Carnitin

 

Carnitin ist ein Stoff, dessen Wortursprung carne (= Fleisch) andeutet, in welchen Lebensmitteln er besonders reichlich vorkommt. Carnitin gilt als halb essentieller Stoff (auch semi-essentiell genannt) und wird zu den ergogenen Substanzen gezählt. Dies sind Stoffe, die Leistung steigernd wirken. Die bekannteste Wirkung des Carnitins ist die Einschleusung von Fettsäuren in das Mitochondrium (Zellkraftwerk), eine Voraussetzung für die Verbrennung von Fett.

Geschichte der Entdeckung und Aufklärung

Den russischen Biochemiker Gulewitsch und Krimberg gelang im Jahre 1905 erstmals die Isolierung von Carnitin und dessen chemische Strukturaufklärung. Jahrzehnte (1952) später stellte sich heraus, dass Carnitin identisch mit dem für Insekten lebensnotwendigen Vitamin BT ist, das der deutsch-amerikanische Zoologe Fraenkel erforscht hatte.

Chemische Struktur und Isomere

Carnitin ist eine chemische Verbindung, die aus Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff besteht. Es gibt zwei Isomere: L-Carnitin und D-Carnitin.
L-Carnitin ist die für den Körper verwertbare physiologische Form, die aus den beiden Aminosäuren Lysin und Methionin hergestellt wird. D-Carnitin ist ein Stereoisomer des L-Carnitin. Das bedeutet, dass beide Moleküe  die gleiche chemische Strukturformel haben, die räumlich Anordnung im Molekül jedoch anders organisiert ist. Dieser Unterschied bedingt die Unwirksamkeit von D-Carnitin. Es kann sogar schädlich wirken, wenn es L-Carnitin verdrängt und so verhindert, dass L-Carnitin seine vielfältigen Wirkungen entfaltet. Produzenten von Nahrungsergänzungsmitteln mit Carnitin werben für die Reinheit ihrer Produkte, indem sie Verunreinigungen mit D-Carnitin ausschließen. Da L-Carnitin die physiologische Form des Carnitins ist ,wird im folgenden Text bei der Nennung von „Carnitin“ vorausgesetzt, dass es sich um das physiologische L-Carnitin handelt.
Als „Acylcarnitin“ wird die aktive Form des Carnitins bezeichnet. In dieser Form ist Carnitin mit langkettigen Fettsäuren beladen, die es in die Mitochondrien einschleust.

Bildung von Carnitin im Menschen und täglicher Bedarf

Carnitin wird im Körper selbst gebildet. Zur Herstellung sind folgende Mikronährstoffe notwendig:

Die Aminosäuren Methionin und Lysin müssen, bevor sie für die körpereigene L-Carnitin-Bildung zur Verfügung stehen, in Körpereiweiß eingebunden gewesen sein. Nur danach stehen sie für die Carnitinsynthese zur Verfügung.
Sind eine oder mehrere dieser Mikronährstoffe im Mangel, kann Carnitin nicht ausreichend gebildet werden. Somit zählt es zu den halb- oder auch semiessentiellen Nährstoffen.
Der Tagesbedarf kann aufgrund der körpereigenen Bildung von L-Carnitin mit wissenschaftlichenMethoden nicht exakt bestimmt werden. In der Literatur finden sich Angaben für den Bedarf zwischen 16 und 300 Milligramm L-Carnitin.

Resorption im Darm und Verteilung im Körper

Wie auch beim Tagesbedarf schwanken die Angaben über die Aufnahme von L-Carnitin im Dünndarm zwischen 16 und 87 Prozent. Nach Resorption gelangt L-Carnitin in die Leber. Über den Blutkreislauf wird Carnitin hauptsächlich in das Herz, die Skelettmuskulatur, die Nieren und bei Männern auch in die Nebenhoden befördert. Carnitin ist vor allem in den folgenden Geweben/Organen hoch konzentriert:

Im Blut findet man Konzentrationen von 40 - 60 µmol/ml, während im Muskel Konzentrationen bis zu 4000 µmol/ml möglich sind. Das zeigt, dass man vom L-Carnitinspiegel im Blut keinesfalls auf die Konzentration im Muskel schließen kann.
Frauen haben einen bedeutend niedrigeren L-Carnitinspiegel als Männer, sowohl im Blut als auch im Muskel. Darüber hinaus hat das Alter einen Einfluss. Mit zunehmenden Jahren steigt der Gehalt an L-Carnitin im Körper.
Die Resorptionsmenge im Dünndarm ist begrenzt. Überschüssiges Carnitin bleibt im Darm und wird je nach Zusammensetzung der Darmflora zu nicht wünschenswerten Substanzen verstoffwechselt. (Siehe auch Nebenwirkungen: TMAO)
Weiterhin verfügt der Körper über die Möglichkeit, Carnitinverluste zu verhindern. Die Rückresorption von Carnitin in der Niere ist sehr effizient. Carnitin kommt zuerst in den Primärharn und wird dann im Verlauf der Nierenpassage zu rund 95 % rückresorbiert, gelangt also wieder zurück in den Blutkreislauf. Im Körper sind etwa 20 – 25 g Carnitin „gespeichert“, das sich besonders in der Skelettmuskulatur und im Herzmuskel konzentriert. Carnitin wird über die Nieren ausgeschieden.

Aufgaben von Carnitin

Wissenschaftlich gesichert ist die Rolle von Carnitin bei der Einschleusung langkettiger Fettsäuren aus dem Zellplasma in die Mitochondrien (Kraftwerke der Körperzelle). Damit spielt Carnitin eine zentrale Rolle bei der Energiegewinnung aus Fetten.
Da Carnitin auch Stoffwechsel-Endprodukte aus den Mitochondrien ausschleust, liefert es einen wichtigen Beitrag zur „Entgiftung“. Carnitin hat zudem antioxidative Eigenschaften.
Daneben werden dem Carnitin noch weitere Funktionen zugeschrieben, die aber wissenschaftlich umstritten sind. Dazu gehören zum Beispiel die Beteiligung an der Thermogenese (Wärmeerzeugung) im braunen Fettgewebe, eine Senkung des Triglycerid- und Cholesetrinspiegels, die Regulation der Gluconeogenese (Glucoseaufbau) sowie Funktionen im Nervensystem.

Vorkommen in Lebensmitteln

Carnitin ist hauptsächlich in Fleisch enthalten, wobei als Faustregel gilt: je dunkler das Fleisch, desto höher der Carnitingehalt. Andere tierische Produkte wie Eier und Milch tragen ebenfalls zur Carnitin-Aufnahme bei. In pflanzlichen Lebensmitteln ist Carnitin kaum enthalten. (Siehe auch nachfolgende Tabelle)

L-Carnitingehalt mg pro 100 g
 
Tierische Lebensmittel
Schaffleisch 210,0
Lammfleisch 80,0
Rindfleisch 70,0
Schafherz 60,0
Schweinefleisch 30,0
Kaninchenfleisch 20,0
Rinderherz 20,0
Hühnerfleisch 7,5
Schweineleber 5,0
Rinderleber 2,5
Vollmilch 1,0
Hühnereier 0,8
 
   
Pflanzliche Lebensmittel
Apfelmus 3,1
Tomaten 2,9
Birnen 2,7
Bierhefe 2,4
Reis 1,8
Pfirsiche 1,6
Spargel 1,3
Avocados 1,3
Erbsen 1,2
Grapefruits 1,1
Weizenkeime 1,0
Brot 0,8


Carnitinmangel – Risikogruppen und Symptome

Carnitin-Mangelzustände sind nach Dialyse und langfristiger parenteraler Ernährung festgestellt worden. Ursachen für einen Carnitin-Mangel können angeborene Stoffwechselerkrankungen sein, die, bedingt durch Gendefekte, Synthese, Transport oder die Ausscheidung von Carnitin beeinflussen.
Eine Unterversorgung kann auch folgende Ursachen haben:

Früh- und Neugeborene können Carnitin noch nicht ausreichend aufbauen; sie sind auf die äußere Zufuhr mit der Muttermilch angewiesen. Daher weisen mit Kuhmilch ernährte Säuglinge und Säuglinge, die auf Sojadrinkbasis ernährt wurden, eine Unterversorgung auf.
Vegetarier weisen sehr geringe Blutplasmakonzentrationen auf. Gefährdet für einen Mangel sind ausschließlich Kinder, die vegetarisch ernährt werden, weil bei ihnen die körpereigene Synthese von L-Carnitin noch nicht ausgereift ist.

Folgende Symptome können bei einem Carnitinmangel auftreten. Die Symptome sind allerdings unspezifisch und können auch bei Krankheiten und anderen Mangelsituationen auftreten:

Risikogruppen für Carnitinmangel sind:

Menschen, die unter einer oder mehreren der folgenden Krankheiten leiden:

Diagnose eines Mangels: Messung von Carnitin

Grundsätzlich kann Carnitin im Blut bestimmt werden. Allerdings kann die Konzentration in den Geweben bis zu 200fach höher liegen als im Blut. Werden die folgenden Werte des freien Carnitins im Blutserum unterschritten, deutet dies auf eine Unterversorgung hin:

Aufnahme über die Nahrung und Dosierung von Carnitin

Fleischesser verzehren bis zu 16mal mehr Carnitin (ca. 32 mg) als Vegetarier (c.a. 2 mg). Bei sehr fleischreicher Kost können auch deutlich höhere Carnitinmengen aufgenommen werden. Die Angaben schwanken zwischen 100-1000 mg L-Carnitin im Schnitt pro Tag.
Die häufig von Carnitin-Anbietern als Nahrungsergänzungsmittel empfohlene Aufnahme von 3 g pro Tag ist im Vergleich zum normalen Tagesbedarf recht hoch. Bei Mengen ab 4 g/Tag können Magen-Darm-Beschwerden auftreten.

Carnitingabe bei Krankheiten (Orthomolekulare Medizin)

In der orthomolekularen Medizin, einer Medizinrichtung, die mit körpereigenen Wirkstoffen Prävention und Therapie betreibt, wird bei folgenden Erkrankungen eine Gabe von Carnitin empfohlen:

Quelle und nähere Angaben zu Wirkmechanismen  https://www.vitamindoctor.com/naehrstoffe/sonstige-substanzen/l-carnitin/


Bei der Gabe der folgenden Arzneimittel wird Carnitin empfohlen, um Nebenwirkungen abzumildern:

ArzneimittelIndikationDosierung von Carnitin in mg/Tag
AdefovirHepatitis (Leberentzündung)500 - 2000
AmiodaronHerzrhythmusstörungen200 - 500
AnthrazyklineKrebs - Chemotherapie300 - 6000
PlatinderivateKrebs-Chemotherapie1500 - 6000 mg
ValproinsäureEpilepsie500 - 3000 mg

Quelle modifiziert nach https://www.vitamindoctor.com/naehrstoffe/sonstige-substanzen/l-carnitin/ 

Nebenwirkungen und Wechselwirkungen

Nebenwirkungen sind definiert als unerwünschte Erscheinungen bei bestimmungsgemäßem Gebrauch von Substanzen. Bei der Aufnahme größerer Mengen von Carnitin kann es zu einem Mundgeruch nach Fisch kommen, der von den Betroffenen selbst kaum wahrgenommen wird.
Bei abendlicher Einnahme kann es zu Schlafstörungen kommen.

Im Stoffwechsel des Carnitins entsteht Trimethylamin-N-Oxid (= TMAO). Dies ist ein Stoff, der die Bildung arteriosklerotischer Ablagerungen (Plaques) begünstigt. TMAO wird bei hohem Fleischkonsum (vor allem rotem Fleisch) und bei hoher Carnitinaufnahme besonders reichlich gebildet, insbesondere im Zusammenwirken mit der Darmflora. Studien zeigten, dass TMAO bei keimfrei gehaltenen Mäusen und nach Antiobiotikagabe in deutlich geringeren Mengen gebildet wird. Erst das Zusammenspiel von hohem Fleischkonsum und/oder hoher Carnitinzufuhr mit Darmbakterien führt zu erhöhten Werten. 

Wechselwirkungen  sind definiert als die gegenseitige Beeinflussung zweier Substanzen. Der behandelnde Arzt sollte grundsätzlich informiert werden, wenn Carnitin parallel zu Arzneimitteln eingenommen wird. Bei der Gabe folgender Arzneimittel kann Carnitin die genannten Arzneimittel in ihren Wirkungen abschwächen/verstärken:
Gleichzeitige Gabe von L-Carnitin mit Blutgerinnungshemmern: In sehr seltenen Fällen kann L-Carnitin die Wirkung von Blutgerinnungshemmern vom Cumarin-Typ (Vitamin-K-Antagonisten) verstärken. Medikamente dieses Typs sind:

Gleichzeitige Gabe von oralen Antidiabetika (Medikamente gegen Diabetes)

L-Carnitin kann bei Diabetikern Blutzucker senkend wirken. Werden gleichzeitig orale Antidiabetika eingenommen, besteht die Gefahr einer Unterzuckerung. Medikamente dieses Typs sind:

L-Carnitin im Leistungssport

Die Leistungsfähigkeit der Skelettmuskulatur wird im Unterschied zu anderen Organen/Geweben wie Gehirn oder Leber durch die Möglichkeit zur Fettverwertung begrenzt. Carnitin ist für die Fettverbrennung notwendig. Daher wird die Nahrungsergänzung von Carnitin im Leistungssport vor allem bei Ausdauersportarten empfohlen.
L-Carnitin wird eine „eiweißsparende“ Wirkung während kataboler (Abbauvorgänge) Vorgänge zugesprochen. Solche Abbauvorgänge sind bei Ausdauerbelastungen in der Tat zu verzeichnen. Ist die Ernährung vegetarisch geprägt, muss der Körper reichlich Carnitin bilden. Die Kapazität der körpereigenen Bildung ist jedoch begrenzt. Hieraus kann die Empfehlung abgeleitet werden, Carnitin bei Ausdauerleistungen dann einzunehmen, wenn der Sportler, die Sportlerin sich überwiegend vegetarisch ernährt. Dies betrifft in erster Linie die Effekte von Carnitin auf die Fettverbrennung.
Andere Wirkungen, bei denen Carnitin als ergogen (leistungsfördernd) diskutiert wird, sind:

Für diese Effekte gibt es keine eindeutigen Studienergebnisse, die eine Empfehlung zur Nahrungsergänzung mit Carnitin stützen.

Gegenanzeigen für die Einnahme von Carnitin

Gegenanzeigen sind definiert als Situationen, in denen eine Substanz nicht gegeben werden sollte. Folgende Gegenanzeigen gelten für Carnitin:

Grundsätzlich gilt, dass bei diesen Erkrankungen der Arzt über die Einnahme von Carnitin informiert werden sollte, um das weitere Vorgehen zu besprechen.

Anmerkung: Wurde die Einnahme von Carnitin nach einem Herzinfarkt beendet, wurden Verschlechterungen des Krankheitsbildes beobachtet.

Überdosierung von Carnitin

Carnitin gilt in einer Dosierung von 500 – 2000 mg/Tag als sicher. Beachtet werden müssen die genannten Neben- und Wechselwirkungen. Bei Gaben von über 3000 mg/Tag können Krämpfe, Magen-Darm-Beschwerden, auch Schluckauf auftreten.
Carnitin kann auch in der Schwangerschaft genommen werden. Empfohlen werden zwischen 200 und 1000 mg.

Carnitin-Präparate zur Nahrungsergänzung

In Nahrungsergänzungsmitteln werden meist folgende L-Carnitin-Verbindungen angeboten:

Kriterien für die Auswahl von Carnitin als Nahrungsergänzungsmittel sollten sein:
Möglichst 

*Die Kölner Liste ist eine Internet-Plattform, in der Hersteller ihre Produkte einstellen, die auf Doping relevante Substanzen getestet wurden. Damit können Leistungssportler/innen sicher sein, dass die aufgelisteten Produkte frei von Doping relavanten Substanzen sind.

Bei den Angaben der Hersteller über die Ausgangsstoffe für Nahrungsergänzungsmittel mit Carnitin finden sich keine konkreten Detailaussagen. Berichtet wird von „einem mehrstufigen Fermentationsverfahren“, bzw. es handele sich um eine "halbsynthetische" Erzeugung, bei der die Ausgangssubstanzen in ein Nährmedium gegeben werden. Spezialisierte Bakterien synthetisieren dann das L-Carnitin. Garantiert wird in der Regel, dass das verwendete Carnitin auch für Veganer geeignet ist und keine Verunreinigungen mit D-Carnitin enthält.

Kritische Bewertung von Carnitin als Nahrungsergänzungsmittel

Besonders Verbraucherorganisationen sehen eine Nahrungsergänzung mit Carnitin kritisch. In den meisten Fällen halten sie diese für nicht notwendig. Die Hauptargumente für die kritische Bewertung sind:

Literatur

⇒ Folsäure, Lysin, Methionin, Vitamin B6, Vitamin B12, Vitamin E