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Gesundheitsrelevante LM (Fach) / Cholin und Carnitin (Lektion)

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  • Biochemie Cholin quartieäre Ammoniumverbindung einwertiger Alkohol (primär) wasserlöslcih
  • Betain Irreversible Oxidationsform von Cholin • Zweistufige Oxidation: Cholin ---Cholindehydrogenase---> BetainaldeBetainaldehyd---> Betainaldehyd- ---->Betain                           dehydrogenase Funktion als Methylgruppendonator und Osmoregulator
  • Refernenzwerte und Versorgugsstatus für Cholin AI: 400-550 mg/d Aufnahme: 150-600mg/d ---> Nur 10% erreichen den AI, kein essentieller Nährstoff Große unterschieder im Bedarf, nach der Menopause höher, Männer hoher daher kein DACH Wert.
  • Cholin Absorbtion - Darmbaktrerien bilden aus Cholin Betain - Pankreasenzyme (phospholipasen) hydroloiesen Phospatilylcholin Carriervermittelter Transport
  • Cholin Stoffwechsel Verteilung  • Akkumulation von Cholin in allen Geweben • Organspezifische und funktionsabhängige Transportsysteme: • Erleichterte Diffusion    -->Carriervermittelter Transport  . Aktiver Transport mit geringer Affinität     -->  ubiquitär vorkommend, gekoppelt an Synthese von  Phosphatidylcholin in  der  Zellmembran • Aktiver Na und ATP-abhängiger Transport mit hoher Affinität    --> v. allem im ZNS, gekoppelt an Acetylcholin-Synthese 
  • Endogene Synthese Cholin --> Phospatidylcholin in der Leber (Methylierung und Abspaltungen von P von Phospahtidylethanolamin)  einziger Weg der de-novo-Synthese von Cholin • Enzym: Phosphatidylethanolamin-N-Methyltransferase(östrogenabhängig)
  • Funktion Cholin Fettstoffwechel • Phosphatidylcholin = Lipotroper Faktor   -->Verhindert Akkumulierung von Fett in der Leber • Beteiligt an Aufbau von VLDL-Lipoproteinen in der Leber • VLDL transportieren Triglyceride von der Leber in die  Peripherie • Bei Mangel an Phosphatidylcholin -->. Akkumulation von Triglyceriden im Lebercytosol
  • Funktion von Cholin -Methylgruppendonator-
  • Risikogruppen für Cholinmangel • Schwangere : Aktiver Transport von Cholin in die Plazenta , Entwicklung des fetalen Gehirns und des Nervensystems, Mangel erhöht das Risiko eines Neuralrohrdefekts • Stillende , Anreicherung von Cholin in der Muttermilch, Stillende mit geringer Cholinzufuhr haben geringere Cholingehalte  in der Muttermilch als Stillende mit adäquater Cholinzufuhr,  Freier Cholinanteil in Milch zu Beginn der Laktation sehr hoch , Gehalt nimmt nach 30 Tagen p.p. ab • Personen mit totaler parenteraler Ernährung  Infusionslösungen häufig frei von Cholin  Leberfunktionsstörungen und Entwicklung einer Fettleber • Personen mit Herzkreislauferkrankungen  Erhöhte Homocysteinkonzentrationen • Personen mit neurodegenerativen Erkrankungen  Mangel an Cholin  Acetylcholinsynthese ↓ • Personen mit genetischen Polymorphismen  Gene codierend für MTHFD, MTHFR, PEMT
  • Cholin Mangel: Auswirkung Mangel führt langfristig zu: • Nicht-alkoholische Fettlebererkrankung (Hepatosteatosis) • Leber- und Muskelschäden • Nierenfunktionsstörungen • Kognitive Störungen • Erhöhte Homocysteinspiegel Diskutiert: • Beteiligung an Kanzerogenese • Bei Cholinmangel u. a. unzureichende DNA-Methylierung, mitochondrialeDysfunktion aufgrund von Membranschäden und damit erhöhte Bildungvon ROS, Steigerung der Zellproliferation
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  • Überversorgung Cholin • Symptome: • Übelkeit und Erbrechen • Schwindel, Hypotonie • Fischgeruch-Syndrom • UL für Erwachsene (1998): 3,5 g/d
  • Biochemie Carnitin • Quartäre Ammoniumverbindung aus den Aminosäuren Lysin  und Methionin  (β-Hydroxy-γ-Trimethylammonium-Butyrat • Zwei Stereoisomere: L-Carnitin und D-Carnitin • Wasserlöslich und stark hygroskopisch Hauptlieferant: Lamm, Rind Schwein (tierische Produkte) Kein essentieller Nährstoff (kein DACH- Wert) Carnitinaufnahme: Omnivor: 2-12μmol/kg KM , Vegetarier. 0,1
  • Carnitin Verteilung Plasmakonzentration: ~ 50 µmol/L Kommt überwiegend intrazellulär vor, 97 % liegen in der  Skelettmuskulatur  Gewebe, die auf Carnitin angewiesen sind, können Carnitin  aktiv über einen Na abhängigen Transport in die Zellen schleusen Sechs verschiedene Carnitintransporter 6 Verschiedene Carnitintransporter • Organische Kationentransporter OCTN1, OCTN2, OCTN3 • Carnitintransporter CT2 • Organischer Anionentransporter Oat9S • Aminosäuretransporter ATB0,+
  • Endogene Synthese Carnitin • Synthese aus peptidgebundenem Lysin und aktiviertem  Methionin • essentielle Cofaktoren: Vitamin C, Pyridoxin, Niacin, Eisen • Hauptsyntheseort: Cytosol und Mitochondrienmatrix der  Nieren- und Leberzellen • beträgt ~ 1,2 µmol/kg Körpergewicht und kompensiert gemeinsam mit kontrollierter Ausscheidung eine geringe Carnitinaufnahme bei Vegetariern
  • Funktionen von Carnitin • Hauptfunktion: Transport langkettiger Fettsäuren durch die  innere Mitochondrienmembran • Bestandteil biologischer Membranen • Regulation des Acyl-CoA/CoA-Quotienten • Detoxifikation

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