Im Jahr 1953 führten die beiden Chemiker Stanley Miller und Harold Clayton Urey an der Universität von Chicago ein Experiment durch. Sie wollten in diesem Experiment eine These zur Entstehung des Lebens auf der Erde beweisen. Dazu bildeten sie die angenommene Uratmosphäre auf der Erde nach, in dem simple chemische Substanzen wie Wasser, Ammoniak, Methan, Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid miteinander vermischt wurden. Diese Mischung wurde von Miller und Urey elektrischen Entladungen ausgesetzt, die den Blitzen von Gewittern entsprechen sollten. Die Hauptbestandteile dessen, was die beiden Wissenschaftler nach Beendigung der Versuchsreihe in der nachgestellten Uratmosphäre fanden, waren verschiedene Aminocarbonsäuren oder Aminosäuren. Diese Aminocarbonsäuren bilden die Bausteine des Lebens, und das nicht nur auf der Erde und ihrer vielfältigen Flora und Fauna. Aminocarbonsäuren wurden inzwischen auch im Weltall auf Kometen und Meteoriten oder in den Gaswolken des interstellaren Raumes nachgewiesen.

Was sind Aminocarbonsäuren?

Im Grunde sind Aminocarbonsäuren verschiedene organische Verbindungen, die aus mindestens zwei beziehungsweise mehreren Carboxygruppen und einer oder mehrerer Aminogruppen bestehen. Hierbei bildet die Carboxygruppe den Bestandteil des Kohlenstoffatoms, ohne das wiederum die Bildung einer Aminocarbonsäure nicht möglich wäre. Kohlenstoff ist ein ganz besonderes chemisches Element, das die Fähigkeit besitzt, komplexe Moleküle zu bilden. Kein anderes Element ist in der Lage, so viele chemische Verbindungen aufzubauen wie der Kohlenstoff. Das gesamte irdische Leben von den niedrigsten Pflanzen über die kleinsten Amöben bis zu den höheren Tierarten, den Bäumen und schließlich dem Menschen bestehen aus molekularen Kohlenstoffverbindungen, darum wird über die verschiedenen Organismen der Erde auch von Kohlenstoffbasierten Lebensformen gesprochen.
Die Aminogruppen nehmen hierbei die zweite wichtige Rolle ein. Zusammen ergeben sich die Aminocarbonsäuren, die unter anderem für praktisch alle wichtigen biologischen Funktionen verantwortlich sind.

Wie wichtig sind Aminocarbonsäuren?

Wie wichtig ist das irdische Leben? Denn ohne Aminocarbonsäuren gäbe es kein Leben. Sie sind in jedem Organismus vorhanden und steuern die verschiedenen Prozesse von der Fortpflanzung über das Wachsen und auch das Altern. Dabei besitzt beispielsweise der Mensch eine ganze Reihe eigener Aminocarbonsäuren, die der Organismus selbst produziert. Gleichzeitig benötigt der Mensch aber auch eine Anzahl weiterer Aminocarbonsäuren, die mit der Nahrung zugeführt werden. Hierbei handelt es sich um die sogenannten essenziellen Aminocarbonsäuren.
Bevor nun diese essenziellen Aminocarbonsäuren behandelt werden, noch zu zwei semi-essenziellen Aminocarbonsäuren, die für bestimmte Situationen im menschlichen Leben wichtig sind – Arginin und Histidin.

  • Arginin ist eine Aminocarbonsäure, die der Mensch hauptsächlich während seiner Wachstumsphase benötigt, sie dient aber auch im späteren Leben zur Abwehr von Alterserscheinungen. Kürbiskerne, Pinienkerne und Walnüsse enthalten beispielsweise sehr große Anteile an Arginin, aber auch andere Lebensmittel wie Milch, ungeschälter Reis oder Weizen-Vollkornmehl.

 

  • Das Histidin oder besser das L-Histidin findet vor allem in der Medizin seine Anwendung und wird dort unter anderem als Bestandteil von Infusionslösungen zur Ernährung von Patienten eingesetzt oder ist Teil von Medikamenten gegen Gelenkrheumatismus oder Anämie, auch genannt Blutarmut. In Lebensmitteln findet sich das L-Histidin etwa in ungeschältem Reis, Sojabohnen, Mais-Vollkornmehl oder auch rohem Rindfleisch oder rohem Hähnchenbrustfilet.

Essenzielle Aminosäuren

Der Mensch benötigt im Prinzip 8 Aminosäuren, die er sich mit der Nahrung zuführen muss, um nicht an Mangelerscheinungen zu erkranken. Das sind:

  • Isoleucin
    Wichtig für den Proteinaufbau und die Energiegewinnung in den Muskeln. Die Kuhmilch und Hühnereier besitzen große Teile der Aminosäure Isoleucin. Sie findet sich aber auch in Walnüssen, ungeschältem Reis oder getrockneten Erbsen
  • Leucin
    Aufbau und erhalt des Muskelgewebes. Mais-Vollkornmehl besitzt unter den Lebensmitteln den höchsten Anteil an Leucin, aber auch in Kuhmilch, Hühnereiern oder ungeschältem Reis ist diese Aminosäure stark vertreten
  • Lysin
    Wird im Körper vorrangig zur Bildung von Bindegewebeproteinen eingesetzt. Hohe Anteile an Lysin besitzen beispielsweise roher Lachs, rohes Rindfleisch, Kuhmilch, Buchweizen-Mehl oder getrocknete Erbsen
  • Methionin
    Baustein der nicht-essenziellen Aminosäure Cystein. Diese Aminosäure findet sich etwa in Paranüssen, Sesamkörnern oder in rohem Lachs
  • Phenylalanin
    Ebenfalls zur Bildung der körpereigenen Aminosäure Tyrosin notwendig. Kürbiskerne, ungeschälter Reis und getrocknete Sojabohnen enthalten große Anteile an Phenylalanin.
  • Threonin
    Dient der Enzymregulation im Körper. In Hühnereiern, der Kuhmilch und Walnüssen findet sich unter anderem Threonin.
  • Tryptophan
    Wichtiger Bestandteil zum Aufbau von Proteinen, Molekülen und Enzymen sowie Neurotransmittern und Hormonen. Tryptophan ist unter anderem in Sojabohnen, Cashew-Kernen und ungesüßtem Kakao-Pulver zu finden.
  • Valin
    Im Prinzip dient diese Aminosäure dem Proteinaufbau, wird im Körper aber auch zur Energiegewinnung verwendet, etwa bei Diäten oder großen körperlichen Anstrengungen. In Lebensmitteln findet sich Valin in großen Anteilen bei Hühnereiern, in der Kuhmilch und in ungeschältem Reis.

Wie an diesem kurzen Überblick auf die essenziellen Aminosäuren zu erkennen ist, besitzen diese wie auch die körpereigenen Aminosäuren zu großen Teilen eine lebenswichtige Bedeutung für den Menschen. Das haben Wissenschaftler schon lange erkannt. Warum auch Nobelpreisträger dazu raten, auf eine Ernährung zu achten, welche die Aminosäuren deckt, lesen Sie hier.

Die wichtigsten Aminosäuren

Neben den essenziellen, bereits beschriebenen Aminosäuren besitzen aber auch die körpereigenen Aminosäuren unterschiedliche Aufgaben, wovon der größte Teil mit der Bildung von Proteinen zu tun hat, die wiederum für die Zellstruktur des menschlichen Organismus zuständig sind wie auch für die chemischen Reaktionen. Der Mensch, wie auch andere biologische Lebensformen, besteht aus Proteinen, die sich wiederum aus Aminosäuren bilden. Folglich besitzen alle Aminosäuren für ihren jeweiligen Aufgabenbereich eine hohe Priorität. Die essenziellen Aminosäuren spielen hierbei eine große Rolle, weil sie auch als Bausteine für weitere körpereigene Aminosäuren verwendet werden. Es ergibt sich also, dass bei unzureichender Zuführung essenzieller Aminosäuren eine ganze Reihe verschiedener Mangelerscheinungen die Folge sind.

Essenzielle Aminosäuren und die Folgen einer Mangelerscheinung

Isoleucin-Mangel schwindende Muskelmasse, niedriger Blutdruck, Abgeschlagenheit
Leucin-Mangel gesteigerte Müdigkeit und Abgeschlagenheit
Lysin-Mangel Verlangsamung der Muskelneubildung, möglicherweise auch Verminderung der Konzentrationsfähigkeit
Methionin-Mangel Leber- und Nierenfunktionsstörungen
Phenylalanin-Mangel Blasen- und Nierenbeschwerden, Stimmungsschwankungen, verändertes Ess- und Suchtverhalten
Threonin-Mangel Schwächung des Immunsystems, gestörter Fetthaushalt, Ermüdungserscheinungen
Tryptophan-Mangel Schlafstörungen, gesteigerte Schmerzempfindlichkeit, eventuell Depressionen
Valin-Mangel ähnliche Mangelerscheinungen wie bei Isoleucin- beziehungsweise Leucin-Mangel

 

Die insgesamt 22, für den Menschen wichtigen Aminosäuren, können durch unterschiedliche Verfahren künstlich hergestellt werden und dienen in einer großen Anzahl von Medikamenten oder Nahrungsergänzungsmitteln als Zusätze. Ebenso werden verschiedene Lebensmittel mit den Aminosäuren angereichert, um deren Wertigkeit für den Organismus zu erhöhen. In diesem Artikel geht es hauptsächlich um Aminosäuren als Bausteine der Proteine und damit quasi um die Baustoffe des menschlichen Lebens. Darüber hinaus sind bisher aber auch mehr als 400 Aminosäuren bekannt, die nicht der Proteinbildung dienen und trotzdem biologische Funktionen übernehmen. Aminosäuren sind eben überall und überaus wichtig.

 

 

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