator wie sehr deine Regeneration fortgeschritten ist (Hottenrott et al., 2006).

Trainingsplanung anhand der Variabilität in der Herzfrequenz

Ist die Variabilität der Herzfrequenz niedrig, heißt das, du bist gestresst beziehungsweise es liegt noch eine Entzündung vor (=hoher Sympathikotonus). Trainiere eher morgen oder übermorgen. Also erst dann, wenn die Variabilität wieder ansteigt, der Parasympathikus wieder übernimmt und dein Nervensystem regeneriert ist (Pichot et al., 2000).

Es gibt hierfür inzwischen sogar Smartphone-Apps. Mit etwas Körpergefühl sollte das meiner Meinung nach allerdings nicht unbedingt nötig sein.

Information
Übrigens zeigen auch Adipöse gewisse Veränderungen im autonomen Nervensystems. Die Muskulatur wird im basalen Zustand verstärkt vom Sympathikus aktiviert (Entzündungen?), allerdings wird nach einer Mahlzeit die sympathische Aktivität nicht so ausgeprägt gesteigert wie im gesunden Menschen. Letzterer kommt somit in der Regel in den Genuss der thermische Wirkung des Essens. Stoffwechselaktive Gewebe nehmen normalerweise die Energieträger auf und steigern die Respiration (=Wärme).
Ich selbst heize spürbar auf nach entsprechenden Lebensmitteln; diese beinhalten insbesondere mittelkettige Fettsäuren aus MCT-oder Kokosöl (Link), Mono-/Disaccharide aus zum Beispiel Honig oder Obst, sowie natürlich das generell sehr thermogene Protein (Milchprodukte); Auch ein ausgewogenes Mineralienverhältnis ist in meinen Augen wichtig (Calcium, Magnesium in diesem Kontext zu nennen).

Hast du bereits Erfahrungen mit den hier vorgestellten Methoden gemacht und achtest du im Alltag auf deine Atmung?

References

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Der Beitrag Mit der richtigen Atmung zu mehr Leistung und Gesundheit erschien zuerst auf edubily.

Letztes Jahr wurde eine Arbeit veröffentlicht, die sich mit Stickoxid (kurz: NO) befasst.

Weil so schön formuliert, hier mal eine Übersetzung des Abstracts:

Früher glaubte man, (anorganisches) Nitrat sei ein Zwischenprodukt des Stickoxid-Stoffwechsels, das der Körper zügig ausscheidet. Studien, die Dosen nutzten, die physiologische Dosen bei Weitem überragten, zeigten eine potenziell schädliche und karzinogene Wirkung des Anions. Zeitgleich ist Nitrat ein wesentlicher Bestandteil unserer Ernährung, wobei der Großteil davon aus Blatt-Gemüse stammt, von dem gezeigt wurde, dass es vor Fettleibigkeit, Diabetes und anderen Stoffwechselstörungen schützt. Die Entdeckung des Nitrat-NO-Signalwegs, wo Nitrat zu NO (Stickoxid) reduziert werden kann, sorgte dafür, dass man die Rolle des kleinen Moleküls (NO) neu evaluieren musste. Krankheiten wie Fettleibigkeit, Diabetes und das metabolische Syndrom werden mit niedrigen NO-Werten assoziiert. Neue Ergebnisse legen nahe, dass der Nitrat-Nitrit-NO-Weg genutzt werden kann, um NO-Konzentrationen zu erhöhen, was zum einen gegen Fettleibigkeit und Diabetes wirkt, zum anderen aber auch die Gefäßfunktion verbessert. In diesem Review werden wir Schlüsselstudien besprechen, die zur erneuten Evaluierung der physiologischen Rolle des anorganischen Nitrats führte, von der Rolle als toxisches und karzinogenes Stoffwechselprodukt, hin zu einem potenziell wichtigen und günstig wirkenden Stoff für die Behandlung von Stoffwechselstörungen.

Genau aus diesem Grund gibt es unseren NO-Guide, der meines Erachtens um einiges besser die aktuelle Datenlage zusammenfasst und Einblicke gibt, in die spektakuläre Welt dieses kleinen Gases.

Nahezu täglich werden neue Studien dazu veröffentlicht und alle weisen in die gleiche Richtung: Wir müssen uns um unseren NO-Stoffwechsel kümmern. Daher nannte ich dieses Molekül auch Stoffwechselmasterregulator, ein „Schalter“ der im Zentrum einer jeden Gesundheit steht und der richtig justiert sein muss (= weder zu viel, noch zu wenig). 

Da ich nahezu 200 Quellen, die entsprechenden Inhalte, Kernkonzepte und Hintergründe nicht jedes Mal aufs Neue hier via Artikel niederschreiben will, empfehle ich dringend den NO-Guide – es wird sich sicher lohnen, insbesondere im Hinblick auf die Forschungsergebnisse der nächsten Monate und Jahre. Damit möchte ich sagen: Lieber jetzt beginnen, heute. Ich meine es wirklich nur gut.

Hier geht’s zum Guide.

Für die Bio-Füchse, hier die Referenz:

Molecular Nutrition & Food Research, Special Issue: Obesity: Dysfunction, regulation and control. Volume 60, Issue 1, pages 67–78, January 2016 

Der Beitrag So verändert Stickoxid deine Gesundheit – ein Update erschien zuerst auf edubily.

Gastartikel unseres Lesers und Forummitglieds Markus

Dass Citrusfrüchte Polyphenole enthalten, weiß man ja. Etwa Rutin oder Naringin, ganz besonders reichhaltig in der Grapefrucht. Ein weiteres sehr interessantes Flavonon ist Hesperidin, das ganz besonders reichhaltig in der Schale von Citrusfrüchten vorkommt und das ich hier vorstellen möchte. Nicht zu verachten ist vor allem sein Einfluss auf die

Gefäßgesundheit

• Es regelt die Expression von einem altem Bekannten, nämlich von eNOS, nach oben ¹
• Dass der Bluthochdruck so NO-meditiert gesenkt werden kann ist daher kein Wunder ²
• Es regelt die Expression von endothelial-leukocyte adhesion molecule 1 (E-selectin) nach unten – ein Protein, das vermittelt durch Entzündungsmarker, die Adhäsion von Endothelialzellen reguliert. Sprich, es macht sie so klebrig, dass dort Monozyten/Macrophagen „klebenbleiben“. Und so nimmt die Arteriosklerose normalerweise ihren Lauf … ³
• Und wenn es doch soweit kommen sollte, nämlich zur ischämischen Reperfusion, sprich: einer Minderdurchblutung der Herzkranzgefäße, im Volksmund: Herzinfarkt, dann vermindert es die anschließende Gefahr von Herz-Arrhythmien, wahrscheinlich weil die Betroffenen während des Infarktes höhere Nitritspiegel aufweisen und somit ihr NO länger oben halten können ⁴

Haut

Hesperidin weist aber auch eine strukturell hohe Ähnlichkeit mit Hydroquinon auf, das bei Hyperpigmentierungen, vor allem bei solchen durch Entzündungsreaktion entstanden, gerne genommen wird. Es inhibiert die Produktion von Tyrosinase, dem für die Bildung des Hautfarbe gebendem Melanin, raten-limitierenden Enzym.

Daher verwundert auch sein Einsatz nicht als Photoschutz und zum Aufhellen der Haut – gerade in Ostasien, wo diese Studien gemacht wurden, ist dies ja ein sehr großes Geschäftsfeld ^{5 6}
Aus Hesperidin wird auch durch einen kurzen Verarbeitungsschritt Diosmin gewonnen, ein weiteres natürlich vorkommendes Flavonoid, das gerade in Kombination mit Hesperidin gerne bei Venenleiden und Veneninsuffizienz – wozu auch Krampfadern an den Beinen oder am Hintern (hier als vergrößerte Hämorrhoiden erkennbar) zählen – eingesetzt wird. ^{7 8} Dies wird durch einen verbessertern Lymphfluss ⁹und die Senkung von lokalen Entzündungsmarkern (Prostaglandinen), die ansonsten die Durchlässigkeit von Venen und Lymphen erhöhen, erzielt. Insbesondere Rutin, aber auch Aescin (aus der Rosskastanie) wirkt hierbei als weiterer erwähnenswerter Synergist. ^{10 11}

Recht neu sind diese beiden folgenden Arbeiten über Hesperidin: ^{12 13} Hier wurden in einem Rattenmodell den Tieren Aluminium verabreicht und so Alzheimer induziert. Und dann bekam der glücklichere Teil der Tiere auch Hesperidin ins Futter gemischt:

„The histopathological studies in the hippocampus and cortex of rat brain also supported that Hes (100 mg/kg) markedly reduced the toxicity of AlCl3 and preserved the normal histoarchitecture pattern of the hippocampus and cortex. From these results, it is concluded that hesperidin can reverse memory loss caused by aluminum intoxication through attenuating AChE activity and amyloidogenic pathway“

Also, es verhindert und kehrt um den Gedächtnisverlust, der durch die Ablagerung von Aluminium im Hirn entsteht, die auch bei Morbus Alzheimer (bedingt durch oxid. Stress) einen Einfluss haben könnte: Dies geschieht durch die Inhibition von Acetylcholin-Esterase. Acetylcholin-Esterase baut den Neurotransmitter Acetylcholin ab. (U. a. wegen diesem solltest du auf Eier und Sojalecithin beim Essen achten, also auf Cholinquellen!) Du weißt nicht, wo du deine Schlüssel gestern Abend abgelegt hast, dir fehlen immer wieder Worte oder Namen, du kannst dich in der Großstadt, in der du immerhin dreimal im Jahr vorbeischaust, immer schlechter orientieren? Du weißt schon jetzt nicht mehr, was du vor zwei Absätzen gerade noch hier gelesen hattest? Acetylcholin-Mangel. Klingt doch auf alle Fälle schon mal netter als Alzheimer :oD

Und: Hesperidin baut ein weiteres Protein ab, das zu Amyloid wird, das die Alzheimer-typischen Plaques zwischen den Neuronen bildet. Die Gewebestruktur im Hippocampus (dort, wo die Überführung von Gedächtnisinhalten aus dem Kurzzeit- in das Langzeitgedächtnis stattfindet) und im neofrontalen Cortex (dort, wo dein „Ich“ lebt) wird nicht durch das Aluminium bzw. Amyloid zerstört. Und was nicht da ist, kann auch nichts kaputtmachen. Die Welt kann manchmal so schön sein!

Einnahmeempfehlung

Die in dieser letzten Arbeit verwendete Dosis (und die Größenordnung, die auch bei den meisten anderen Arbeiten verwendet wurde) entspricht beim Menschen etwa einem Gramm Hesperidin. Orangensaft hat typischerweise 280 mg/l ¹⁴, man müsste also fast vier Liter davon trinken. Oder man nimmst sich Kapseln. Aber die sicher einfachste und kostengünstigste Variante ist diese: Man kauft sich eine große Bio-Orange und wirft sich diese in den Mixer für Smoothie dazu, und zwar ungeschält, komplett. Denn die Schale weist typischerweise einen Trocken-Gehalt von rund 2 % bis 4 % Hesperidin auf. Das enthaltene Hesperidin kommt durch die Bluthirnschranke durch und ihr bekommt gleichzeitig eine gute Portion B1 und natürliches Folat gratis obendrauf.

Referenzen

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Freie Radikale … Entzündungen … Sie sind das eigentliche Übel. Um das herauszufinden, muss man sich nur einmal eine Zeit lang mit diversen Krankheiten auseinandersetzen. Die bekannteste „Krankheit“ heißt Herzinfarkt. Davor – also, damit das überhaupt entstehen kann – funktionieren die Arterien nicht mehr so, wie sie sollen. Die Arteriengesundheit wird wiederum gewährleistet durch die innere Zellschicht der Arterien, genannt Endothelzellen. Die sind u. a. deshalb so wichtig, weil sie das für die Arterien wichtigste Gas namens Stickoxid (kurz: NO) bauen.

Nun … durch falsche Ernährung (und so weiter) kann man dieses System wunderbar entgleisen lassen. Dazu muss man nur genügend Radikale bilden, so, dass unser NO-generierendes Enzym namens eNOS „entkoppelt“, was dann, als positives Feedback, noch mehr Radikale bildet.

Das Radikale ist eines der größten Probleme, ein – wenn man so will – größter Feind der Arteriengesundheit. Denn die erzeugen Elektronenlücken. Und das wiederum schadet der NO-Synthese. Wie das genau funktioniert, kann man bei uns im NO-Guide nachlesen.

Endotheliale Dysfunktion ist nur ein Beispiel, ein Synonym für viele Krankheiten, wenn man so will.

Dem Körper muss man in solchen Situationen Substanzen zur Verfügung stellen, die regenerierend wirken. Der Oxidation (= Rauben von Elektronen) durch Reduktion entgegen wirken.

„Schwefelige“ Antioxidantien im Körper

Starke und sehr bekannte Elektronenspender im menschlichen Organismus sind unter anderem:

• GSH (Glutathion, reduziert)
• Cystein (meist in Form von Glutathion)
• Metallothioneine (MT)
• Liponsäure (Dihydroliponsäure)

Diese Substanzen wirken nicht nur stark antioxidativ, sondern können z. B. auch Schwermetalle binden.

Doch wie lassen sich die schon fast mystisch wirkenden Kräfte dieser Substanzen erklären?

Schauen wir uns dazu einige Bilder an:

Wir sehen hier die chemische Struktur der Substanzen.

Bei Cystein, Glutathion und Liponsäure lässt sich sehr schön erkennen, was bei Metallothionein bereits „in Wirkung“ ist …

Die Rede ist von der Thiol-Gruppe. Diese Gruppe erkennen wir anhand der Buchstaben „SH“. S steht für Schwefel und H für Wasserstoff, daher nannte oder nennt man diese Gruppe auch Sulfhydryl-Gruppe.

Das Besondere an dieser Gruppe ist, dass sie spielend leicht Elektronen herschenken kann, also als Elektronenspender fungiert.

Metallothioneine (MT), Glutathion (via Cystein) und Liponsäure sind deshalb ausgezeichnete Antioxidantien.

Weiterführende Infos (für Profis)

Zu Metallothionein 

Wie bereits angedeutet, sieht man oben bei der Strukturformel, dass Schwefel-Atome bereits in Bindung stehen zu Cadmium-Ionen. Cadmium dient hier als Beispiel für ein Schwermetall. Es können auch Zink-Ionen, Kupfer-Ionen oder andere Metalle eingelagert werden. Hier werden Elektronen also bereits gespendet (in Form einer Cadmium-Bindung), deshalb sagte ich, dass die Thiol-Gruppe des MT hier bereits „in Wirkung“ ist.

Zu Cystein und Glutathion 

Glutathion ist ein Tripeptid, wobei hier eine besondere Bindung vorliegt, auf die wir nicht genauer eingehen wollen. Für uns ist es ein Tripeptid, bestehend aus Glutaminsäure, Cystein und Glycin. Das, was hier antioxidativ wirken kann, ist die Aminosäure Cystein, genauer: die vorhin angesprochene SH-(Thiol-)Gruppe. Cystein kann vermutlich, z. B. in Form von N-Acetyl-Cystein (NAC), auch selbst antioxidativ wirken, aber oft wird die Wirkung von Cystein – als Glutathion-Vorstufe – direkt mit Glutathion assoziiert.

Warum nennt man die reduzierte (= mit Elektronen beladene Form) Glutathion-Form auch „GSH“? G steht für Glutathion, SH für die uns bekannte Thiol-Gruppe, die noch nicht „verbraucht“ ist. Werden die Elektronen verbraucht, verknüpfen sich zwei Glutathion-Moleküle (oxidiert) zu einem „GSSG“ – also Glutathion-Schwefel-Schwefel-Glutathion, was man in folgender Strukturformel noch einmal schön erkennen kann:

Diese Reaktion (2 x GSH zu GSSG) wird von einem bekannten Selen-abhängigen Enzym namens Glutathion-Peroxidase katalysiert.

Zu Liponsäure 

Liponsäure verhält sich ähnlich wie Glutathion, wobei bereits zwei Thiol-Gruppen vorhanden sind. Spenden diese ihre Elektronen, bildet sich intramolekular eine Schwefel-Brücke. Also nicht, wie bei Glutathion, zwischen zwei Liponsäure-Molekülen, sondern innerhalb des Moleküls, was man auf folgender Abbildung sehr schön sehen kann:

Zum Vergleich noch einmal die nicht-oxidierte (= reduzierte) Form:

Praktische Implikationen

Wer genug davon im Körper haben will, der hat ein paar Möglichkeiten:

• Glutathion lässt sich direkt einnehmen (soll funktionieren)
• Vermehrt Cystein als Glutathion-Vorstufe essen (Molke, Ei)
• Vermehrt Cystein als Metallothionein-Vorstufe essen (Molke, Ei)
• Liponsäure schlucken, aber hier lieber die R-Version

Wie du siehst: Cystein spielt eine herausragende Rolle. Ganz einfach deshalb, weil Cystein die Möglichkeit für den Körper darstellt, Schwefel in den Körper zu bekommen und gleichzeitig Proteine damit aufzubauen, die – z. B. in Form von Glutathion oder Metallothioneine – wiederum als körpereigene Antioxidantien fungieren können.

Einschub: Metallothioneine sind auch ein Grund, warum Zink bei Hochdosen so positiv wirkt: Der Körper bindet (zu viel) freies Zink an Metallothioneine. Zink wirkt hierbei als Induktor und heizt die MT-Bildung an – dieses MT wirkt entsprechend dann antioxidativ und bewahrt uns – hoffentlich – vor Radikal-assoziierten Krankheiten, ach ja, und hoffentlich natürlich vor einer Zink-Intoxikation

Weitere Schwefelverbindungen

Schwefel also … Gibt es auch in Form von Methylsulfonylmethan, Taurin, Methionin und den schwefelhaltigen Pflanzenverbindungen, die aus Glucosinolaten hervorgehen (z. B. Sulforaphan). Die Pflanze ihrerseits baut fast alle schwefelhaltigen Verbindungen aus der Aminosäure Methionin.

(Warum findet sich in MT und in Glutathion Cystein … und nicht Methionin? Bei Methionin liegt der Schwefel in einer Kette begraben, bei Cystein hängt die Gruppe frei nach außen. Der Körper kann aber glücklicherweise Cystein aus Methionin bauen.)

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Beeindruckend viele Informationen finden sich zu Salz. Diesem kristallinen Stoff, den wir alle so lieben.

Die Frage ist: Warum lieben wir ihn so?

Ist Salz, in heutigen Mengen, ein Gift?

Mittlerweile sehe ich das so wie, na ja, wie ich das Zucker-Thema sehe. Zucker, also Saccharose. Schmeckt uns sehr, aber schadet uns – mittlerweile nachweislich – auch.

„Salz“ besteht aus den beiden Komponenten Natrium (Na(+)) und Chlorid (Cl(-)). Man muss ein bisschen aufpassen, dass man „Salz“ nicht verwechselt mit „Natrium“ – denn: Natrium macht ca. 40 % der Salzmasse aus. Wenn wir also von 10 g „Salz“ sprechen, meinen wir gleichzeitig auch 4 g Natrium (40 %).

Ähnliche (Denk-)Fehler gibt es auch bei „Zucker“. „Blutzucker“ ist nicht das Gleiche wie „Haushaltszucker“ – der Blutzucker ist „Glukose“ (Treibstoff unserer Zellen) und das, woraus dein Kuchen besteht, ist Saccharose, bestehend aus Fruktose und Glukose, was natürlich mitnichten das Gleiche ist.

Heute dürfen wir – so scheint es – alle wieder ohne Nachdenken Salz über unser Essen streuen. Seit es – industriell verarbeitet – lieferbar ist, finden wir es überall – einmal abgesehen von der Rolle als Konservierungsmittel, wissen wir, dass Salz einfach gut schmeckt, besser gesagt: Essen mit Salz schmeckt gut. Essen ohne Salz eher nicht so.

Dass Salz somit natürlich auch in Verbindung mit unserer Fresssucht gebracht wird, sollte alleine deshalb klar sein.

Die Evolution könnte meinen: Ja!

Klar dürfte bei kurzer Betrachtung der Thematik auch sein, dass wir Menschen, auch schon als Primat, kaum Zugang zu diesem Stoff hatten. Zumindest nicht zu solchen Mengen. Tatsächlich essen Äffchen sehr wenig Salz und die Natrium:Kalium-Ratio ist extrem niedrig. Im Gegensatz zu uns. Bei uns ist sie extrem hoch.

Salz hatte eine Zeit lang einen schlechten Ruf, weil es viele Arbeiten gibt, die einen kausalen Zusammenhang zwischen Salzkonsum und Bluthochdruck darlegen. Ich habe keine Lust auf dieses Thema einzugehen, weil dies nur zur Streitereien führt. Auch, wenn das Thema sicher viel spannender ist, als viele (mittlerweile) glauben. Ob hier – neben der Zucker-Mafia – auch eine Salz-Mafia am Werk ist? Mein unternehmerischer Sachverstand hat hier eine Vermutung.

Was sagt die „Paläo-Diät“?

Wie angedeutet, befassen wir uns, wenn wir uns mit der „Paläo-Ernährung“ auseinandersetzen, häufig nur mit Protein, Kohlenhydraten, Fetten … vielleicht auch mal mit dem Gemüse oder Ballaststoffen. Andere Aspekte ignorieren wir häufig. Hier noch einmal das, was postuliert wurde¹:

• 35-40 % Kohlenhydrate
• kein bis wenig Zuckerzusatz
• über 70 g Ballaststoffe
• viel Protein
• mäßig Fett
• wenig gesättigtes Fett
• ausreichend DHA (Omega 3)
• normal-hoch Vitamin D (4000 IE)
• viel Calcium
• viel Kalium
• …
• Sehr wenig Salz (Siehe Grafik: „Sodium (Na): < 1000 mg“ – das heißt, unter 2 g Salz (NaCl) pro Tag)

Cordain und seine Freunde (Konner, Eaton et al.), aber auch eine ganze Reihe anderer Wissenschaftler, beschäftigten sich ausgiebig und eine ganze Weile hinweg mit der Frage nach der Bluthochdruck-Entwicklung in diversen Jäger-und-Sammler-Kulturen. Dort nämlich fand man nahezu immer sehr niedrige Blutdruckwerte (100-120) – nicht wie bei uns, bis zum 25. Lebensjahr, sondern über eine ganze Lebensspanne hinweg. Zeitgleich analysierten diese Forscher auch die Salz-Zufuhr. Egal ob Kitava, Buschmänner, Aborigines, Kenianer oder andere Stämme: Diese Menschen nahmen tagtäglich extrem wenig Salz zu sich.

Natürlich legten diverse Arbeiten nahe, dass Homo sapiens, als Art, über Jahrmillionen hinweg in ebendieser „Wenig-Salz-Umwelt“ lebte. Außerdem, so scheint es, verfügen wir über hervorragende Mechanismen, Salz zu sparen (es aber nicht ohne Probleme loszuwerden), während wir kaum gute Mechanismen haben, Kalium zu sparen (gleichzeitig werden wir es gut los).

Aber wie gesagt: Auf die Bluthochdruck-Thematik möchte ich gar nicht so sehr eingehen.

Die Hypothese, dass Homo sapiens an eine salzarme Umgebung angepasst ist, finde ich dennoch spannend.

Salz-adäquate Ernährung heilt die Arterien

Kleine Erinnerung: Die innere Gefäßschicht unserer Arterien besteht aus Endothelzellen. Diese Zellen sind dafür verantwortlich, unsere Gefäße gesund zu halten. Das heißt: Optimal weit und – hoffentlich – ohne Fett-Calcium-Gemisch (Arteriosklerose). Endothelzellen sind sozusagen das Teflon unserer Gefäße. Die Endothelzellen produzieren ein Gas namens Stickstoffmonoxid (kurz: Stickoxid, NO) – dieses NO macht die Gefäße weit und schützt unsere Arterien über viele Mechanismen. Ein Abfall dieses Gases geht nicht nur einher mit metabolischer Entgleisung (siehe dazu NO-Guide), sondern auch mit endothelialer Dysfunktion, was einfach nur meint, dass die Arterien nicht mehr richtig funktionieren.

Die grundsätzliche Reaktionsgleichung sieht wie folgt aus: Arginin (+ Co-Faktoren) reagiert via eNOS (Enzym) zu NO (+ Citrullin).

Der Knackpunkt ist häufig nicht das Substrat (Arginin), sondern die Enzym-Funktion, die sich u. a. durch Sport, pflanzliche Stoffe (Resveratrol etc.), Gewichtsabnahme etc. positiv modulieren lässt. Umgekehrt führt eine Verschlechterung der eNOS-Funktion zu einer niedrigeren NO-Bioverfügbarkeit.

(Weiterführende Literatur: NO-Guide)

Die Artikel-Überschrift habe ich gewählt, weil es eine Studie² gibt, die zeigt:

Streicht man älteren Menschen das (zusätzliche) Salz vom Speiseplan, verbessert sich der Blutfluss ganz dramatisch. In einfachen Worten: Die Arterien werden wieder weit. Das ging einher mit einer Steigerung der NO- und BH4-Werte.

Jeder, der den NO-Guide gelesen hat, weiß, dass BH4 unser eNOS-Enzym „beschützt“, so, dass es das von uns gewünschte NO baut.

Die Autoren meinen: Diese Art der Ernährung kehrt – zumindest weitestgehend – vaskuläre Dysfunktionen um.

Was bedeutet, dass Arterien wieder funktionieren, wie sie sollen. Dies wiederum heißt, dass sie uns vor Herzinfarkt, Schlaganfall und Bluthochdruck beschützen. Die „Natrium-Dosis“ betrug hier ca. 1-1,5 g, was 2-3 g Salz (NaCl) entspricht.

In einer anderen Arbeit³ finden wir Hinweise darauf, warum das so ist.

Dort konnte gezeigt werden, dass Salz unser eNOS-Enzym ausschaltet. Sogar in Konzentrationen, die wir durch unseren Salz-Konsum erreichen.

(Das bedeutet: Es bringt nichts, 10 g Arginin zu schlucken, wenn man das Ganze mit einer Salzlösung runterspült.)

Übrigens: Dieselben Wissenschaftler haben in dieser Arbeit nachgewiesen, dass eine Salz-Infusion den Blutdruck ansteigen lässt, direkt abhängig von der zugeführten Salzkonzentration. Es liegt natürlich nahe, dass dies durch die eNOS-Inaktivierung verursacht wird.

„Arginin-Effekte“ ohne Arginin

Forscher wie Lindeberg wunderten sich immer, warum Menschen wie die Kitava-Bewohner so selten Zivilisationskrankheiten aufwiesen. Ihnen standen einige entscheidende Daten – anscheinend – noch nicht zur Verfügung. Okay, das stimmt wohl nicht ganz. Wir erinnern uns an den deutschen Amerikaner, Dr. Kempner⁴, der „Schwerstkranke“ (Arteriosklerose, Angina pectoris, Fettleibigkeit, Diabetes, Herzrhythmusstörungen, Nierenschäden etc.) mit einer salzarmen „Reis-Diät“ nahezu komplett heilte – bereits in der Nachkriegszeit. Aber: Lindeberg und Co. wussten also zum Beispiel nicht, dass eine salzadäquate (bei uns: salzarme) Ernährung das von uns ausführlich besprochene Stickoxid (NO) ansteigen lässt, die als die gefäßschützende Substanz überhaupt gilt. Endotheliale Dysfunktion (und daraus folgend: Arteriosklerose -> Herzinfarkt/Schlaganfall) ist Todesursache Nummer 1 in „zivilisierten“ Ländern.

Spannend finde ich die Frage nach dem tatsächlichen Salz-Bedarf. Wir männlichen Europäer gönnen uns gut und gerne mal 10 g NaCl (Salz)⁵, was ca. 4 g Natrium entspricht. Davon lebenswichtig scheint nur ein Achtel zu sein, also 500 mg. Wobei hier bereits körperliche Aktivitäten etc. mit eingerechnet wären. Das absolute Minimum liegt eher bei 120 mg, also entsprechend ca. 250 mg NaCl ⁶.

Wer die Paläo-Ernährung „leben“ will, der sollte sich nicht nach dem richtigen Kohlenhydrat-Gehalt, sondern nach prinzipiellen Eckpfeilern fragen. Salz könnte ein solcher Eckpfeiler sein. Genau wie Bewegung, Sonne, DHA/EPA, Stress-Management und naturbelassene Nahrung – die ja wiederum „salzadäquat“ ist. Ohne Extra-Salz.

Natürlich darf gefragt werden, ob das gleiche Szenario auch für Sportler gilt. Zum einen könnte man antworten: Müssen sich Jäger und Sammler nicht auch bewegen? Schwitzt man nicht in Afrika oder in Südamerika? Zum anderen könnte man antworten: Wer mehr verbraucht, darf auch mehr zuführen, da er Salz über die Haut ja quasi „entgiftet“. Allerdings darf man sich dann fragen, ob der Schweiß nicht auch „salzarm“ daher kommen kann (bei entsprechender Ernährung) und wie hoch der zusätzliche Bedarf eines Sportlers tatsächlich ist. Mit anderen Worten: Man braucht vielleicht trotzdem kein Salzstreuer zuhause.

PS: Weil es so amüsant ist, dass es mittlerweile so viele Hobby-Anthropologen gibt, die sich scheinbar bestens mit der „korrekten“ Ernährungsform für Homo sapiens auskennen, möchte ich noch einmal auf die obige Grafik verweisen. Dort haben „echte“ Wissenschaftler den tatsächlichen, durchschnittlichen Gehalt einer „korrekten“ Ernährungsform für H. sapiens niedergeschrieben. Mich wundert es doch immer sehr, dass es Menschen gibt, die glauben, sie seien Individuen des einen Volkes, das unseren Erwartungswert am einen Ende des Spektrums so beeinflusst, genannt Inuit. In anderen Worten: Es gibt weit, weit mehr Jäger und Sammler, die Kohlenhydrate essen, als welche, die keine essen. Aber … „Durchschnitt“ – klingt zu normal.

Disclaimer

Vorsicht! Auch wenn wir in diesem Artikel grundsätzliche (physiologische) Mechanismen besprochen (Salz reguliert eNOS-Funktion) und auch ein recht „ganzheitliches“ Bild generiert haben, müssen wir trotzdem immer an individuelle Schwankungen denken.

Heißt: Es gibt sehr sicher Menschen, die stärker respektive schwächer auf eine Salzzufuhr reagieren. Auch sollte klar sein, dass Menschen mit niedrigem Blutdruck vielleicht gerade von einer leicht höheren Salzzufuhr profitieren könnten. Auch scheint die Salzzufuhr Cortisol-Anstiege zu provozieren, was einigen Lesern wiederum helfen könnte.

Grundsätzlich aber sollte gerade der Durchschnittsbürger die oben genannten Tatsachen im Auge behalten, denn in nahezu allen Nahrungsmitteln (des Supermarktes) finden wir heute größere Mengen Salz.

Referenzen

Der Beitrag Warum Jäger und Sammler keine Arginin-Kapsel schlucken erschien zuerst auf edubily.

Beitrag von Tim

Es steht inzwischen außer Frage, dass eine schlechte Insulinsensitivität (=Insulinresistenz) eine zentrale Rolle im metabolischen Syndrom einnimmt. Dieses Konglomerat an Risikofaktoren hat sich mittlerweile in epidemischem Ausmaß innerhalb der modernen Gesellschaft manifestiert. Gleichermaßen wie es die Lebenserwartung und -qualität der Betroffenen reduziert, droht es zusätzlich die Gesundheitssysteme zu überlasten.

Folglich wird seit einiger Zeit enorm investiert, um die Insulinresistenz besser zu verstehen.

Doch auch als metabolisch gesunder Mensch ist die Insulinsensitivität definitiv ein Thema, mit welchem man sich mit Hinblick auf sportliche Leistung und Langlebigkeit auseinandersetzen sollte. Und es gibt unendlich viele spannende Blickwinkel, von denen aus man dieses Thema betrachten kann.

Der folgende Artikel wird in dieselbe Kerbe schlagen, welche edubily schon seit einiger Zeit mithilft für die Allgemeinheit sichtbar zu machen:

Stickstoffmonoxid für einen gesunden Stoffwechsel (engl. “nitric oxide”; s. NO-Guide).

In Kürze

• Körperliche Aktivität erhöht die Glucoseaufnahme der Muskulatur und verbessert die Insulinsensitivität
• Insbesondere die gesteigerte Durchblutung der Muskulatur scheint hierfür bedeutend
• Insulin aktiviert das Enzym eNOS und erhöht die Produktion von Stickstoffmonoxid à Vasodilation
• Im trainierten Muskel wird eNOS viel stärker durch Insulin aktiviert (“priming”?)
• somit bewirken insulinogene Lebensmittel auch noch 48 Stunden nach dem Training eine Weitstellung der Gefäße im Muskel à lokal gesteigerte Nährstoffaufnahme und systemisch verbesserte Blutzuckerkontrolle
• Supplementierung mit zB L-Citrullin oder L-Arginin für eine gesteigerte eNOS-Funktion sollte bekannt sein
• Aber: Im Blut zirkulieren ebenfalls alternative Vorstufen für Stickstoffmonoxid: Nitrat und Nitrit
• Die Konversion von Nitrat/Nitrit zu Stickstoffmonoxid ist im Gegensatz zum eNOS-Signalweg unabhängig von pH und Sauerstoff à bei intensiveren Belastungen womöglich bedeutendes Reservoir um Blutgefäße zu erweitern
• Einige Evidenzen, dass Nitrat/Nitrit als leistungssteigerndes Supplement oder bei (fatalen) Herz-Kreislaufprobleme gute Dienste leisten kann
• Rote Bete und grünes Gemüse, wie Spinat, sind gute Nitrat-Quellen

Die Muskulatur stellt nach einer kohlenhydratreichen Mahlzeit immer den mit Abstand größten Abnehmer von Glucose dar (ca. 80 %) (de Fronzo et al., 2009).

Im Vergleich dazu nimmt das Fettgewebe selbst bei erhöhten Insulinspiegeln nur marginal Glucose auf (2-4 %).

Körperliche Aktivität steigert die Insulinsensitivität. Das ist kein Geheimnis mehr (siehe Richter et al., 2001).

Während und unmittelbar nach dem Training (2-4 Stunden) ist die Rate der Glucoseaufnahme in die Muskulatur stark erhöht. Interessanterweise geschieht dies Insulin-unabhängig (Ryder et al., 2001).

Gibt man zusätzlich Insulin hat dies einen additiven Effekt. Diese Beobachtung lässt vermuten, dass zwei distinkte Mechanismen wirken. Tatsächlich sprechen verschiedene wissenschaftliche Arbeiten von zwei separaten “Pools” an Glucosetransportern (GluT4), welche nebeneinander in der Muskelfaser vorliegen (Ploug et al., 1998)

Der eine Pool wird durch Insulin aktiviert, der andere durch Muskelkontraktionen.

Im Ruhezustand finden sich die Glucosetransporter (GluT4) in intrazellulären Reservoirs oder “Pools”, die bei Bedarf rekrutiert werden können.  Bedarf wird signalisiert durch (a) Insulin sowie (b) Muskelkontraktionen.

Wie erwähnt klingt die trainingsinduzierte Steigerung des Glucosetransports schon wieder 2-4 Stunden nach dem Sport wieder ab. Allerdings reagiert der trainierte Muskel auch noch später sensitiver auf eine Insulinstimulation, ein Phänomen das bis zu 48 Stunden anhalten kann (Mikkines et al., 1988; Dela et al., 1992; Woijateszewski, et al., 2000).

Warum genau nach einem einzigen Training der Muskel noch Tage später Insulin-sensitiver ist, bleibt weitestgehend unklar.

Ich möchte mich hier auf folgenden Punkt beschränken:

Hämodynamik – Welches Gewebe wird wann, wie stark durchblutet?

Bei Belastung müssen die Nährstoffe natürlich auch verstärkt über das Blut zum arbeitenden Gewebe transportiert werden.

Ich fand es schon immer irgendwo abstrus, dass das Gefäßsystem häufig als passive Struktur angesehen wird …quasi als ein statisches Kabelnetzwerk.

Dabei ist es ein äußerst dynamisches Gebilde, das sich aus vielen Zelltypen zusammensetzt. Es kann rapide den lokalen Gefäßdruck anpassen oder bei Bedarf neue Gefäße bilden.

Bei all dieser Dynamik und Plastizität – wäre es da nicht angebracht dem Gefäßsystem mehr Beachtung zu schenken, zum Beispiel auch wenn es um die Blutzuckerkontrolle geht?

Einige wenige Studien deuten tatsächlich daraufhin, dass das Endothelium maßgeblich den Glucosetransport mit reguliert. Es bestimmt welches Gewebe wie stark durchblutet wird und letztlich auch die Rate, mit welcher Glucose in das Gewebe übertritt. (Huang et al., 2012; Jais et al., 2016)

Kürzlich durfte ich dem Vortrag eines Wissenschaftlers beiwohnen, welcher wie kein anderer das Feld der Insulinsensitvität prägte. Seine aktuellen Daten deuten ebenfalls daraufhin, dass die erhöhte Insulinsensitivität nach dem Training in erster Linie auf eine verbesserte Durchblutung der Muskulatur zurückzuführen ist.

Eine verbesserte Durchblutung hat in erster Linie etwas mit der Weitstellung von Blutgefäßen zu tun. Dies geschieht unter anderem durch die lokale Produktion des Gases Stickstoffmonoxid (NO). Im, hoffentlich bekannten, NO-Guide von edubily wird sehr detailliert die Funktion des zugrundeliegenden Enzyms beschrieben – der endothelialen Stickstoffmonoxidsynthase (eNOS).

Wichtig zu wissen ist, dass Insulin unter anderem auch auf eNOS wirkt und somit die Stickstoffmonoxid-Produktion im Muskel steigert (Kubota et al., 2011).

Ist dieser Muskel vorher trainiert worden, wird eNOS offenbar viel stärker durch Insulin als im untrainierten Muskel (Roberts et al., 1997; Ross et al., 2007).

Konkret bedeutet das: Falls man nur das rechte Bein trainiert, wird dort 48 Stunden später unter Insulin-Einfluss deutlich mehr NO gebildet als im linken Bein. In der Folge wird das rechte Bein viel stärker durchblutet und nimmt daraufhin auch mehr Glucose auf als das untrainierte Bein.

Es wird wohl vom Gefäßsystem erkannt: “Dieser Muskel ist gerade in der Regeneration und benötigt mehr Nährstoffe à mehr Stickstoffmonoxid produzieren!”

Hemmt man im  Nager oder im Menschen nach einem Training auf pharmakologische Weise das eNOS-System, verschwindet die ansonsten gesteigerte Insulinsensitivität und ist nicht mehr von einem untrainierten Muskel zu unterscheiden.

Daraus lässt sich schlussfolgern, dass bei diesem Phänomen das eNOS-System (beziehungsweise Stickstoffmonoxid ganz allgemein) involviert  zu sein scheint.

Edubily-Leser kennen hoffentlich die hiesigen Empfehlungen für eine Verbesserung der eNOS-Funktion. Abseits von Citrullin-Malat und Co. gibt es  allerdings eine weitere (!) eNOS-unabhängige Quelle für Stickstoffmonoxid, die ich hier ansprechen möchte:

Nitrat/Nitrit – vom Bösewicht zum gefeierten Helden

Lange Zeit wurde Nitrit und Nitrat ausschließlich mit Dingen wie Pökelsalzen oder überschrittenen Grenzwerte in der Stickstoffdüngung in Verbindung gebracht.

Aktuell scheint der vorherrschende Dogmatismus allerdings zu schwinden und eine etwas differenziertere Meinung wird immer populärer.

Nitrat ist immerhin eine natürliche Verbindung und findet sich in bestimmtem Gemüse, welches sich eigentlich eher in gemeinhin als “gesund” angesehene Ernährungsformen finden lässt (Webb et al., 2012).

Nitrathaltige Lebensmittel wären zum Beispiel die Rote Bete, Spinat oder grünes Blattgemüse ganz allgemein.

Nitrit wird also über die Ernährung vom Körper aufgenommen. Letztlich konnte dann gezeigt werden, dass im Körper zirkulierendes Nitrit als Vorstufe von Stickstoffmonoxid dienen kann (Zweier et al., 1995; Modin et al., 2001; Demoncheaux et al., 2002; Cosby et al., 2003).

Information

Neben der Aufnahme über die Nahrung produziert der Körper allerdings auch kontinuierlich selbst Nitrat und Nitrit.

Ihr wisst, dass das eNOS-Enzym  aus L-Arginin das so wirksame Stickstoffmonoxid produziert, welches den lokalen Blutdruck senkt. Da NO bei längerer Wirkdauer äußerst toxisch sein kann, wird es recht zügig in ungefährliche Substanzen umgewandelt. Unter anderem wäre dies Nitrat und Nitrit.

Mit einer normalen Portion an nitratreichen Gemüse nimmt man allerdings mit Leichtigkeit die Menge auf, die der Körper über einen Tag auf diesem Wege selbst produziert.

Es liegt wohl ein reger Übergang zwischen dem L-Arginin/eNOS-System und dem Nitrat-Nitrit-NO System vor (s. Abbbildung 2).

Es ist bekannt, dass regelmäßiges Training zu einer verstärkten Aktivität von eNOS führt. Deshalb bilden Athleten grundsätzlich mehr NO und weisen folglich auch höhere Nitrat/Nitritspiegel auf (Green et al., 2004; Jungersten et al., 1997).

Übergewicht und Typ II Diabetes mellitus reduziert die NO-Spiegel (Gruber et al., 2008; Bender et al., 2007; Higashi et al., 2001).

Allgemeine Referenzbereiche:
Nitrat: 20–40 uM
Nitrit:  50-300 nM

Das inzwischen bekannte eNOS-Enzym kann aus der Aminosäure L-Arginin das gasförmige Signalmolekül “Stickstoffmonoxid (NO)” generieren. Dieser Prozess ist Sauerstoff-abhängig (oxidativer Pathway) und kann neben regelmäßigem Sport auch durch die Gabe von L-Arginin, L-Citrullin, Folat  usw. optimiert werden (s. NO-Guide).

NO wird zügig  wieder eliminiert und zum Teil in Nitrat/Nitrit umgewandelt. Die Rückreaktion ist allerdings ebenso möglich und somit dienen Nitrat/Nitrit als effektive NO-Vorstufen. Dieser reduktive Weg benötigt kein Sauerstoff und unterstützt die Gefäßfunktion somit besonders unter intensiver körperlicher Belastung oder im Kontext verschiedenster Gefäßpathologien.

Durch über die Nahrung aufgenommenes Nitrat können in beiden Fällen Verbesserungen erzielt werden.

Kein Sauerstoff? Kein Problem für Nitrat/Nitrit 

Da die Reduktion von Nitrit zu Stickstoffmonoxid im Gegensatz zur enzymatischen eNOS-Reaktion nicht auf das Vorhandensein von Sauerstoff angewiesen ist, wird der Nitrit-Pool wohl besonders unter hypoxischen-ischämischen Bedingungen rekrutiert. Somit stellt er womöglich einen Sicherungsmechanismus dar damit ausreichend NO bei Sauerstoffmangel produziert werden kann.

Im Kontext eines Herzinfarkts scheint Nitrit tatsächlich cardioprotektiv zu wirken (Zweier et al., Cosby et al., 2003).

Ähnlich positiv wirkt sich eine Nitritgabe auch bei Schlaganfällen oder Ischämie-Reperfusionsschäden der Niere aus (Jung et al., 2006; Tripartara et al., 2007).

Leistungssteigernde Substanz

Athleten wissen, dass sich ab einer gewissen Intensität auch die kontrahierende Skelettmuskulatur selbst von der Blutversorgung abzuschnüren beginnt. Ein verstärkter Blutfluss zum arbeitenden Muskel, den Herzkranzgefäßen und der Lunge könnte durchaus leistungssteigernd sein.

Und tatsächlich gibt es inzwischen einige Studien, welche Nitrat als ein effektives, ergogenes Supplement ausgemacht haben wollen (Larsen et al., 2005; Bailey et al., 2001; Lansley et al., 2011; Ashmore et al., 2014).

Allerdings scheint nicht jeder gleich gut darauf anzusprechen, was eventuell auf den Trainingszustand zurückgeführt werden könnte. Generell sollte man sich allerdings eher langsam herantasten, denn in manch einem kann der Blutdruckabfall zu stark ausgeprägt sein, sodass es am Ende eher leistungslimitierend wirkt (Webb et., 2008;  Cosby et al., 2003; Larsen et al., 2006; Dejam et al., 2007).

Information

Zusätzlich zu einer besseren Durchblutung leistungsrelevanter Gewebe hat Nitrat/Nitrit einen direkten Einfluss auf die zelluläre Energetik.

Nitrit scheint die ATP-Produktion deutlich effektiver und bei reduziertem Sauerstoffbedarf ablaufen zu lassen (Cleeter et al., 1994; Larsen et al., 2005; Bailey et al., 2001; Lansley et al., 2011; Ashmore et al., 2014).

Man vermutet, dass exakt diese Steigerung der mitochondrialen Effizienz letztlich auch zu weniger oxidativem Stress führt, welcher bekanntermaßen beim Training (oder noch mehr bei Ischämie-Reperfusionsschäden) anfällt.
Durch die effizientere Energetik werden generell die Glykogen- und Phosphocreatinspeicher geschont.

Auch der Mineralienhaushalt wird offensichtlich positiv beeinflusst, wie z.B.  Kalium und Calcium.

Rote Bete Saft

Für die Supplementierung wird am häufigsten der Rote Bete Saft eingesetzt. Circa 250-500 ml Saft reichen in der Regel aus, um auf die wirksame Nitratmenge zu kommen, welche in den meisten Studien zum Einsatz kam.

Nach dem Konsum nitratreicher Lebensmittel werden maximale Serumspiegel nach etwa 60-120 Minuten erreicht (van Velzen et al., 2008; Wylie et al., 2014).

Verwendete Dosis
– 6,4 mg -12,8 mg/kg Körpergewicht (= 500 mg für eine 75 kg schwere Person)
– 1 Kilogramm Bete enthält um die 1300 mg Nitrat

Neben Nitrat finden sich außerdem viele weitere interessante Substanzen in der Rote Bete wie z.B. wichtige Spurenelemente (Kalium, Magnesium), Farbpigmente wie die Betalaine oder das eventuell ebenfalls ergogene Betain (=Trimethylglycin) (Vulic et al., 2013; Lee et al., 2010).

Eine eventuelle Rotfärbung des Urins ist grundsätzlich ungefährlich.

Warum wir auf die Bakterien in unserer Mundhöhle angewiesen sind

Ohne allzu sehr auf die zugrunde liegende Chemie einzugehen möchte ich trotzdem erwähnen, dass Nitrat und Nitrit nicht ein und dasselbe sind.

Nitrat (NO3-) ist deutlich weniger reaktiv und damit “ungefährlicher” als das weiter reduzierte Nitrit (NO2). Ein weiterer Grund eher zum nitrathaltigen Rote Bete Saft zu greifen.

Der Mensch hat nun allerdings ein Problem:

Ihm fehlen Enzyme um Nitrat aus z.B. Roter Bete in Nitrit umzuwandeln.

Zum Glück finden sich in den Speicheldrüsen unserer Mundhöhle kommensale Bakterien, welche diesen Job übernehmen.  Kommen sie mit Nitrat in Kontakt, wandeln sie es in Nitrit um und geben einen Teil davon über den Speichel an uns zurück.

Information:
Auch wenn es sicher besser-schmeckende Drinks gibt:

Rote Bete Saft als  pre-Workout Supplement für besseren “Pump” sollte man deshalb vielleicht nicht unbedingt auf Ex herunterkippen

Nach einer nitrathaltigen Mahlzeit ist das Nitrit in unserem Speichel konzentriert, welchen wir nach und nach Schlucken. Auf Grund des sauren pH im Magen protoniert das Nitrit zum Teil zu Salpetersäure (HNO2; pKa ~3.3) und zerfällt zu NO. Beides tödliche Waffen gegen pathogene Keime, weshalb unter anderem eine nitratreiche Ernährung mit einer besseren Sterilisierung des Chymus assoziiert ist. Übrigens werden auch die Nebenwirkungen von z.B. Acetyl Salicylsäure (ASS/Aspirin®) oder anderen COX-1-Inhibitoren abgemildert.

Nitrathaltiges Gemüse scheint der Magenfunktion in vielerlei Hinsicht zu helfen.

Nitratreiche Lebensmittel kommen in Kontakt mit kommensalen Bakterien unserer Mundhöhle. Diese akkumulieren nach einer Mahlzeit das gebildete Nitrit und geben es kontrolliert über den Speichel ab.

Im Magen resultiert dies in einer effizienteren Sterilisierung des Chymus, einer vermehrten Bildung von Mucus und einer gesteigerten Durchblutung (engl. Entero-salivary pathway).

Literatur

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