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L-Carnosin und seine therapeutischen Einsatzmöglichkeiten

von Patrick Linder

Was genau ist Carnosin eigentlich?

Carnosin, auch bekannt als Beta-Alanyl-L-Histidin, wird im Körper aus L-Histidin und Beta-Alanin synthetisiert und wird daher als Dipeptid (chemische Verbindung aus zwei Aminosäureresten) bezeichnet.

Da Carnosin eine zentrale Rolle beim Schutz des menschlichen Gehirns spielt, wird es häufig auch als Neuropeptid bezeichnet und immer häufiger bei Erkrankungen wie Parkinson und Alzheimer, aber auch Autismus eingesetzt.

Der Bestandteil Beta-Alanin ist eine nicht-essenzielle Aminosäure, die im Körper nicht nur an der Carnosin-Synthese beteiligt ist, sondern auch im Stoffwechsel von Glukose sowie bei der Energieproduktion eine wichtige Rolle spielt. Beta-Alanin dient außerdem als Baustein für Proteine.

Carnosin kommt auf natürliche Weise in gesunden Muskeln, dem Herz, dem Gehirn, der Leber, den Nieren und anderem Gewebe vor. Die Muskeln enthalten rund 20 μmol/g Trockengewicht.

Es kann nur über tierische Nahrung aufgenommen werden. Schweinefleisch enthält bspw. ca. 250-350 mg/100gr. Rotes Fleisch, Geflügel und Makrele enthalten i.d.R. zwischen 70 und 200 mg L-Carnosin je 100 Gramm. Je mehr Carnosin Fleisch enthält, desto länger ist seine Haltbarkeit, da Carnosin als starkes Antioxidans verhindert, dass es ranzig wird.

Seine Konzentration sinkt mit fortschreitendem Alter.

Für einen therapeutischen Effekt sind hohe Dosen Carnosin notwendig, da der Körper Carnosin auf natürliche Weise durch das Enzym Carnosinase abbaut. Die Bioverfügbarkeit von reinem L-Carnosin aus Nahrungsergänzungsmitteln liegt bei oraler Einnahme bei guten >= 70%.

Ein Großteil der Aufnahme findet im Dünndarm statt. Aus dem Blut wird Carnosin in die Muskeln, das Gehirn und in anderes Gewebe transportiert. Das menschliche Plasma enthält keine messbaren Mengen an Carnosin, so dass ein möglicher Mangel nicht per Bluttest festgestellt werden kann.

 

Mögliche Risikogruppen für Mangel

Ein Carnosin-Mangel kann das Resultat eines Alanin-Mangels sein. Ein Mangel an Beta-Alanin tritt u.a. bei sehr einseitiger und eiweißarmer Ernährung auf. Am ehesten gefährdet sind Vegetarier und Veganer, da Carnosin und Alanin nicht in pflanzlicher Nahrung vorkommen.

Da Carnosin als Antioxidans wirkt und zudem einen Mangel anderer Antioxidantien wie bspw. Vitamin E kompensiert, ist ein Mangel bei chronischem Stress, Autoimmunerkrankungen, Schwermetallbelastungen etc. häufiger zu beobachten.

 

Welche Wirkungen hat L-Carnosin?

    • Carnosin wirkt synergistisch mit anderen Antioxidantien wie Vitamin E & C, Zink, Selen etc, und reduziert deren Verbrauch. Personen mit einem leichten Vitamin E Mangel (ein Großteil der Bevölkerung leidet an einem Vitamin E Mangel, was durch weltweite epidemiologische Studien belegt wurde) konsumieren bspw. mehr Carosin als normal.
    • Viele Antioxidantien wie bspw. Vitamin C und E zielen darauf ab, freie Radikale daran zu hindern, in das Gewebe einzudringen, haben aber keine Auswirkungen mehr, nachdem diese erste Schutzschicht durchbrochen wurde. Carnosin ist nicht nur bei der Vorbeugung effektiv, sondern wirkt auch aktiv, nachdem freie Radikale reagiert und andere gefährliche Verbindungen wie Lipidperoxide und Sekundärprodukte gebildet haben.
    • Ein hoch reaktives Lipidperoxidations-Endprodukt, das Malondialdehyd (MDA), wird bspw. von Carnosin blockiert. MDA kann die Lipide, Enzyme und DNA schädigen und spielt eine Rolle bei Arteriosklerose, Gelenksentzündungen, grauer Star und der generellen Alterung.
    • Indem es mit aldehydischen Lipidoxidationsprodukten interagiert, schützt Carnosin unser Gewebe vor der Oxidation, da Aldehyde Addukte mit der DNA, Proteinen, Enzymen und Lipoproteinen bilden kann, welche zu schädlichen Veränderungen ihrer biologischen Aktivität führen (vgl. Burcham et al. 2002).
  • Sport
    • Carnosin kann das Säure-Basen-Verhältnis in den Muskelzellen ausgleichen und so die Muskelermüdung verzögern [vgl. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3257613/]. Während intensiver körperlicher Aktivität können sich Milchsäure und andere Stoffwechselprodukte ansammeln, was zu einem Absinken des Werts führt und die Muskelermüdung beschleunigen kann. Carnosin kann das Säure-Basen-Verhältnis in den Muskeln regulieren und so die Ermüdung verzögern, was zu einer verbesserten Leistungsfähigkeit während des Trainings oder Wettkampfs führen kann.
    • Carnosin kann auch bei der Erholung nach dem Training helfen, da es als Antioxidans dazu beitragen kann, oxidativen Stress zu reduzieren und die Regeneration von Muskelgewebe zu unterstützen [vgl. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8300828/].
    • Beim Sport und Bodybuilding ist Carnosin ferner am Entgiftungsverlauf der reaktiven Aldehyde aus der Lipidperoxidation beteiligt, welche in den Skelettmuskeln während physischer Belastung entstehen. Daher schützt Carnosin die Skelettmuskeln vor Verletzungen.
    • Carnosin wurde russischen Athleten und Schwimmern jahrelang verabreicht und liefert bemerkenswerte Vorteile in den Bereichen Energie und Ausdauer. Bereits im Jahr 1953 zeigte der russische Wissenschaftler S.E. Severin, dass Carnosin effektiv Milchsäure, welche von arbeitenden Muskeln produziert wird, puffert und dass die Einnahme von Carnosin die Kontraktionsfähigkeit und Ausdauer der Muskeln erhöhte. Wenn Carnosin abgebaut wird, sammelt sich Milchsäure in den Muskeln, der pH-Wert sinkt und die Muskeln werden müde. Wenn Carnosin hinzugefügt wird, erholen sich die Muskeln fast sofort und kontrahieren, als ob sie nie erschöpft gewesen wären. Dies ist als 'Severin-Phänomen' bekannt.
  • Longevity / Anti-Aging
    • Es gibt einige Untersuchungen, die darauf hindeuten, dass L-Carnosin über seine antioxidativen Zellschutz-Fähigkeiten auch weitere Anti-Aging-Eigenschaften haben könnte. Es wird angenommen, dass es eine Rolle bei der Regulierung der Telomerlänge spielt [vgl. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15474517/]. Telomere sind die schützenden Enden der DNA-Stränge in den Chromosomen und verkürzen sich mit jeder Zellteilung. Ein längeres Telomer wird mit einer längeren Lebensdauer der Zellen in Verbindung gebracht.
    • Verlängerung der Lebensdauer der Zellen durch Verhinderung der Glykation
      • Eine der wichtigsten Wirkungen von Carnosin ist sein Effekt gegen die Glykation (vgl. Aldini et al 2002a, 2002b sowie Yeargans und Seidler 2003). Glykation meint die Bindung eines Protein- an ein Glukosemolekül, wodurch die Proteinstruktur verändert und dessen biologische Aktivität verringert wird. Das Ergebnis sind sog. „Advanced Glycation End Products“ (AGEs), die als Hauptfaktor des Alterungsprozesses anerkannt werden.
      • Sobald AGEs gebildet werden, interagieren sie mit den benachbarten Proteinen, um pathologische Vernetzungen zu bilden, die das Gewebe verhärten. Diabetiker bilden früher als Nicht-Diabetiker exzessive Mengen von AGEs, wodurch bspw. die Arterien von Diabetikern i.d.R. verhärtet sind.
      • Eine weitere Konsequenz von AGEs ist eine 50-fache Steigerung der Bildung von freien Radikalen, die v.a. Arterien, die Linse und die Netzhaut der Augen, die peripheren Nerven und die Nieren attackieren. Grauer Star kann sich daher ebenfalls aufgrund von Glykation bilden.
      • Carnosin wirkt der Glykation entgegen und kann auch eine Rolle beim Abtransport von glykiertem Protein spielen. Durch die Verbindung von Carnosin mit denaturierten Molekülen („Carnosinylierung“) werden AGEs für den Zellabtransport markiert.
    • Verhinderung der Carbonylierung von Proteinen
      • Im Alter verändern tendieren Proteine aufgrund von Oxidation, Glykation und Carbonylierung dazu, sich auf zerstörerische Weise zu verändern. Bei der Carbonylierung hängen sich Carbonyl-Gruppen an die Protein-Moleküle, wodurch sich diese bei der Eiweißspaltung (Proteolyse) teilen.
      • Diese Proteindenaturierung und Eiweißspaltung ist nicht nur stark am Alterungsprozess beteiligt, sondern auch an bekannten Anzeichen, wie der Hautalterung, grauem Star und der Nervendegeneration (d.h. Gedächtnisverlust und Demenz).
      • Carnosin reagiert mit der Carbonyl-Gruppe und bildet ein inaktives Protein-Carbonyl-Carnosin Addukt, wodurch die Proteine geschützt und die Denaturierung umgekehrt wird.
  • Gehirn / neuroprotektive Effekte
    • Es gibt auch einige Hinweise darauf, dass Carnosin positiv auf die Gesundheit des Gehirns wirken kann. Es wird angenommen, dass die Substanz neuroprotektive Eigenschaften besitzt und vor neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson schützen könnte [vgl. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6627134/ und https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17522447/].
    • Chelatisierung von Kupfer und Zink (vgl. Miller and O'Dowd 2000, Chez 2003): Kupfer und Zink werden während der normalen synaptischen Aktivität freigesetzt. In leicht sauren Umgebungen, welche charakteristisch für Alzheimer sind, werden sie allerdings auf ihre ionischen Formen reduziert und damit giftig für das Nervensystem. Carnosin schützt auf natürliche Weise vor der Giftigkeit von Kupfer-Zink im Gehirn, indem es die beiden Metalle chelatisiert. Kupfer-Zink-Chelatoren lösen die Drusen von Alzheimer auf. Zudem verhindert Carnosin die Vernetzung von Amyloid-Beta in Alzheimer-Drusen.
    • Die Carbonylierung von Phospholipiden schadet v.a. dem zentralen und peripheren Nervensystem und führt zu Gedächtnisproblemen und anderen Verschlechterungen der kognitiven Fähigkeiten. Da Carnosin der Carbonylierung von Phospholipiden entgegenwirkt, gilt es als wichtiger Neuroprotektor.
  • Entgiftung von Schwermetallen
    • Carnosin spielt eine Rolle in der körpereigenen Entgiftung Phase II, d.h. bei der Chelatisierung von Schwermetallen (vgl. Miller and O'Dowd 2000, Chez 2003). Nachdem die Metalle in Phase I reaktionsfähig gemacht wurden, führt die Chelatisierung in Phase II dazu, dass der Körper diese über die Nieren ausscheiden kann.
    • Carnosin hat die Fähigkeit, prooxidative Metalle, wie Kupfer, Zink und giftige Schwermetalle (Blei, Quecksilber, Cadmium, Nickel) zu chelatieren.
    • Organisches Quecksilber ist in den meisten Impfstoffen als antimikrobisches Konservierungsmittel enthalten. Carnosin kann organisches Quecksilber (Thiomersal oder Thimerosal) chelatieren.
  • Autismus: Eine Doppelblind-Studie aus den USA aus dem Jahre 2002 konnten signifikanten Effekte von Carnosin auf autistische Kinder nachgewiesen werden (vgl. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12585724/): Es wurden 31 Kinder mit Autismus-Spektrum-Störungen in einer 8-wöchigen Doppelblind-Placebo-Studie untersucht, um festzustellen, ob 800 mg L-Carnosin täglich im Vergleich zu Placebo zu beobachtbaren Veränderungen auf Basis der Gilliam-Autismus-Bewertungsskala führen würden. Nach 8 Wochen L-Carnosin zeigten die Kinder statistisch signifikante Verbesserungen, bei Kindern unter Placebo zeigten sich keine statistisch signifikanten Veränderungen. Obwohl der Wirkungsmechanismus von L-Carnosin noch nicht genau verstanden ist, kann es die neurologische Funktion verbessern, möglicherweise im enterorhinalen oder temporalen Kortex.

  • Magenschleimhaut / Magengeschwüre: Mehrere aktuelle Studien zeigen, dass eine Kombination aus Zink und Carnosin die Magenschleimhaut vor verschiedenen Reizmitteln schützen kann, und als Substanz zur Verhinderung von Geschwüren effektiv ist (Odashima et al. 2002). Zum Beispiel verringert Carnosin die Gerinnung von Blutplättchen bei Patienten mit anormalen Gerinnungstendenzen und steigert die Gerinnung bei Patienten mit reduzierter Blutgerinnung.

  • Hämolytische Anämie: Carnosin hat schützende Auswirkungen auf die Blutzellmembranen, was deren Überleben verlängert, sowie zellmembranstabilisierende Effekte, wodurch es vor chemisch hervorgerufener hämolytischer Anämie schützt.

 

Nebenwirkungen

Da es sich bei Carnosin um eine natürliche Verbindung handelt, die im Körper vorkommt, wird es i.d.R. sehr gut vertragen und hat ein geringes Risiko für Nebenwirkungen.

Sehr hohe Dosen können zu leichten Magen-Darm-Beschwerden wie Übelkeit, Bauchschmerzen oder Durchfall führen.

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