L-Carnitin

Was ist L-Carnitin?

L-Carnitin spielt eine besondere Rolle im Rahmen des Fettstoffwechsels.  L-Carnitin ist ein  Transportstoff (Biocarrier), der benötigt wird, um langkettige Fettsäuren für die Energiegewinnung in der Muskelzelle bereitzustellen. Carnitin ist ein vitaminähnlicher Wirkstoff, den der menschliche Organismus unter Zuhilfenahme von Vitamin C, B6, B12, Niacin, Folsäure, Eisen sowie verschiedener Enzyme eigentständig synthetisieren kann. Die Synthese kann jedoch gestört werden, wenn einer der benötigten Stoffe nicht in ausreichendem Maße vorhanden ist. Daneben wird L-Carnitin aber auch aus der Nahrung in Form der beiden essentiellen Aminosäuren Methionin und Lysin aufgenommen. Diese beiden Aminosäuren bilden eine gemeinsame Eiweißverbindung, das so genannte L-Carnitin. Es spielt eine essentielle Rolle im Energiestoffwechsel menschlicher, tierischer und pflanzlicher Zellen.

Bereits im Jahre 1905 wurde L-Carnitin als ein wichtiger Bestandteil der Muskulatur entdeckt. Daher rührt auch sein Name: Carnitin von lat. «Carnis» (Fleisch).

Aufgaben von L-Carnitin

Dass L-Carnitin eine essenzielle Funktion beim Transort der Fettsäuen in die Mitochondrien der Zelle zukommt wurde bereits 1955 entdeckt. Die Körperzellen verfügen über so genannte Mitochondrien. Die Mitochondrien sind auch als “Kraftwerke der Zelle” bekannt. Damit diese Energiekraftwerke arbeiten, benötigen sie Fettsäuren. Diese Fettsäuren müssen erst in die Mitochondrien transportiert werden. Langkettige Fettsäuren können jedoch die Hülle der Mitochondrien nicht allein durchdringen. Diese Rolle des Trägers übernimmt hier das L-Carnitin: Es heftet sich an die Fettsäuren und schleust sie in die Mitochondrien.  Hier werden die Fettsäuren über die ß-Oxidation abgebaut, wobei Energie entsteht. Neben dieser „Transportfunktion“ beteiligt sich L-Carnitin an vielen biochemischen Prozessen des Organismus entweder in direkter oder indirekter Weise. So kann beispielsweise eine ärztlich verordnete Dosis an L-Carnitin eine Verbesserung der Blutfettwerte bewirken und sich somit auf Herzkrankheiten günstig auswirken.

Natürliche Quellen von L-Carnitin

L-Carnitin ist in gewisser Weise in jeder Körperzelle vorhanden. Es ist in der Muskelzelle immer bedarfsgerecht vorhanden, es wird nicht verbraucht, sondern steht immer wieder als Transporteur anszur Verfügung. Liegt ein Mangel an L-Carnitin vor, so werden weniger Fettsäuren in die Mitochondrien transportiert, so dass weniger Fett in Energie umgesetzt werden kann. Auch wenn der menschliche Körper L-Carnitin aus den Aminosäuren Methionin und Lysin selbst bilden kann, nimmt er es hauptsächlich über Fleisch auf. Vor allem in rotem Fleisch finden sich große Mengen L-Carnitin, ganz besonders in Schaf- und Lammfleisch. Geflügelfleisch, von vielen Bodybuildern bevorzugt, ist dagegen carnitinärmer, vegetarische Lebensmittel enthalten wenig oder gar kein L-Carnitin. Bei einer ausgewogenen Ernährung nimmt der Mensch täglich zwischen 100 und 300 mg L-Carnitin durch die Nahrung zu sich. Vegetarier hingegen führen sich mit der Nahrung durchschnittlich nur etwa 2–10 mg Carnitin zu. Der restliche Bedarf wird durch die endogene Synthese gedeckt, wenn die essentiellen Kofaktoren Vitamin C, Vitamin B6, Niacin und Eisen in ausreichender Menge zur Verfügung stehen. Der Gesamtbestand an L-Carnitin im Körper beträgt etwa 20–25 g, wobei der Anteil in Geweben mit einem hohen Fettsäuremetabolismus besonders hoch ist. In Herz- und Skelettmuskulatur sind 98 % der Reserven gespeichert. Die Nieren scheiden täglich etwa 20 mg mit dem Urin aus. Der Normalwert des L-Carnitins im Plasma liegt zwischen 40 und 80 µmol/l, wovon etwa 70–85 % als freies Carnitin verfügbar sind. Da L-Carnitin ein wasserlösliches Molekül ist, wird es bei einer Hämodialyse mit aus dem Blut der Nierenpatienten entfernt. Dies hat die Folge, dass Dialysepatienten sehr niedrige L-Carnitin-Blutwerte haben. Patienten mit fortgeschrittener Niereninsuffizienz nehmen häufig L-Carnitin, entweder oral oder intravenös, um diese Verluste wieder auszugleichen.

Industrielle Herstellung

In den späten 70er Jahren gelang die industrielle synthetische Herstellung grösserer Mengen L-Carnitin. Seither wird es in der Ernährung von Mensch und Tier eingesetzt. L-Carnitin kann über verschiedene Wege im industriell gewonnen werden. Beispielsweise über einen, die körpereigene Biosynthese imitierenden, biotechnologischen Prozess: In großen Fermentationsbehältern wird dabei die Vorstufe von L-Carnitin (γ-Butyrobetain) mit Hilfe von gramnegativen Bakterien (Rhizobien) in L-Carnitin umgesetzt. Nahrungsergänzung Carnitin als Fettverbrenner Oft wird Carnitin als Ergänzung empfohlen, um einen besseren Umsatz der Fettsäuren bei sportlicher Betätigung zu erreichen, da der Stoffwechsel bei Übergewichtigen i. d. R. nicht an die körperliche Leistung angepasst ist. Die zusätzliche Einnahme von Carnitin wird in Studien teilweise kontrovers diskutiert. Experten wie Marconi oder Neumann (Lonza) sind auf Grund von Studien von der positiven Wirkung einer zusätzlichen Carnitineinnahme auf den aeroben und anaeroben Stoffwechsel der Muskulatur (Fett- und Kohlenhydratstoffwechsel) überzeugt.

Studien

Wissenschaftler der Universität Leipzig konnten 2002 erstmals nachweisen, dass L-Carnitin als Nahrungsergänzung den Abbau von langkettigen Fettsäuren in vivo (am lebenden Organismus) bei gesunden Erwachsenen ohne L-Carnitin-Mangel steigern kann. Bei der Studie erhielten die Probanden vor und nach der Nahrungsergänzung mit L-Carnitin markierte Fettsäuren mit einer Mahlzeit. Im Anschkuss wurde markiertes CO2 als Abbauprodukt der markierten Fettsäuren in der Ausatmungsluft gemessen. Hierbei wurde ein signifikanten Anstieg an markiertem CO2 in der Ausatmungsluft gemessen, was auf eine deutliche Steigerung der Fettverbrennung bei gesunden Erwachsenen nach L-Carnitin-Einnahme hinweist. Durch eine Forschungsgruppe der Universität Rostock konnten diese Ergebnisse bestätigt wrden. Die Rostocker Wissenschaftler verwendetet einen etwas modifizierten Ansatz kamen aber zu ähnlichen Ergebnissen: die Nahrungsergänzung mit L-Carnitin konnte auch hier bei leicht übergewichtigen Erwachsenen die Oxidation langkettiger Fettsäuren deutlich erhöhen. Die Wissenschaftler wiesen darauf hin, dass diese Studienergebnisse wichtig seien für alle, die sich sportlich betätigen, die aktiv ein gesundes Körpergewicht anstreben, sowie für Menschen mit erhöhtem Energiebedarf. In verschiedenen Studien soll die Einnahme von wenigen Gramm (2–4 g) L-Carnitin zu einer erhöhten Sauerstoffaufnahmekapazität – ein Parameter für den Trainingszustand eines Sportlers, einer Veränderung des respiratorischen Quotienten (RQ) (Ein verkleinerter RQ-Wert ist ein Zeichen dafür, dass zur Energiegewinnung vermehrt Fettsäuren anstelle von Glykogen/Glucose bereitgestellt werden) – und verringerten Laktatwerten führen.

Insbesondere Ausdauersportler nehmen L-Carnitin häufig als Nahrungsergänzungsmittel zu sich, da einige Studien zeigen, dass durch die Einnahme von L-Carnitin Leistungssteigerungen erzielt werden können. Diese Leistungssteigerung bezieht sich auf die Regeneration nach großer sportlicher Anstrengung. Carnitin wird im Sport daher noch immer als einer der am stärksten wirkenden Leistungsförderer und Fatburner gehandelt. Dabei ist L-Carnitin aber auch kein Wundermittel, ohne ausreichende Bewegung (Fettverbrennung bei aeroben Ausdauerbelastungen) und gesunde Ernährung nimmt man auch durch bloße Zugabe von L-Carnitin nicht ab.  Im Falle eines L-Carnitin-Mangels, wier er bei Vegetariern auftreten kann,  feststellbar durch eine Blutuntersuchung, kann eine L-Carnitin-Substitution sicherlich sinnvoll sein. Bei der Supplementierung ist zu beachten, dass die optimale Wirkung von L-Carnitin erst 1½–2 Stunden nach der Einnahme vorliegt.

Anderen Studien konnten eine Leistungssteigerung jedoch nicht bestätigen.

Resultate von Wissenschaftlern der University of Connecticut in den USA eröffneten jedoch völlig neue Perspektiven hinsichtlich der Rolle von L-Carnitin. Danach führte die tägliche Einnahme von L-Carnitin vor intensiven Belastungen bei gesunden Freizeitsportlern zu einer deutlich niedrigeren Produktion von freien Radikalen, weniger Muskelkater und weniger Muskelschäden nach dem Training. Dies wierderum bestätigt die Ergebnisse früherer Studien, die besagten,  dass die Einnahme von L-Carnitin die Erholung unterstützen kann. L-Carnitin verbesserte auch deutlich die durchschnittliche Leistung und resultierte in einer schnelleren Erholung nach großen körperlichen Anstrengungen. Diese Schutzwirkung ist wohl zum Teil auf eine verbesserte Sauerstoffversorgung der Muskeln durch verstärkte Durchblutung zurückzuführen.

Mangel

Ein Mangel von L-Carnitin in den Zellen führt zu einer Verminderung des Fettsäuretransports in die Mitochondrien. Dies kann insbesondere am Herzmuskel schwere gesundheitliche Beeinträchtigungen zur Folge haben. An der hormonellen Kontrolle des Funktionszustandes des Stoffwechsels, insbesondere der Muskulatur, sind Regulationssysteme beteiligt, die nur bei ausreichender Verfügbarkeit von L-Carnitin zuverlässig arbeiten können. Daher ist auf eine ausreichende Versorgung mit L-Carnitin über die Nahrung zu achten. Eine schädliche Wirkung durch überschüssige Zufuhr von L-Carnitin konnte bislang nicht festgestellt werden, wohl aber durch einen Mangel, der belastungsbedingt entstehen kann. Daher sollte auf ausreichende und regelmäßige Aufnahme von L-Carnitin über eine abwechslungsreiche Mischkost mit Fleisch insbesondere bei hohen körperlichen Belastungen geachtet werden.

Herrscht im Körper ein L-Carnitin-Mangel, begünstigt dieser Umstand evtl. stärkere Fettanreicherungen und der Körper ist gestellten Anforderungen nicht gewachsen, da der gesamte Energiehaushalt beeinträchtigt ist. Ist aber der Bedarf gedeckt, hat eine weitere Zugabe von L-Carnitin keinen Effekt.

Ausschlaggebend ist also, welche Aktivität dem Körper abverlangt wird und das ausreichende Vorhandensein von L-Carnitin, um so für eine funktionierende Synthese im Körper zu sorgen. L-Carnitin wird keinesfalls eigenständig als Fatburner fungieren.