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Beta Alanin

20.06.2013


Beta Alanin ist eine natürlich entbehrliche Aminosäure und kommt in sehr geringer Konzentration im Fleisch vor. Aufgrund der Molekülstruktur ( -Position ) kann die Aminosäure im Körper nicht als Muskel- oder Körperprotein eingebaut werden. Sie dient eher als Überträger, welcher im Körper zu den natürlichen Puffersubstanzen Carnosin, Anserin und Balenin in verschiedenen Körpergeweben aufgebaut wird. Beta Alanin ist sozusagen die Vorstufe der Puffersubstanzen und gehört zu den Dipeptiden, denn es verbindet sich im Körper mit der Aminosäure Histidin.

ALLGEMEINES ZUM STOFFWECHSEL


Puffersubstanzen befinden sich in menschlichen Organen wie Leber, Nieren und Nervenzellen, wobei man die größte Menge in den Muskeln in Form von Carnosin vorfindet. Beta Alanin fließt im Körper auch in den Stoffwechsel der biogenen Amine ein; dies sind Vorstufen für Nervenbotenstoffe wie Histamin und Acetylcholin, die verschiedene Aufgaben im Körper übernehmen. Histamine werden im Proteinstoffwechsel gebildet und anschließend in den weißen Blutkörperchen sowie in den Nervenzellen gespeichert. Sobald eine Stoffwechselstörung oder Entzündung im Körper auftritt, setzt der Körper den Botenstoff Histamin im Blut frei. Dadurch kann es zur Gefäßerweiterung mit einer Senkung des Blutdrucks, Freisetzung von Adrenalin, Herzklopfen, Zunahme der Wärmebildung sowie der Säureproduktion im Magen, Taubheitsgefühl, Hautrötung, Jucken und Kribbeln auf der Haut kommen. Diese Reaktionen signalisieren dem Körper, dass eine Unverträglichkeit oder Verletzung im Körper vorliegt. Sie treten meist bei Rheuma, Pankreatitis (Entzündung der Bauchspeicheldrüse), Heuschnupfen, Magen-Darm-Erkrankungen, Medikamenten- oder Lebensmittelallergie (z. B. Fruktose, Hühnereiweiß) auf.
Da Beta Alanin mit in den Histaminstoffwechsel einfließt und auch mit einem Kribbeln oder Ameisenlaufen auf der Haut (im Bereich Rumpf, Arme, Stirn) verbunden ist, darf diese Aminosäure nicht mit allergischer Reaktion verwechselt werden. Die Einnahme von Beta Alanin führt in den Nervenzellen zu einer stärkeren Carnosinproduktion und erhöht die Aktivität der Nervenzellen. Dies sorgt zugleich für eine bessere Reizübertragung zu den Muskelfasern, wodurch diese bei kurzer intensiver Belastung stärker kontrahieren können. Dies wird einmal durch den Calciumeinstrom und zum anderen durch die Freisetzung des Botenstoffes Acteycholin ausgelöst. Acteylcholin ist der Überträger für die Reizweiterleitung von den Nerven zur Muskulatur und führt zu einem erhöhten Einstrom von Kalium sowie Calcium in die Muskeln. Dies ist auch der Grund, warum die trainierenden Muskeln die kurzen und intensiven Belastungen leichter bewältigen können. Beta Alanin ist aber auch Bestandteil der Pantothensäure, einem
B-Vitamin, das im Körper am Aufbau von Proteinen, Fetten, Cholesterin, Hämoglobin, Steroidhormonen und Nervenbotenstoffe im Gehirn beteiligt ist.

BETA ALANIN - EINE LEISTUNGSSTEIGERNDE ERGÄNZUNG FÜR KURZZEITBELASTUNG


In den letzten Jahren ist Beta Alanin weltweit zu einem der beliebtesten Supplemente für Sportler geworden. Neue Studien und deren Ergebnisse konnten zeigen, dass eine Supplementierung mit Beta Alanin über 8 Wochen den Carnosingehalt der Muskulatur bis zu 80 Prozent erhöhen kann. Ein erhöhter Muskel-Carnosin-Speicher führte in den Studien an Trainierten und Untrainierten zu einer verbesserten Muskelleistung bei kurzen und intensiven Belastungen von bis zu 4 Minuten. Obwohl Carnosin nicht an der Energiebildung in den trainierenden Muskeln beteiligt ist, kann es den Energiefluss im Muskelstoffwechsel indirekt beeinflussen. Die Muskeln können nur ihre Arbeit vollbringen, wenn sie genügend Adenosintriphosphat (ATP) bilden können. ATP ist für den Muskel der sofort greifbare und verwertbare Energieträger und kann aus verschiedenen Nährstoffen (z. B. Kohlenhydrate, Fette, Aminosäuren) und Energiereserven des Körpers gewonnen werden. Der Energieträger ATP liefert den Muskeln nur begrenzte Energie für 2 bis 4 Sekunden einer intensiven Muskelanstrengung. Deshalb müssen die Muskeln während der Belastung neue Energie produzieren. Dazu bedienen sie sich am Kreatinphosphat (KP), dem zweitschnellsten Energieträger, der das ATP möglichst schnell wieder aufbaut. Dadurch können die Muskeln im Krafttraining sowie im Sprint 8 bis 12 Sekunden stark beansprucht werden (siehe Abbildung 1).

(Quelle: Optimale Sporternährung nach Friedrich, 2006)


Die Kreatinphosphatspeicher sind rasch erschöpft, und deshalb greifen die Muskeln auf die nächste Energie reserve, die Kohlenhydratspeicher (Glykogen) und Fettreserven (Triglyceride), zurück. Hier setzt die anaerobe Glykolyse ein. Dies ist der Abbauprozess der gespeicherten Kohlenhydrate in den Muskeln, bei dem ohne Sauerstoff (anaerob) Energie in Form von ATP gewonnen werden kann. Diese Prozesse der Energiegewinnung überlappen sich und ermöglichen den trainierenden Muskeln eine intensive Belastung von mehreren Sekunden. Beim Abbau des Muskelglykogens kommt es aufgrund von Sauerstoffmangel zur Bildung von sauren Wasserstoff-Ionen und zur Ausbildung von Milchsäure, die sich in den trainierenden Muskeln anhäufen. Es kommt zum Abfall des pH-Wertes in der Muskulatur, wodurch die ablaufenden Energieprozesse blockiert werden. Besonders die Enzyme wie Phosphofruktokinase,
Kreatin kinase und ATPase reagieren sehr empfindlich auf die Übersäuerung, denn sie kennen nur das pH-Optimum von 7,36 bis 7,44. Der Energiefluss in den Muskeln kommt zum Erliegen und führt zum Abbruch der Belastung. Dieser Weg der Energiegewinnung betrifft vor allem Sportler mit einer kurzen intensiven Belastung. Bei der Langzeitbelastung (z. B. Marathon) hingegen läuft die Energiegewinnung über die aerobe Glykolyse, d. h., dass die Nährstoffe in Anwesenheit von Sauerstoff verbrannt werden. Zudem kann der Sportler über eine längere Zeit nicht intensiv trainieren, weshalb die Langzeitbelastungen mit niedriger bis mittlerer Intensität ausgeführt werden. Dadurch können die anfallenden sauren Wasserstoff-Ionen sowie die Milchsäure besser aus dem Blut herausgeschleust werden. Dies hält den pH-Wert der Muskeln relativ aufrecht und lässt die Enzyme weiterhin aktiv arbeiten. Die sauren Stoffwechselendprodukte der Muskeln gelangen anschließend von der Blutbahn zur Leber und Herzmuskulatur, wo sie als Pyruvat, eine energiereiche Substanz, verbrannt werden. Der Großteil der Milchsäure wird in der Leber zu Energie (Glucose) umgewandelt und über das Blut abgegeben. Anschließend können die Muskeln und das Herz während der Langzeitbelastung darauf zurückgreifen. Bei kurzer und intensiver Belastung kann die Milchsäure nicht frühzeitig aus den Muskeln herausgeschleust werden, da sie unter dauerhafter Anspannung sind. Dadurch steigen während der Belastung die Wasserstoff-Ionen sowie die Milchsäure an, und es kommt zu einer Übersäuerung in der Muskulatur. Mittlerweile hat man herausgefunden, dass die weißen Muskelfasern vermehrt Carnosin als Puffersubstanz bilden. Dieses bindet die anfallenden Wasserstoff-Ionen und hemmt zugleich die Milchsäurebildung, wodurch der pH-Wert in der trainierenden Muskulatur relativ konstant gehalten wird. Dies fördert den muskulären Energie stoff wechsel sowie die Kraftleistung, da die Muskeln während der Belastung mehr ATP aus Kreatin und Glykogen gewinnen können. Beta Alanin hat somit die Fähigkeit, die sauren Stoffwechselendprodukte abzupuffern, was zu einer besseren anaeroben ATP-Verfügbarkeit der Muskeln führt. Das ist auch der Grund, warum Beta Alanin heute zu den beliebtesten Supplementen auf dem Sportlermarkt gehört. Abbildung 2 fasst die Funktion von Beta Alanin im Muskelstoffwechsel noch einmal kurz zusammen.





EINSATZ VON BETA ALANIN IN VERSCHIEDENEN KRAFT-AUSDAUER-SPORTARTEN


In einer Studie an 18 belgischen Ruderern hat man den Effekt von Beta Alanin an einem 2000-Meter-Ergometer- Test untersucht. Die Wissenschaftler gaben den Profisportlern 5 g Beta Alanin am Tag, und das über 7 Wochen. Vor der Einnahme wurde der Carnosingehalt der Unterschenkel (Waden, Schollenmuskel) mit der Magnetresonanzspektroskopie gemessen, und es erfolgte zuvor ein Ergometer-Test. Nach der 7-wöchigen Supplementierung von Beta Alanin erhöhte sich der Carnosingehalt in den Schollenmuskeln um 45 Prozent und in der Wadenmuskulatur um 28 Prozent. Beim Ergometer-Test waren die Ruderer 4,3 Sekunden schneller als die Gruppe, die das Placebo einnahm. Kendrick und seine Mitarbeiter an der Universität aus dem Vereinigten Königreich wollten herausfinden, welche Auswirkungen Beta Alanin auf 10 Wochen Krafttraining hat. Dazu hatte man 8 trainierte Kraftsportler rekrutiert, die über 30 Tage 4,8 g Beta Alanin oder ein Placebo pro Tag einnahmen. Sie mussten nach einem vorgegebenen Trainingsprotokoll trainieren, das aus 6 Sätzen Kniebeugen mit 12 Wiederholungen bestand. Dabei wurde das Einwiederholungsmaximum bei 70 Prozent festgelegt, und die Pausen zwischen den Sätzen betrugen 1 ½ Minuten. Nach dem Training hatte man den Kraftsportlern nach 15 und nach 30 Minuten der Belastung Blut abgenommen, um zu sehen, ob sich die Konzentration an Wachstumshormonen, Testosteron und Cortisol veränderte. Hierbei gab es keine Veränderung sowohl in der Beta-Alanin- als auch bei der Placebo-Gruppe. Nach 4 Wochen konnte aber bei der Beta-Alanin-Gruppe eine 22-prozentige Steigerung der Wiederholungszahl erzielt werden. Aus den Ergebnissen schließen die Wissenschaftler, dass Beta Alanin die Ausdauer während des Krafttrainings bei erfahrenen Sportlern signifikant verbessern kann. An der Universität in Florida haben Wissenschaftler die Effekte einer 28-tägigen Supplementierung mit Beta Alanin und Kreatin auf die aerobe Leistungsfähigkeit getestet. In dieser Studie wurden 55 untrainierte Männer in 4 Gruppen aufgeteilt. Eine Gruppe bekam das Placebo (n=13), die nächste Kreatin (n=12), die weiteren Beta Alanin (n=14) und Beta Alanin plus Kreatin (n=16). Die Einnahme verlief über einen Zeitraum von 4 Wochen, und die einzelnen Gruppen wurden anhand eines Stufen- Belastungstests auf einem Ergometer bis zur muskulären Erschöpfung getestet. Die Gruppe mit der Kombination aus Kreatin und Beta Alanin konnte die Ausdauer - belastung bis zur Erschöpfung zeitlich verlängern. Zu ganz anderen Ergebnisse kommt das wissenschaftliche Team aus dem Institut für Gesundheit und Sportwissenschaften in New Jersey. Sie untersuchten die Wirkungen von Kreatin und der Kombination Kreatin plus Beta Alanin auf Kraft, Körperzusammensetzung und Hormonstatus. Dazu mussten 33 College-Footballspieler ein Krafttrainingsprogramm über 10 Wochen absolvieren. Bei jedem Athleten wurde die Maximalkraft beim Bankdrücken und bei Kniebeugen gemessen. Hinzu kam noch ein anaerober Wingate-Test in Form von 20 Sprüngen. Zur Untersuchung der Hormonveränderung (Testosteron, Cortisol, Wachstums hormon, IGF-1, Sexualhormon-bindendes Globulin) mussten die Footballspieler sich Blut abnehmen lassen. Bei den Hormonen konnte man keine Veränderung feststellen, außer erhöhten Testosteron werten bei der Kreatin- Gruppe. Athleten, die Kreatin und Kreatin plus Beta Alanin supplementierten, hatten einen deutlichen Kraftzuwachs. Die Kombination aus Kreatin und Beta Alanin hingegen hatte einen besseren Aufbau von magerer Körpermasse und eine Reduzierung des Körperfettanteils zur Folge. ★Six Pack Trio

von Dipl.oec.troph. Hajo Jäger

LITERATURAUSZUG: Ebermann R., Elmadfa I, (2011): Aminosäuren, Transaminierung und Desaminierung von Aminosäuren, Peptide und Proteine, S.59-65, S.288 Quinn PJ, Boldyrev AA, Formazuyk VE, Carnosine: ist properties, functions and potential therapeutic applications. Mol Aspects med 13:379-444, 1992 Décombaz J, M Beaumont, Vuichoud J, Bouisset F, Stellingwerff T. Effect of slow-release -alanine tablets on absorption kinetics and paresthesia. Amino Acids. 3. Dezember 2011. [Epub ahead of print] Robertson DS., Biochemical and biomedical aspects of metabolic imidazoles. Clin Biochem. 2011 Dec; 44 (17-18) :1363-9. Epub 2011 Sep 16. Biesalski HK, Grimm P, (2008): Pantothensäure-Chemie, Metabolismus und Funktion, S.174, Taschenatlas der Ernährung, Georg Thieme Verlag Stuttgart New York Van Thienen R, Van Proeyen K, Vanden Eynde B, Puype J, Lefere T, Hespel P., (2009): Beta-alanine improves sprint performance in endurance cycling. Med Sci Sports Exerc. 2009 Apr; 41 (4) :898-903. Hobson RM, Saunders B, Kugel G, RC Harris, C. Verkauf, Effects of -alanine supplementation on exercise performance: a meta-analysis, Amino Acids. 24. Januar 2012. [Epub ahead of print] Baguet A, Gutbürgerlich J, Vanhee L, Achten E, Derave W., Important role of muscle carnosine in rowing performance. J Appl Physiol. 2010 Oct; 109 (4) :1096-101. Epub 2010 Jul 29 Hoffman J, Ratamess NA, Ross R, Kang J, Magrelli J, Neese K, Faigenbaum AD, Wise JA, Beta-alanine and the hormonal response to exercise. Int J Sports Med. 2008 Dec;29(12):952-8. Epub 2008 Jun 11 Zoeller RF, Stout JR, O’kroy JA, Torok DJ, Mielke M, Effects of 28 days of beta-alanine and creatine monohydrate supplementation on aerobic power, ventilatory and lactate thresholds, and time to exhaustion. Amino Acids 2007 Sep ; 33 (3) : 505-10 . Epub 2006 5. September. Hoffman J et al., 2006, Effect of creatine and beta-alanine supplementation on performance and endocrine responses in strength/power athletes. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2006 Aug; 16 (4) :430-46.






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