Acetyl-L-Carnitin: Ein natürlicher Schlüsselspieler für die mitochondriale Energieproduktion

Funktion

Acetyl-L-Carnitin (ALC) ist eine Esterform der Aminosäure L-Carnitin (LC). Beide kommen in allen Körperzellen vor. Der Name „Carnitin“ leitet sich vom lateinischen Namen für Fleisch ab, da es in unseren Muskelzellen am häufigsten vorkommt, insbesondere in den Muskeln, die Fett als Brennstoff verwenden. (1).

Enzyme im Körper können LC je nach Stoffwechselbedarf der Zelle schnell in ALC umwandeln (und umgekehrt) (2). Daher werden ALC und LC im Folgenden synonym verwendet. In Form von Nahrungsergänzungsmitteln wird ALC am häufigsten verwendet, da es die Carnitin-Variante ist, die am besten im Magen und Darm absorbiert wird und zudem die Blut-Hirn-Schranke am leichtesten passiert (2).

ALC spielt eine zentrale Rolle bei der Energieproduktion der Zellen, unter anderem durch den Transport langer Fettsäuren zu den Mitochondrien in den Zellen, damit diese zur Energiegewinnung verbrannt werden können. Darüber hinaus verbessert ALC den Abtransport von Abfallprodukten aus den Zellen und verhindert, dass diese sich ansammeln und giftig werden. (1).

Es wurde auch gezeigt, dass ALC die Verbrennung von Kohlenhydraten in der Zelle zur Energiegewinnung und den Glukosestoffwechsel beeinflusst. Dies hat zu mehreren Theorien über die Auswirkungen der Substanz auf eines unserer größten Gesundheitsprobleme geführt: das Metabolische Syndrom und insbesondere Fettleibigkeit. Zusammenfassend ist ALC ein vielseitiges und natürliches Nahrungsergänzungsmittel mit geringem Risiko für Nebenwirkungen. (2).

Vorkommen und Mangel

Carnitin ist beim gesunden Menschen nicht-essentiell, das heißt der Körper produziert den Stoff selbst durch die Biosynthese von Lysin und Methionin in der Leber. Neben dem körpereigenen Carnitin nehmen wir auch geringe Mengen über die Nahrung auf. (1).

In Lebensmitteln kommt es vor allem in Fleischprodukten wie Rindfleisch, Leber, Fisch, Geflügel und Milch vor. Generell gilt: Je röter das Fleisch, desto mehr. Bei einer abwechslungsreichen Ernährung nimmt man täglich zwischen 60-180mg auf, als Vegetarier jedoch deutlich weniger (10-12mg). (1).

Es gibt zwei Arten von LC-Mangel: Der erste ist genetisch bedingt und äußert sich oft im Alter von etwa fünf Jahren durch Muskelschwäche oder Herzprobleme. Die zweite Ursache sind verschiedene medizinische Zustände wie Nieren- oder Lebererkrankungen, die die Aufnahme verringern oder die Ausscheidung erhöhen. In diesen Fällen wird Carnitin als Ergänzungsmittel eingenommen, um die Heilung zu unterstützen. (1).

Eine geringe Aufnahme der Bestandteile Lysin und Methionin kann nachweislich auch zu einem Carnitinmangel führen, wobei Vegetarier und Veganer einem erhöhten Risiko ausgesetzt sind. Erwähnenswert ist, dass die Bildung und Aufnahme unter anderem durch Vitamin C gefördert wird. (1). Auch das Risiko eines Mangels steigt mit dem Alter, denn mehrere Studien haben gezeigt, dass die Menge an Carnitin in unserem Körper mit zunehmendem Alter abnimmt (2).

Gesundheitsfördernde Wirkungen

Welche Wirkung hat LC also auf den Körper und welchen Beitrag konnte die Forschung bisher durch die Ergänzung von LC und ALC leisten? Nachfolgend sind einige der untersuchten Bereiche aufgeführt.

Ausbildung

Carnitin schließt den letzten Schritt bei der Umwandlung von Fett in Energie in der Zelle ab. Aufgrund der zentralen Rolle bei der Fettverbrennung wurde viel darüber geforscht, ob eine Nahrungsergänzung die Nutzung von Fett als Energiequelle verbessern und dadurch die Ausdauer bei körperlicher Aktivität verlängern und die Leistung steigern kann.

In einer doppelblinden Querschnittsstudie wurde die maximale Leistungsfähigkeit von 10 mäßig trainierten Männern untersucht, denen eine Stunde vor einer Radfahrprüfung 2 g LC verabreicht wurden. Die Forscher der Studie stellten fest, dass LC die maximale Sauerstoffaufnahme und die maximale Wattleistung im höchsten Intensitätsbereich signifikant verbesserte. (3). Somit konnte gezeigt werden, dass die Substanz die Leistung der Teilnehmer verbesserte, wenn sie im Testzyklus im Vergleich zur Placebogruppe die höchste Menge davon einnahmen.

Zum Thema Regeneration wurde 2018 ein Literaturüberblick (4) veröffentlicht. Darin wurde festgestellt, dass LC die Regeneration nach dem Training verbessert, indem es die Anzahl der freien Radikale und anderer Marker für Zellschäden verringert, indem es die Blut- und Sauerstoffversorgung des geschädigten Gewebes erhöht. So wird in der Zusammenfassung beispielsweise eine umfassende Studie erwähnt, bei der ältere Probanden (55–70 Jahre alt), die ALC-Präparate erhielten, eine Zunahme der Muskelmasse sowie eine Verringerung der körperlichen und geistigen Ermüdung aufwiesen. (4).

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Studien an älteren Erwachsenen zeigten darüber hinaus, dass die Einnahme von L-Carnitin zu einer Zunahme der Muskelmasse führen kann, begleitet von einer Abnahme des Körpergewichts und einer Verringerung der körperlichen und geistigen Ermüdung (4).

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Eine weitere doppelblinde Querschnittsstudie an 110 Athleten aus verschiedenen Ausdauersportarten zeigte deutliche positive Effekte bei den Supplementierten im Vergleich zu Placebo, sowohl nach einer Einzeldosis als auch nach dreiwöchiger kontinuierlicher Einnahme von LC. Zu den Auswirkungen, die sie erlebten, gehörten eine bessere körperliche Leistungsfähigkeit, Muskelkontraktion, Ausdauer und Sauerstoffaufnahme. Die positiven Effekte wurden auf eine bessere Nutzung von Fettsäuren als Brennstoff in den Zellen zurückgeführt. Die Autoren empfehlen Spitzensportlern sogar, LC als leistungssteigerndes Nahrungsergänzungsmittel einzunehmen. (5).

Trotz dieser positiven Studien sind die Belege für die Wirkung von ALC auf die Leistung nicht völlig einheitlich und es bedarf weiterer Forschung. Einer Übersichtsarbeit aus dem Jahr 1998 (6) zufolge sind die Forscher der Ansicht, dass die inkonsistenten Leistungsergebnisse von ALC als Nahrungsergänzungsmittel auf die Schwierigkeit zurückzuführen sind, kontrollierte Studien durchzuführen und zu konzipieren. Um mehr zu lesen und ein differenzierteres Bild der Auswirkungen von ALC auf die Leistung zu erhalten, empfehle ich die Lektüre des zusammenfassenden Artikels, auf den ich in (6) verweise.

Altern

Mit dem Alter nimmt die Funktion der Mitochondrien ab. Außerdem wurde festgestellt, dass mit zunehmendem Alter der Carnitinspiegel in den Zellen abnimmt (1).

In einer Studie an jungen und alten Ratten, die ALC-Ergänzungsmittel zusammen mit Liponsäure (einem Antioxidans) erhielten, zeigte sich, dass die altersbedingte Funktionsbeeinträchtigung der Mitochondrienmembran teilweise wiederhergestellt werden konnte.

In der gleichen Studie konnte auch gezeigt werden, dass bei den Ratten der Zellstoffwechsel in den Mitochondrien zunahm und sie weniger oxidativem Stress ausgesetzt waren. Bei den älteren Ratten zeigten die Nahrungsergänzungsmittel die größte Wirkung. Interessanterweise wurden in beiden Gruppen auch eine gesteigerte Bewegung und ein gesteigerter Stoffwechsel beobachtet. (7). Leider gibt es derzeit keine vergleichbaren Studien zu seiner Anti-Aging-Wirkung beim Menschen.

Eine weitere interessante Beobachtung, die in mehreren Studien gemacht wurde, ist, dass die Nahrungsergänzung mit ALC bei älteren Menschen zu einer Verringerung von Depressionen führt (2).

Herz und Blutgefäße

Es gibt zahlreiche Studien zu den Auswirkungen einer LC/ALC-Ergänzung auf die Herzgesundheit. Diese zeigen im Allgemeinen eine positive Wirkung auf das Herz-Kreislauf-System bei Patienten mit bestimmten Symptomen. Hauptsächlich deshalb, weil Herzinsuffizienz und ähnliche Herzerkrankungen mit einem niedrigen Carnitinspiegel im Herzen in Verbindung gebracht wurden. (1). In Tierstudien wurde zudem bestätigt, dass eine ALC-Supplementierung den Cholesterin- und Triglyceridspiegel im Blut senkt (2), beides Risikomarker für Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Besonders faszinierend sind die Ergebnisse einer 2013 veröffentlichten Metaanalyse der Mayo Clinic, die 13 Studien zu Herzpatienten umfasste. Insgesamt stellten sie fest, dass die LC-Supplementierung während der mittleren Nachbeobachtungszeit von 2 Monaten die Sterblichkeit um 27 %, die Fälle von Kammerflimmern um 65 % und die Fälle von Angina (Schmerzattacken) um 40 % reduzierte. (8).

Im Gegensatz dazu zeigte eine Studie (9), dass eine hohe und langfristige Supplementierung mit LC negative Auswirkungen auf die Darmflora haben und das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen erhöhen kann. Diese Beobachtungsstudie aus dem Jahr 2013 wurde sowohl an Ratten als auch an Menschen durchgeführt, die LC-Ergänzungsmittel erhielten. Unter anderem wurde festgestellt, dass sich die Darmflora veränderte, wenn Carnitin in Trimethylamin-N-Oxid (TMAO) zerlegt wurde, eine Substanz, von der bereits früher bekannt war, dass sie zur Arteriosklerose (Plaquebildung) beiträgt, die mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen einhergeht. (9).

Allerdings zeigte die Studie, dass nur jene Ratten und Menschen einem erhöhten Risiko ausgesetzt waren, die bereits einen hohen TMAO-Spiegel aufwiesen und Fleisch aßen, nicht jedoch jene, die sich vegetarisch ernährten. Die Forscher weisen darauf hin, dass dies den in epidemiologischen Studien bereits nachgewiesenen Zusammenhang zwischen dem Verzehr von rotem Fleisch und Herz-Kreislauf-Erkrankungen teilweise erklären könnte, und dass weitere Forschung erforderlich sei. (9).

Krebs

Im Zusammenhang mit Krebs wurde vor allem die lindernde Wirkung von ALC auf die Nebenwirkungen von Krebsbehandlungen untersucht. Das renommierte Memorial Sloan Kettering Cancer Center schreibt auf seiner Website, dass Krebspatienten mit einem höheren Carnitinspiegel im Blut im Allgemeinen funktionsfähiger und energiegeladener seien als solche mit einem niedrigen Carnitinspiegel. (10).

Mehrere Studien haben gezeigt, dass Krebspatienten, die eine Chemotherapie oder Strahlentherapie erhalten und unter starker Müdigkeit leiden, ebenfalls einen niedrigen Carnitinspiegel aufweisen (1). In einer Studie beispielsweise, in der die Teilnehmer sieben Tage lang täglich 4 g LC erhielten, verbesserte sich der Zustand der meisten (45 von 50) (basierend auf einem Fragebogen) nach der Normalisierung des Carnitinspiegels. (11).

Darüber hinaus gibt es Hinweise darauf, dass eine ALC-Supplementierung den Ernährungszustand von Krebspatienten verbessert, wie eine Studie an Patienten mit Bauchspeicheldrüsenkrebs zeigte. Die Wirkung der Substanz auf Krebspatienten muss noch weiter erforscht werden, da auch einige Untersuchungen ergebnislos blieben. (10).

Typ-2-Diabetes

Die mit Typ-2-Diabetes verbundene Insulinresistenz wird auf einen Mangel an Fettsäureoxidation in den Muskeln zurückgeführt. Dies führte zu der Hypothese, dass eine Funktionsstörung der Mitochondrien zur Erkrankung beiträgt. Eine vermehrte Fetteinlagerung in der Muskelmasse gilt daher mittlerweile als Marker für Typ-2-Diabetes. (1). Einige Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass eine LC-Supplementierung die Insulinempfindlichkeit bei Typ-2-Diabetikern erhöht und somit die Krankheit lindern könnte (10). Die Ursachen hierfür können in Form einer Verringerung des Muskelfettanteils oder einer Verringerung des Blutzuckerspiegels durch eine gesteigerte Fettoxidation in den Zellen erklärt werden. (1).

Eine weitere Studie (12) sowohl an gesunden Personen als auch an Patienten mit Typ-2-Diabetes ergab, dass die Ergänzung mit ALC und LC die Fettoxidation in Zellen erhöhte und den Blutzuckerspiegel senkte. Die Forscher erklären den Effekt mit der Fähigkeit von Carnitin, als „Shuttle“ zu fungieren und Fettsäuren durch die Zellmembran zu transportieren, um den Energiebedarf zu decken:

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Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sowohl L-Carnitin als auch ALC die insulinvermittelte Glukoseentsorgung sowohl bei gesunden Probanden als auch bei Patienten mit Typ-2-Diabetes verbessern können (12).

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ALC hat sich außerdem positiv auf die Linderung von Nervenschmerzen bei Diabetikern ausgewirkt. In einer Multicenterstudie mit Probanden, die entweder an Diabetes Typ 1 oder Typ 2 litten und unter Nervenschmerzen litten, wurde ein Jahr lang täglich 3 g ALC eingenommen. Das Ergebnis war, dass ihre Nervenschmerzen deutlich abnahmen und ihre Vibrationsempfindlichkeit sich verbesserte. (13).

Fruchtbarkeit

Es wurde nachgewiesen, dass die Carnitinmenge in der Samenflüssigkeit in direktem Zusammenhang mit der Samenmenge und der Beweglichkeit der Spermien steht (1), was zu Theorien führte, dass die Substanz die Fruchtbarkeit bei Männern verbessern könnte.

In einer randomisierten und doppelblinden Querschnittsstudie erhielten 100 unfruchtbare Männer täglich 2 g LC oder Placebopillen. Die Studie folgte einem Protokoll, bei dem auf eine zweimonatige Einnahme eine zweimonatige Auswaschphase folgte. Anschließend wurde der gleiche Zyklus wiederholt und das Sperma der Teilnehmer erneut analysiert. Es zeigte sich, dass die Spermien der Gruppe, die eine LC erhielt, eine deutlich verbesserte Qualität und bessere Beweglichkeit aufwiesen. (14).

Der positive Effekt auf die Fruchtbarkeit wird auf eine gesteigerte mitochondriale Fettoxidation zurückgeführt, die den Spermien mehr Energie liefert und zu einem verringerten Zelltod in den Hoden führt. Obwohl mehrere Studien positive Ergebnisse zeigen, muss darauf hingewiesen werden, dass es auch Studien an unfruchtbaren Männern gibt, die keine signifikanten Auswirkungen gezeigt haben und dass der Fruchtbarkeitsbereich weiter untersucht werden muss. (1). Leider habe ich keine Studien gefunden, die sich mit der Auswirkung von Carnitin auf die Fruchtbarkeit von Frauen befassen.

Gedächtnis und Alzheimer

Es gibt zahlreiche Studien zu den Auswirkungen von ALC auf das Gedächtnis und die meisten zeigen positive Effekte. Eine Metaanalyse, die Doppelblind- und Placebo-kontrollierte Studien an Probanden mit leichten Gedächtnisstörungen und frühen Stadien der Alzheimer-Krankheit umfasste, untersuchte die Wirkung von ALC auf das Gedächtnis. Die eingeschlossenen Studien dauerten 3, 6 und 12 Monate und die ALC-Dosis variierte zwischen 1,5–3 g pro Tag. Um die verschiedenen Messungen in den Studien zu harmonisieren, wurde ein Wirksamkeitsmaß berechnet und man kam zu dem Schluss, dass ALC das Gedächtnis signifikant verbessert. Darüber hinaus verstärkte sich der Effekt mit der Zeit. In mehreren Studien wird erwähnt, dass sie unter anderem Verbesserungen bei der Personenerkennung, der Aufmerksamkeit und der räumlichen Wahrnehmung beobachten konnten. (15).

Eine weitere interessante Studie mit mehr als 500 Patienten mit Alzheimer oder Demenz erhielt 1,5–3 g ALC pro Tag. Die Ergebnisse zeigten, dass ALC die Alterung des Gehirns durch mehrere Prozesse verlangsamte, darunter die antioxidative Wirkung von Carnitin, erhöhte Energie in den Mitochondrien, Stabilisierung intrazellulärer Membranen und positive Auswirkungen auf von Cholin beeinflusste Neurotransmitter. (16).

Zusammenfassung

ALC und LC sind natürlich im Körper vorkommende Substanzen, deren zusätzliche Nahrungsergänzung nachweislich die Fettoxidation in unseren Zellen und somit die Mitochondrienfunktion verbessert. Auch wenn noch viel zu erforschen ist, kann man heute schon sagen, dass vieles darauf hindeutet, dass eine ALC-Supplementierung sich positiv auf die Leistungsfähigkeit sowie eine Vielzahl chronischer und altersbedingter Erkrankungen auswirkt. Darüber hinaus ist das Risiko von Nebenwirkungen bei Einnahme der richtigen Dosierung gering.

Über den Autor

Simon Häger ist von Beruf Marketingstratege im Medtech-Bereich. Er interessiert sich sehr für Training, Gesundheit und Lifestyle und bloggt in seiner Freizeit für Cellexir.

Bibliographie

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3. Einfluss der L-Carnitin-Gabe auf maximale körperliche Belastung. Vecchiet L, Di Lisa F, Pieralisi G, Ripari P, Menabò R, Giamberardino MA, Siliprandi N. 5-6, sl: Eur J Appl Physiol Occup Physiol., 1990, Bd. 61. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2127744/.
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