Arginin – Definition, Synthese, Resorption, Transport und Verteilung

Die Aminosäure Arginin (Abkürzungen Arg im Dreibuchstabencode und R im Einbuchstabencode) ist eine proteinogene Aminosäure (wird zur Bildung von Proteinen herangezogen) mit einer Guanidinogruppe in der Seitenkette. Sie zählt zu den basischen Aminosäuren und ist mit 4 N-Atomen die stickstoffreichste Aminosäure [1]. Eine biologische Wirkung im menschlichen Körper hat nur die L-Konfiguration der Aminosäure.

Arginin kann vom menschlichen Körper aus anderen Aminosäuren und Vorstufen selbst hergestellt werden. Allerdings sind die Mengen der Eigensynthese nicht ausreichend, um den Bedarf vollständig zu decken. Arginin ist somit semi-essentiell (bedingt lebensnotwendig) [3].

Die Synthese erfolgt im Harnstoffzyklus aus der nicht proteinogenen Aminosäure Ornithin, der nicht essentiellen Aminosäure Aspartat und Carbamoylphosphat. Darüber hinaus wird Arginin als Bestandteil von Proteinen mit der Nahrung aufgenommen. Arginin ist zu ca. 3 bis 6 % in Proteinen enthalten [1].

Der menschliche Körper weist einen Gesamtproteinbestand von ca. 10 bis 11 kg auf [2]. Der Pool freier Aminosäuren im Blutplasma beträgt ca. 100 g [4]. Weniger als 1 % des Eiweißbestandes aus Leber, Niere und Dünndarmschleimhaut sind sogenanntes labiles Protein und können ohne eine Beeinträchtigung der Körperfunktion abgebaut werden. Das Körperprotein des Menschen befindet sich in einem dynamischen Auf- und Abbau (Proteinumsatz, sog. turnover) und passt sich schnell an die Stoffwechsellage an. Der Ab- und Umbau von körpereigenen Proteinstrukturen trägt neben den über die Nahrung zugeführten Aminosäuren wesentlich zur Aufrechterhaltung des Aminosäurepools bei. Die Reutilisierungsrate (Wiederverwertungsrate) aus der Proteolyse (Abbau von Proteinen) körpereigener Proteine kann bis zu 90 % betragen.

Der Proteinumsatz im Körper ist abhängig vom Ernährungszustand und der Verfügbarkeit freier Aminosäuren. So befinden sich bei einer Aufnahme von 100 g Nahrungsprotein ca. 250 bis 300 g Körperprotein im Umsatz wobei einzelne Aminosäuren frei werden und z. B. für die tägliche Erneuerung der Darmmucosazellen, den Muskelstoffwechsel oder den Auf- und Abbau von Plasmaproteinen verwendet werden [4].

Die Abbauprodukte des Proteinmetabolismus (Proteinstoffwechsel) sind Stickstoffverbindungen wie Harnstoff, Ammoniak, Harnsäure und Kreatinin und werden mit dem Urin ausgeschieden. Bei normaler Proteinaufnahme werden 80 bis 85 % des gesamten Stickstoffs als Harnstoff über die Nieren ausgeschieden. Dies entspräche ca. 80 g Protein pro Tag [2, 4].

Nicht resorbiertes Nahrungseiweiß und in das Darmlumen sezernierte (abgesonderte) Proteine werden über die Fäzes (Stuhl) ausgeschieden. Diese Menge entspricht ca. 10 g Protein pro Tag [2, 4]:

Literatur

1. Hahn A: Nahrungsergänzungsmittel; Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH Stuttgart, 2006
2. Hahn A, Ströhle A, Wolters M. Ernährung. Physiologische Grundlagen, Prävention, Therapie. 4. Auflage, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart 2023
3. Löffler G, Petrides P, Heinrich P: Biochemie & Pathobiochemie, 8. Auflage, Springer Medizin Verlag Heidelberg 2007
4. Biesalski HK, Bischoff SC, Pirlich M, Weimann A (Hrsg.): Ernährungsmedizin. Nach dem Curriculum Ernährungsmedizin der Bundesärztekammer. 5. Auflage. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 2017