Von Kurtis Frank | Benötigte Lesezeit: 17 Minuten |
In letzter Zeit haben wir uns vermehrt mit ergogenischen (d.h. leistungssteigernden) und der Gesundheit zuträglichen (jedenfalls in den richtigen Mengen dosiert) Substanzen beschäftigt. Zu nennen wären u.a. dem Testo-Booster D-Asparaginsäure, Aromatase-Hemmern, Balanceherstellern, wie Cannabis (*hust*) und Komposita zur Blutzuckerkontrolle (Zimt), die bei Bedarf noch einmal nachgelesen werden können. Der heutige Artikel schlägt daher in eine ähnliche Kerbe – konkret gesprochen werden wir uns nämlich mit einer sehr interessanten intrinsischen Substanz beschäftigen, die nicht nur in unserer herkömmlichen Ernährung vorkommt, sondern eine Substanz, die in letzter Zeit an Popularität in Wissenschafts- und Sportlerkreisen gewonnen hat: dem Metabolit Cholin, welches über erstaunliche Eigenschaften verfügt und neben einigen gesundheitlichen Vorteilen auch ein gewisses leistungssteigerndes Potenzial besitzt.
Cholin (der Name leitet sich aus dem Griechischen Wort für „Galle“ ab – dem Ort, wo es zuerst von deinem deutschen Chemiker entdeckt wurde, nämlich der Schweinsgalle) ist zum größten Teil deswegen interessant, weil es zu einer bestimmten Substanzgruppe gehört, die wir im folgenden als „Methyl-Spender“ betiteln werden. (man könnte sich auch auf den Begriff „Pseudovitamin“ einigen)
Methyl-Spender? Das sind Stoffe die in unserem Körper als Puffer dienen, weil sie in der Lage sind Metyhlgruppen abzugehen – quasi zu spenden – und damit in vielen bio-chemischen Prozessen des Körpers von immenser Wichtigkeit sind; zu den Methyl-Spendern gehören u.a. auch die bekanntere Folatsäure (heute: Folsäure), Methionin, Betaine, Trimethylglycine aka TMG (25). Das wirklich coole an den Substanzen ist aber, dass sie in der Lage sind das Erbgut zu beeinflussen bzw. Gene „ein“ und „aus“ zu schalten; ein Prozess den wir als „Methylation“ bezeichnen. (Der Forschungsbereich der Epigenetik beschäftigt sich extensiv mit dieser Art der Genexpression – wer sich mehr dafür interessiert, dem empfehle ich das hervorragende Buch „Der zweite Code – Epigenetik oder: Wie wir unser Erbgut steuern können“ von Peter Spork.). Diesen Punkt – der Beeinflussung der Gene durch eine gesteigerte Cholinzufuhr – werden wir noch am Ende des Artikels kurz aufgreifen. Kleiner Hinweiß: Es geht um Übergewicht.
Der Begriff DNA-Methylation bzw. Methylierung stammt aus dem Forschungsfeld der Epigentik („Über-Genetik“), welches sich mit der Aktivierung und Deaktiverung des Erbgutes beschäftigt. Mit Hilfe sogenannter DNA-Methyltransferasen (Enzymen) findet an einer bestimmten Stelle im DNA-Text eine Übertragung von Methylgruppen statt, die den genetischen Code modifiziert. Cholin zählt – wie einige andere Substanzen – zu den sogenannten „Methyl-Spendern“ (methyl donors), die in der Lager sind körpereigene Prozesse (z.B. im Bereich der Schadensverhütung beim Alterungsprozess – neurologisch, kardiologisch und hepatologisch) zu beeinflussen und Methylierungen auszulösen. Das obige Bild zeigt die Signalpfade, über die Cholin wirkt. Das geflügelte Wort „Du bist, was du isst“ wird mit der fundamentalen Auswirkung auf die Aktivität der Genetik in ein völlig neues Licht gerückt.
Doch das ist bei weitem nicht alles, denn Cholin dient im menschlichen Körper als Vorläufer des Neurotransmitters Acetylcholin (hergestellt durch einem Enzym namens Cholinacetlytransferase aus dem Energiesubstrat Acetyl-CoA und Cholin), einem Ester der Essigsäure, welches für die reibungslose Kommunikation zwischen Nerven und Muskeln verantwortlich ist. Acetylcholin beeinflusst das vegetative Nervensystem (Parasympathikus (Entspannung) & Sympathikus (Aktion)). Auch unser Gehirn kann auf den Neurotransmitter nicht verzichten – jedenfalls nicht, wenn wir geistig auf der Höhe sein und bleiben wollen, denn als Botenstoff gilt Acetylcholin als Intermediär zahlreicher kognitiver Prozesse – ein Mangel an Cholin bzw. Acetylcholin wird daher auch in Zusammenhang mit Demenzerkrankungen wie Alzheimer gebracht (31).
Substanzen die den Acetylspiegel im Zentralnervensystem („cholinergisches System“) anheben bzw. beeinflussen gelten daher auch als Cholinergika.
Cholin kann während einer Schwangerschaft und in der Laktations-Phase als Modulator gesehen werden, wenn es um die Entwicklung des Kindes geht – mit lebenslangen Effekten, wie einige Studien aufzeigen (26)(27)(28)(29)(30).
Diese beiden grundlegenden Eigenschaften, also a.) die Methyl-Abgabe und b.) die Funktion als Prekursor von Acetylcholin machen Cholin erst so richtig interessant. Grund genug, das Pseudovitamin en detail zu studieren.
Artikelinhalte
Cholin: ergogenisches Pseudovitamin & kognitive Leistung
Vitamin-ähnliche Substanzen
Es gibt einige Substanzen, die ich so gerne habe, dass ich sie gerne als Vitamine bezeichnen wollen würde. In diese Kategorie fallen Cholin, Kreatin und Co-Enzym Q10. Jede einzelne dieser Substanzen existiert in tierischen Produkten (weniger in Milchprodukten, dafür umso mehr in Eiern und Fleisch). Eier sind beispielsweise reich an Cholin und liefern rund 200 mg pro Eigelb (abhängig davon, wie das Huhn gefüttert und aufgezogen wurde).
Vitamine sind so definiert, dass es sich um organische Bestandteile handelt, die a.) essenziell fürs Überleben sind und b.) nicht im Körper produziert oder in einer unzureichenden Menge hergestellt werden. Dies macht es nötig, dass derartige Substanzen mit der Nahrung (oder auf anderen Wege) zugeführt werden müssen.
Eine derartige Definition schließt daher folgende Substanzen aus:
- Bestandteile, die nicht essenziell für das Überleben sind.
- Bestandteile, die zwar essenziell sind, aber in einer ausreichenden Menge von unserem Körper hergestellt werden – in vivo – um das Überleben zu gewährleisten.
Die oben erwähnten “vitamin-ähnlichen Substanzen” fallen in die letztere Kategorie. Sie sind absolut überlebensnotwendig, aber wir stellen üblicherweise genug von ihnen her, um das Überleben zu sichern. Allerdings haben diese Substanzen auch gezeigt, dass sie gewisse Vorteile mit sich bringen, wenn sie auf supra-physiologische Level erhöht (“supplementiert”) werden – also in höherer Konzentration vorkommen, als in der typischen, vom Körper produzierten, Menge.
Die Mengen, die in Form von Cholin, Kreatin und Co-Enzym Q10 nötig sind, um zu überleben, sind nicht gleichzeitig die optimalsten Mengen, wenn wir von Leistung und Gesundheit sprechen.
Cholin – Was ist das eigentlich?
Bei Cholin handelt es sich um eine Substanz, die von unserem Körper hergestellt wird, die aber auch in unserer Ernährung vorkommt. Es kommt in unterschiedlichen Formen vor; die korrekte Bezeichnung lautet jedoch N,N,N-Trimethylethanolamonium (stellt euch den “ethanolamonium“-Teil als Grundgerüst (“backbone“) vor, während die 3 Methylgruppen in zufälliger Ordnung dranhängen; das “N” steht für Unsicherheit).
Cholin ist aber auch gleichzeitig ein Nahrungsergänzungsmittel und es gibt viele Produkte, in denen Cholin ein essenzieller Bestandteil der Formula ist (d.h. Cholin liegt entweder in struktureller Form vor oder das Produkt ermöglicht die Cholinproduktion im Körper). Produkte erster Kategorie sind sowas wie Lecithin oder Alpha-GPC; ein Produkt letzter Kategorie wäre z.B. DMAE (Dimethylaminoethanol).
Das cholingergische System enthält bereits eine niedrige Basalkonzentration des Acetylcholin-Vorläufers Cholin (hellblaue Kreise) im extra-zellulären Raum (außerhalb der Zelle). Durch Hydrolyse von Acetylcholin (ACh; die orangen Pfeile) entsteht ACh-abgeleitetem Cholin (ACh-derived choline; die lila Kreise), welches mittels eines weiteren Prozesses zu CHT recycled wird (das sind Cholinaufnahmetransporter mit hoher Affinität). ACh-abgeleitetes Cholin, sowie das Acetyl-Coenzym A steigern die ACh-Konzentration in der Pre-Synapse und werden durch das Enzym Acetyltransferase (ChAT, die blauen Pfeile) katalysiert. Die Grafik impliziert: Im extra-zellulären Raum werden die Mengen proportional zum ACh-abgeleitem Cholin geklärt. Darüber hinaus hemmt das ACh die Ausschüttung des Neurotransmitters und verhindert das Andocken an die präsynaptischen Muskarinischen Acetylcholinrezeptoren. (Bildquelle: Sarter & Parikh (2005))
Die medizinische Bezeichnung “cholinergisch” ist in den letzten Jahren relativ häufig aufgekommen. Es bezeichnet die Fähigkeit einer beliebigen Substanz eine Verstärkung der Effekte hervorzurufen, die durch Acetylcholin im Zentralnervensystem ausgelöst werden (bei Acetylcholin handelt es sich um einen Neurotransmitter, der u.a. für den Lernprozess aber auch die Muskelkontraktion verantwortlich ist). Alle Substanzen die den Cholinspiegel erhöhen, firmieren folglich unter dem Sammeltbegriff “cholinergisch,” auch wenn es noch andere Bestandteile gibt, die unter diese Bezeichnung fallen können (zum Beispiel sog. Acetylcholinesterase-Hemmer, wie Huperzine-A).
Eine (unvollständige) Liste bekannter Cholin-Suppelemente umfasst:
- Cholin
- Lecithin (Phosphatidylcholine)
- DMAE (Dimethylaminoethanol)
- Alpha-GPC (Alpha-Glycerophosphocholine)
- Centrophenoxine
Cholin – Was macht es eigentlich?
Cholin ist maßgeblich an zwei Prozessen im Körper beteiligt. Zum einen kann es als großzügiger “Methyl-Spender” angesehen werden, wodurch es eine zentrale Rolle in diversen stoffwechselrelevanten Reaktionen einnimmt und zum anderen dient es als Prekursor (einen essenziellen Bestandteil; “building block“) für Acetylcholin – den oben erwähnten Neurotransmitter. Die mit der Cholinzufuhr verbundenen Vorteile resultieren im Wesentlichen aus seiner Beteiligung bei der Acetylcholinproduktion.
Darüber hinaus stellt Cholin auch einen wichtigen Bestandteil der Zellmembranen dar, wodurch es zur Zellstruktur und -viskosität beiträgt. (Auf diesen Punkt werde ich aber im folgenden Verlauf nicht weiter eingehen, da dies nicht das heutige Thema sein soll – dieser Prozess kann nicht durch eine Supplementation beeinflusst werden; der Cholinmangel wird sich auch nicht in Zellschäden manifestieren, da andere Dinge vorher geschehen, bevor es dazu überhaupt kommt – wenn es dazu kommt, dann dürftet ihr schlimmere Sorgen als einen Cholinmangel haben).
Bei der Methyl-Abgabe handelt es sich vornehmlich um eine Erhaltungsmethode: nichts besonderes in der kurzen Frist, doch es verhütet einige Komplikationen, die in der langen Frist auftreten könnten. Damit werden wir uns aber in der folgenden Sektion, “Verhütende Mechanismen,” noch genauer auseinandersetzen. Es gibt einige interessante Wege, bei denen sich die Cholinsupplementation für entscheidende Verbesserungen in der kurzen Frist sorgen kann. Mit dieser Thematik setzten wir uns ebenfalls noch gleich auseinander (Tipp: Die Vorteile resultieren auf indirektem Wege aus den steigenden Acetylcholinspiegeln).
Verhütende Mechanismen
Wie bereits oben angesprochen, resultieren die schützenden Mechanismen durch die Abgabe von Methylgruppen. Deswegen sollte man sich erst einmal damit vertraut machen, was eine Methylgruppe überhaupt ist. Simpel formuliert handelt es sich hier nämlich um ein einzelnes Kohlnstoffteilchen, dass an Wasserstoff gebunden ist (meist sind es 3 Wasserstoffmoleküle, da der letzte Slot eines Kohlenstoffmoleküls für dessen “Eltern”-Molekül reserviert ist). Die Bezeichnung Methylation beschreibt das Hinzufügen einer Methylgruppe zu etwas anderem.
Daraus folgt: Ein Methyl-Spender ist eine Substanz, welche in der Lage ist eine Methylgruppe an eine andere Substanz zu stiften.
Cholin wird als Trimethylaminoethanol bezeichnet (siehe chemische Struktur unten), weil es 3 Methylgruppen aufweist, die an ein Stickstoffmolekül gebunden sind. Das Stickstoffmolekül ist wiederum am Grundgerüst, dem backbone, befestigt. Es ist die Eigenart von Cholin, dass es als einer der prominentesten – und wichtigsten – “Methyl-Spender” in unserem Körper darstellt. Dies geschieht durch Bestandteile, die wir als Betaine bezeichnen – sie dienen nämlich als Metabolite des Cholins.
Chemische Struktur von Cholin. Geil.
Chemische Struktur von Cholin. Geil.
Die Fähigkeit, Methylgruppen zu liefern, brachte Cholin den Ruf ein dass es eine positive Wirkung auf die Langlebigkeit hat, zuträglich für die Herzgesundheit ist (Gefäße) und die Funktion der Leber verbessert.
Innerhalb der Bevölkerung weißt die Zufuhr von Nahrungscholin eine erhebliche Schwankung (Variabilität) auf, d.h. unterschiedliche Leute nehmen unterschiedliche Mengen auf. Eine drastische Reduzierung der Cholinzufuhr wird u.a. mit dem Auftreten einer Fettleber (“non-alcoholic fatty liver disease“), Muskelschäden und neuronaler Degeneration in Verbindung gebracht (1).
Langlebigkeit & neuronale Degeneration
Einer der vielbeschworenen vorteilhaften Erhaltungseffekte von Cholin scheint auf die Langlebigkeit einzuwirken – das heisst neurologischer Output im Verlauf des fortschreitenden Alterungprozesses (die Definition von “Langlebigkeit” ist ein wenig lax formuliert und wird ständig verändert). Cholin bewirkt nicht einmal besonders viel in diesem Zusammenhang, aber die Ergänzung damit hat eine Konterwirkung auf das Absinken von intrinsischen (selbst produzierten) Methyl-Spendern im Körper (was im zunehmendem Alter vorkommt; das Absinken der intrinsischen Methyl-Spender scheint den Alterungsprozess – den körperlichen Verfall – zu beschleunigen oder auf irgendeine Art und Weise darauf einzuwirken) (2).
Cholin entfaltet ebenfalls eine positive Wirkung auf die Kognition, so wie es auch Acetylcholin tut, doch dazu in der entsprechenden Sektion gleich noch mehr.
Würde man die benefitiären Effekte der Methyl-Abgabe zusammenfassen, so lägen diese hauptsächlich in ihrer schützenden Wirkung gegen Schäden und den Verfall des cholinergischen körpereigenen Systems. In diesem Bezug heisst das nichts anderes, als dass sich das cholinergische System auf das Nervengewebe bezieht, welches selbst wiederum Acetlycholin nutzt, um Nervenimpulse auszusenden (Hier drunter könnt ihr euch das zentrale bzw. parasympathische Nervensystem vorstellen).
Schäden im cholinergischen System des Gehirns stellen u.a. einen Faktor für den Niedergang des kognitiven Kapazitäten beim Mann dar (3) und es sieht so aus, als ob Cholin in der Lage sei die Schäden über einen längeren Zeitraum hinweg zu mildern (4)(5). Die Ergänzung könnte sich daher inbesondere für ältere Menschen als vorteilhaft erweisen – abgesehen davon, dass die Cholinaufnahme-Rate über die Blut-Hirn-Schranke mit zunehmenden Alter abnimmt (6).
Von einem theoretischen Standpunkt aus sollte die Verhütung von Schäden im Nervengewebe und den Neuronen auch gleichzeitig non-muskuläre Schäden minimieren.
Herzkrankheiten
Wenn es um Herzkrankheiten geht, dann gibt es einen sehr prominenten Blutmarker in unserem Körper: Homocystein weißt (in den meisten Fällen) eine direkte Korrelation zu Herzerkrankungen auf. Ansteigende Homocysteinspiegel scheinen das relative Risiko für die Erkrankung positiv zu beeinflussen; vice versa sinkt das Risiko für Herzerkrankungen, wenn die Homocysteinkonzentration absinkt (7).
Die Frage die einen beschäftigen sollte, lautet daher: Wann steigen und wann sinken die Homocysteinspiegel? Nun, die Homocysteinkonzentration im Körper steigt an, wenn wir uns in einem metabolisch abnormalen Zustand befinden (ein Zustand, in dem wir offensichtlich nicht gesund sind). Sind wir gesund, so wird diese Stellschraube auf automatische Art und Weise penibel kontrolliert und auf dem richtigen Level gehalten. So führt eine niedrige Folatzufuhr beispielsweise zu einem Anstieg der Homocystein-Level. (Folat, ein B-Vitamin, wirkt hier als Methyl-Spender). Big surprise: eine niedrige Cholinzufuhr kann ebenfalls zu einem solchen Anstieg führen. Die Zufuhr von Folatsäure und Cholin senkt folglich auch die körpereigene Homocysteinkonzentration (8).
Ob die Homocysteinspiegel im Blut das Risiko für Herzkrankheiten bei ansonsten gesunden Individuen erhöht oder nicht, ist bis dato nicht bekannt. Dies liegt aber eher daran, dass man selten auf “Exemplare” trifft, wo diese Situation vorkommt. (d.h. wenn ihr einen erhöhten Homocysteinspiegel habt, dann liegt die Vermutung nahe, dass ihr gerade nicht allzu gesund seid).
Die Grafik liefert einen knappen Überblick zum Homocysteinstoffwechsel. Zu bemerken: Cholin wird zu Homocystein transformiert, welches wiederum zu Methionin, einer anderen Aminosäure, umgewandelt wird.
Mit einer adäquaten Cholinzufuhr (oder irgendeinem anderen Methyl-Spender, z.B. Betain, Tri Methyl Glycin (TMG) oder Folatsäure) können wir also für ein Sicherheitsnetz gegen homocystein-bedingte Herzerkrankungen aufspannen.
Interessanterweise scheint die Methylation von Homocystein zu Methionin bei der Prevention von kognitiver Degeneration bei Männern zu helfen (da hohe Homocysteinspiegel eine Korrelation mit kogntiver Degenertion in Männern zeigen. [9]
Leberfunktion
In der Leber ist Cholin auf vielfachen Wegen aktiv. Zum meinen wirkt es auch hier als Metyhl-Spender bei zahlreichen Reaktion und ist damit essenzieller Bestandteil des Lebergewebes, aber Cholin hilft daneben noch beim Transport von Fettverbindungen – weg von der Leber.
Durch seine Funktion als Methyl-Spender in der Leber, entfalter Cholin (oder jeder andere beliebige Methyl-Spender) einen Schutz vor karzinogenen (d.h. krebsverursachenden) Giften. Es sei noch einmal betont, dass der Effekt nicht von Cholin selbst herrührt, aber es verbessert die Wirkung von anderen stoffwechselrelevanten Reaktionen, die in signifikantem Ausmaß auf die Methylabgabe haben (10)(11).
Ein Cholindefizit ann zu Fettanlagerungen in der Leber führen (infolge der VLDL-Sekretion, einem Lipoprotein (Cholesterin), welches für den Transport von Fettsäuren verantwortlich und im höchstem Grad von der Phosphatidylcholine-Synthese abhängig ist – ein Prozess der Choline bedingt!) Eine Supplementation mit Cholin kann daher zum Aufbau eines Sicherheitspuffers führen, die bei einem Defizit auftreten könnten (12).
Abseits seiner Beziehung zum Fettstoffwechsel und dem Transport von Fettsäuren, zeigt die derzeitige Forschungslage, dass Cholin keinen nennenswerten Effekt auf die Fettverbrennung (Beta-Oxidation) ausübt. Es scheint auch daher nur wenig Einfluss bei einer diät-artigen Ernährung (kcal-Defizit) zu haben, wenns es um die Abnahme geht. Einige Studien im Tierversuchsmodell (Ratten) haben jedoch gezeigt, dass Cholin eine negative Korrelation mit der Nahrungsmenge aufweist (d.h. bei höher Cholinkonzntration wurde weniger gegessen). Ratten, die ein Cholinsupplement erhielten, wogen von einem statistischen Standpunkt aus weniger, allerdings führt man dies derzeit nicht auf die Cholinsupplementation zurück.
Acetylcholin & Trainingsoutput
Nach meinem Wissen gibt es einige interessante Forschungen in diesem Bereich. Eine der Studien (die zwar hochgelobt, jedoch noch nicht repliziert wurde) zeigt eine erhöhte Anzahl an Bench Throws (eine Maßeinheit für Kraftmoment) infolge einer akuten Alpha-GPC-Supplementation (13). Dies ist auch die Studie, die eine erhöhte Wachstumshormonausschüttung post-workout festgestellt hat, doch wie bereits weiter oben gesagt: nehmt diese Ergebnisse mit einer gewissen Skepsis auf. Die Studie wurde noch nicht wiederholt und es dürfte unwahrscheinlich sein, dass ihr den Anstieg der Wachstumshormonausschüttung in irgendeiner Form selbst wahrnehmen werdet.
Ziegenfuss et al. (2008) untersuchten in in einer randomisierten, placebo-kontrollierten Cross-Over-Studie (Goldstandard!) die akute Auswirkung einer Alpha-GPC (L-Alpha glycerylphosphorylcholine) Supplementation bei 7 Männern, die auf eine mindestens 2-jährige Karriere in Sachen Widerstandstraining (Kraftsport) zurückgeblickt haben. Die Probanden erhielten 90 Minuten vor dem Workout (Squats in der Multi-Presse; 70% RM; 6 Sätze, 10 Wdh. PLUS 3 Sätze „bench press throws“ bei 1 RM) entweder 600mg Alpha-GPC bzw. ein Placebo. Das Ergebnis (siehe Grafik): Die Probanden, die da Supplement erhielten, zeigten eine erhöhte Wachstumshormonausschüttung (eine totale Erhöhung um das 44-fache!); konkret: 44-fach bei A-GPC (von 0.19 ± 0.06 à 8.4 ± 2.1 ng/mL) Vs. 2.6-fach bei Placebo (von 1.9 ± 0.8 à 5.0 ± 4.8 ng/mL, P < 0.03). Im Krafttest (max. bench press throws) zeigten die Probanden, die Alpha-GPC erhielten, einen um 14 % erhöhten Maximalkraft-Output: A-GPC (933 ± 89 N) Vs. Placebo (818 ± 77 N, P < 0.02). Die Testkandidaten des Supplements wiesen ebenfalls eine erhöhte Sauerstoffaufnahme post-workout auf. (Bildquelle: Ziegenfuss et al. (2008))
Ein Teil der Forschungsliteratur hat sich auch mit Ausdauersport beschäftigt und selbst hier ist Skepsis angebracht. Ultra-Endurance-Veranstaltungen (z.B. Ironman) scheinen die Cholinspiegel zu plätten, was wiederum zu einem Leistungsabfall führen könnte. Eine Ergänzung in einem solchen Szenario, könnte also vor dem Einbruch der Leistung durchaus schützen (14).
Nachdem die Erwartungen also im Vorfeld ausreichend gedämpft wurden und damit ihr nicht gleich in Euphorie ausbricht, muss ich an dieser Stelle einwerfen, dass es durchaus empirische Versuche gibt, die die erste Studie zu bestätigen scheinen. Kurz nach der Studie sprangen zahlreiche Supplementfirmen auf den vorbeifahrenden Zug auf und lobten Cholinsupplemente bis in den Himmel.Folge: Es gibt nämlich eine ganze Menge Leute, die von einer spürbaren Erhöhung von Kraft und Trainingskapazität infolge eine Cholinrgänzung berichten.
Wie immer sollte man solche anekdotischen Performanceberichte mit einer guten Portion Skepsis genießen, aber es ist auch aufjedenfall etwas, wobei man die Augen offen halten sollte.
Exkurs: Acetylcholin & Muskelkontraktion
Damit der Muskel arbeiten („kontrahieren“) kann, muss er das entsprechende Signal erhalten. Und jetzt schätzt mal, welcher Neurotransmitter für dieses Signal zuständig ist? Richtig: Acetylcholin. Der Neurotransmitter, der selbst im Zytoplasma des Motorneurons synthetisiert wird, wird epxplizit für diese Aufgabe in den Vesikeln am Ende des Neuronaxons gespeichert. Erreicht nun ein Nervenimpuls dieses Axon, so wird Acetylcholin ausgeschüttet, wo es an eine bestimmte Art von Rezeptoren der Muskelfasermembranen andockt.
Acetylcholin – der Kontraktor. (Bildquelle: SDS Troopers)
Verbesserte Lernfähigkeit
Mittlerweile bildet die Cholinsupplementation die solide Basis für jeden legitimen und nennenswerten Nootropic-Cocktail bzw. den gängigsten Protokollen (Nootropic steht in diesem Zusammenhang für eine Leistungssteigerung der Denkarbeit und Hirnfunktion). Ein kurzfristiges Plus an Cholin wird nämlich in Richtung Gehirn geleitet, um die Acetylcholinproduktion anzukurbeln (15). Mehr Cholin im Körperkreislauf, desto höher die Produktion.
In populären Nootropic-Kreisen nutzt man den Vorteil dieser Begebenheit, um einige weitere Substanzen dazuzustacken mit dem Ziel die Gedächtnisleistung zu pushen (u.a. verwendet man beispielsweise Racetam als Ergänzung). Mit einem entsprechenden Stack kann auch der Blutfluß im Gehirn beeinflusst werden, was sozu einer gewissen Priorisierung führt (Substanzen wie Vinpocetine partitionieren zu Gunsten des Präfrontalen Kortex; Aniracetam dagegen partitioniert eher zum zerebralen Kortex (“Association Cortex”)
Zusätzlich behaupten die Anwender bzw. Mitglieder dieser Nootropic-Zirkel von einer verbesserten Kognition und einer höheren Gedächtnisleistung. Die Leute, die mit Cholin ergänzen, berichten von einer gewissen mentalen Klarheit, von besseren Reflexen, einer Verbesserung der Gedächtnisleistung und einer gestiegenen Alarmbereitschaft (jedoch anders, als wir es von den klassischen Stimulanzen wie Guarana oder Koffein kennen)
Cholin ist als wichtiger Bausteins für die Aufrechterhaltung zahlreicher Körperfunktionen und biochemischer Prozesse verantwortlich. Es eine eine Signalfunktion für Zellmembranen, ist an der Acetylcholin-Synthese beteiligt und einer der Hauptlieferanten von Methyl-Gruppen im menschlichen Organismus (letzteres via Tri Methyl Glycin bzw Betain, welches eine Schlüsserolle bei der S-Adenosylmethionin-Synthese („SAM“) einnimmt). Damit reiht sich Cholin in die Reihen der Multitalente ein, die wir als Vitamine kennen – der einzige Grund, weshalb es dort nicht eingeordnert wird: unsere Körper stellen genug davon her um zu überleben. Hochkonzentriert kann der Alkohol aber noch viel mehr. (Bildquelle: Wikipedia.org)
Side-Notes zu Cholin
Einige Studienergebnisse zeigen Cholin bzw. die Ergänzungung damit als ein wichtiges und sinnvolles Supplement für die werdende Mutter, da die Substanz eine gewisse Rolle in der neurologische Entwicklung und dem Wachstum des Fötus zu spielen scheint (16)(17).
Die Aufnahme von Cholin während der Schwangerschaftsmonate und in der Laktations-Phase, nimmt einen Einfluss auf die Formation des kindlichen Gehirns. In Rattenstudien zeigten die Forscher, dass die Cholinsupplementation den neurologischen Output und die Gedächtnisleistung der Tiere beeinflusst hat – ein Effekt, der ihr ganzes Leben lang anhielt (18)(19).
Der Einfluss einer Cholin Supplementation wirkt vermutlich das ganze Leben. In einer Untersuchung von Montoya et al. (2000) die Forscher die Auswirkung einer prenatalen Cholinsupplementation auf die Hippocampusfunktion (bzw. dessen Reaktivität) in erwachsenen Ratten. Die Grafik zeigt die Reaktion des Hippocampusareals 40 Minuten nach dem Test. Die cholinergischen Rezeptoren wurden auf ihre Reaktionsfähigkeit mit Hilfe des Arzneistoffes Carbachol. Wie man ersehen kann, ist die Aktivität bei der Gruppe von Probanden, die einer prenatalen Cholinsupplementation ausgesetzt wurden, signifikant höher als ber der Kontroll- und der Cholin-defizitären Gruppe. (Bildquelle: Montoya et al. (2000))
Zusätzlich zur Folatsäure-Supplementation, kann die Cholinergänzung vermutlich einen größeren Schutzeffekt vor einem Neuralrohrdefekt, als Folatsäure allein bieten (das ist ein Grund, weshalb Folatsäure in vielen Lebensmitteln von den Herstellern hinzugesetzt wird: Schutz vor dem NRD) (20). Bis heute kennen wir den genauen Mechanismus, der für diesen Schutz verantwortlich ist, nicht. Der Effekt könnte durchaus durch die vermehrte Acetylcholinkonzentration et, aber allein der weiter oben erwähnte Methyl-Abgabe-Prozess ist für die Geburt – bedingt durch die hohe Rate der Zellteilungen – von höchster Wichtigkeit (21).
Heutzutage weißen viele Schwangere und Mütter in der Laktations-Phase einen Mangel an Cholin auf; d.h. konkret, dass der Verbrauch die Zufuhr übersteigt (22)(23).
Vielleicht ebenfalls interessant (oder gerade deswegen?): Die Ergänzung von Cholin hat in Rattenstudien einen transgenerationalen Effekt (über die Generationen hinaus) gezeigt, wenn es um einen Schutz vor genetisch bedingtem Übergewicht geht. Anders formuliert: Wenn die “Hang zu Übergewicht” anscheinend in der Familie vererbt wird (also eher genetisch-bedingt ist, als lifestyle-bedingt ist), kann eine ausreichende Cholinzuffuhr diesen Prozess stoppen und somit die weitere “Ausbreitung” an die nächste Generation verhindern (24). Diese Rattenstudie darf natürlich nicht ohne Skepsis betrachtet werden, aber sie ist einfach so verdammt interessant, dass ich es hier erwähnen musste. Die daraus folgende Implikation lautet nämlich, dass Cholin einen Einfluss auf die genetische Expression zu haben scheint – direkt oder über einen der hier diskutierten Umwege.
Abschließend noch ein väterlicher Rat bzw. eine letzte Warnung. Die oben erwähnten Sektionen (mit Ausnahme des Parts bezüglich der Schwangerschaft) folgen anscheined alle einem “Mehr ist besser bis du Kopfschmerzen bekommst”-Prinzip. Deswegen sei an dieser Stelle erwähnt: Der Effekt von zuviel Cholin – also einer exzessiven Zufuhr – ist während der Schwangerschaftszeit nicht bekannt. Dies ist ein Gebiet, wo es auf alle Fälle zu Komplikationen und Risiken kommen könnte, weshalb eine Ergänzung mit einem entsprechenden Facharzt abgesprochen werden sollte. Für Frauen mit überwiegend sitzender Tätigkeit werden Dosis-Mengen von 250mg-500mg Cholin empfohlen. Die Dosis könnte auf bis zu 750mg erhöht werden, wenn die eigene Ernährung als überwiegend cholin-arm bezeichnet werden kann UND wenn das Individuum einen relativ aktiven Alltag hat.
Praktische Anwendung: cholinreiche Lebensmittel
Bevor man üblicherweise die Hau-drauf-Methode über die Supplementation geht, schauen die meisten von euch (und daran ist nichts Verwerfliches!), wie man die eigene Ernährung entsprechend modifizieren kann, um die entsprechende Menge der gewünschten Substanz, hier also Cholin, aufzunehmen. Dies ist für die körperliche Entwicklung, die reibungslose Funktion, die kindliche Entwicklung während der Schwangerschaft und das allgemeine gesunde Altern auch durchaus praktikabel, wird aber im Hinblick auf eine ergogenische bzw. fokus-steigernde Wirkung nicht viel bringen, da – wie bereits angedautet, die Cholinaufnahme über die Ernährung eher einem langsamen Nährstoffzustromt entspricht (Verdauung), ihr aber einen akuten Cholinüberschuss für einen solchen Effekt benötigt. (für die Supplementation mit Cholinpräperaten siehe unten).
Das heisst aber nicht, dass man nicht auch einen Blick auf die natürliche Cholinzufuhr haben sollte. An erster Stelle kommen im Wesentlichen die Fleischprodukte und Lebensmittel, die einen hohen Lecithingehalt aufweisen (Eier). Bei Gemüse ist es der Blumenkohl (und so ziemlich jedes kreuzblättrige Gewächs, also Weißkohl, Brokkoli etc.) die man als hervorragende Lieferanten ansehen kann (34)(36). Daneben finden sich noch nennenswerte Mengen in Sinapin (bzw. in der Sinapinsäure), den schwarzen Senfsamen (35) (Für eine mehr als ausführliche Liste mit sämtlichen Lebensmitteln siehe auch (37))
Eine kleine (sparsamere) Auflistung cholinreiche Lebensmittel folgt auf dem Fuße:
Praktische Anwendung: Supplementation
Diese Sektion beschäftigt sich vornehmlich mit der Umsetzung der hier aufgeführten Informationen. Wie bereits weiter oben erörtert, finden sich Cholinergika in zahlreichen Formen – das Ziel liegt ganz einfach darin einen akuten Überschuss des Neurotransmitters Aceylcholin zu erzielen (und damit das cholinergische System zu stimulieren).
Für optimale Effekte zur Leistungssteigerung im Training (als Fokus-Booster) (30) und beim Lernen (als Nootropic) (31) könnt ihr von einer Dosis von 1-2 Gramm pro Gabe ausgehen. Die finale Dosierung hängt aber letzendlich von euch selbst (individuelle Faktoren) und der Art des Cholinergikas ab. Fangt daher bei einer Dosis von 250 mg an und steigert euch – wenn ihr zuviel genommen habt, dann werdet ihr es höchstwahrscheinlich in Form von Kopfschmerzen schon merken.
Bei DMAE-Pulver (Dimethylaminoethanol) und Cholin-Bitartrate reichen oftmals 1-2 Gramm pre-workout aus. Andere Formen wie Alpha-GPC (L-Alpha glycerylphosphorylcholine) kommen sogar schon mit 1 Gramm aus. (Alles über Amazon erhältlich, die letzten beiden allerdings nur aus Amiland).
„Doses for choline vary significantly. Typically a dose of 250mg to 500mg is used for general health purposes once daily.
For mechanisms through acetylcholine, the choline should be pulsed in high doses acutely as higher doses are partitioned to the brain to a greater extent. 1-2g is typically used.
Doses should be titrated to suit the individual, as too high of a dose at any given time may give the user a headache. It is suggested that doses start out at 50-100mg daily and that users adjust upwards in accordance with their tolerance.” – Examine.com
Andere Cholinquellen können u.a. sein: Lecithin (Phosphatidylcholine), Citicholine oder Centrophenoxine.
Wenn ihr dagegen eher auf die Methyl-Abgabe funktion (und damit ein „gesundes Altern“) abzielen wollt (32), dann kommen für euch noch – als klassische Methylspender – Tri Methyl Glycin, Betain und Folatsäure (Folsäure) und das gute alte Methionin in Frage.
TL;DR – Den Göttern zuliebe
Meiner Meinung nach haben wir es bei Cholin um eine höchst interessante Substanz zu tun, die heutzutage eine viel geringere Aufmerksamkeit erhält, als sie es eigentlich sollte. Der einzige Grund dafür, weshalb es nicht in die Familie der Vitamine aufgenommen wird, liegt darin begründet, dass wir davon selbst genug produzieren um zu überleben. Jedenfalls ist Cholin im menschlichen Körper genauso potent wie die Vitamine, die wir bisher kennen.
Cholin ist in der Lage eine Schadenprävention bei zahlreichen Körperfunktionen zu gewährleisten, u.a. im hepatischen, im kardialen und im neurologischen System – alles Bereiche, die eng verknüpft sind mit dem “älter werden.” Diese Wirkung kann Cholin bereits in Dosierungen entfalten, die wir auch mit unserer Ernährung bereits aufnehmen. Fokussiert man sich stärker auf tierische Lebensmittel (ausgenommen Milchprodukte), so kann man die Cholinspiegel im Körper auf ein Level heben, welches gesundheitliche Vorteile – bedingt durch eine höhere Konzentration von Methyl-Spendern – mit sich bringt. Schon 4-6 Eier pro Tag oder einige größere Portionen Fleisch reichen aus, um in den Genuss der oben erwähnten Vorteile zu gelangen.
Desweiteren gibt es Forschungsliteratur die zeigt, dass Cholin auch im Performance- und Lernbereich zu signifikanten Verbesserungen führen kann – die Dosierungen sind aber meist nur in Form einer zusätzlichen Supplementation machbar (ähnlich wie Kreatin). Die Cholinspiegel werden aller Wahrscheinlichkeit im Zuge der herkömmlichen Ernährung derart stark ansteigen, wie es über den Supplementationsweg geschieht. (Hierbei geht es darum, einen bestimmte Serumspiegelgrenze zu überschreiten, sodass auch ein Teil des Cholins in Richtung Hirn partitioniert werden kann. Das Problem herkömmlicher Nahrung ist seine langsame Aufnahme durch erhöhte Verdauungstätigkeit und damit eher ein langsamer Zustrom, denn ein akuter Peak im Blut). Die individuelle Dosis hängt dabei von der Person und dem Cholinergikum ab (Lecithin Vs. DMAE Vs. Alpha-GPC etc.), liegt aber irgendwo im Rahmen von 1-2 Gramm VOR dem Workout oder 1 Gramm, bevor ihr vorhabt euch in euren Studienbüchern einzugraben.
Im Bezug auf Schwangerschaft und Laktation ist Cholin ein ebenfalls recht interessanter Nährstoff, wenn es darum geht die neurologische Entwicklung des Kindes zu unterstützen. Von einer hohen Dosierung ist jedoch abzuraten, was jedoch nicht gleichzeitig bedeutet, dass man sich nicht cholinreich ernähre (oder eine geringe Menge hinzusupplementieren) kann. 250-500 mg sollten üblicherweise ausreichen, wenn man eine eher cholinarme Ernährung einhält. (Vegetarier & Veganer z.B.)
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