Kreatin

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Strukturformel
Allgemeines
Name	Kreatin
Andere Namen	Creatin N-Amidinosarkosin N-(Aminoiminomethyl)-N-methyl-glycin 3-Methylguanidinoessigsäure
Summenformel	C4H9N3O2
CAS-Nummer	57-00-1
PubChem	586
DrugBank	DB00148
Kurzbeschreibung	weißer Feststoff [1]
Eigenschaften
Molare Masse	131,13 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,33 g·cm−3 [1]
Löslichkeit	löslich in Wasser [1]
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung [1] Reizend (Xi) R- und S-Sätze R: 36/37/38 S: 26-37
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Kreatin (von griechisch kreas = Fleisch) ist eine organische Säure, die in Wirbeltieren u. a. zur Versorgung der Muskeln mit Energie beiträgt. Kreatin wird in der Niere, der Leber und in der Bauchspeicheldrüse synthetisiert. Sie leitet sich formal von den Aminosäuren Glycin und Arginin ab und ist zu 95 % im Skelettmuskel vorhanden. Kreatin wurde 1834 von Eugène Chevreul als Bestandteil der Fleischbrühe entdeckt. Der deutsche Chemiker Justus von Liebig wies Kreatin 1847 als Komponente im Fleisch verschiedener Säugetierarten nach.

[Bearbeiten] Biosynthese

Ein Teil (d.h. für Erwachsene ca. 1-2 Gramm pro Tag) der täglich benötigten Menge von Kreatin wird im Körper selber aus Guanidinoacetat hergestellt, welches seinerseits aus den Aminosäuren Arginin und Glycin durch die L-Arginin:Glycin-Amidinotransferase (AGAT, EC 2.1.4.1) vorweigend in der Leber synthetisiert wird. Für die Methylierung von Guanidinoacetat wird das Enzym Guanidinoacetat-N-Methyltransferase (GAMT, EC 2.1.1.2), sowie eine "aufgeladene" Form der Aminosäure Methionin S-Adenosylmethionin (SAM), benötigt. Letztere Reaktion (siehe untenstehende Figur) findet hauptsächlich in der Leber statt. Obwohl also für die Synthese von Kreatin die drei erwähnten Aminosäuren, Arginin, Glycin und Methionin, gebraucht werden, ist Kreatin selber keine Aminosäure, sondern eine sogenannte Guanidino-Verbindung mit einem zentralen Kohlenstoff an den drei Stickstoffatome gebunden sind (CN3), siehe chemische Formel unten). Das so im Körper hergestellte Kreatin gelangt von der Leber ins Blut und von dort in die Zielorgane, z.B. Skelettmuskulatur, Herzmuskel, Gehirn, Nerven, Netzhaut des Auges etc. Die restliche Menge des täglichen Kreatin Bedarfs, also zusätzlich 2-4 Gramm pro Tag, muss durch externe, alimentäre Quellen, d.h. durch den Konsum von frischem Fleisch und frischem Fisch (die je nachdem 5-10 Gramm Kreatin pro kg enthalten) eingenommen werden. Vegetarier und Menschen, die wenig Fleisch konsumieren weisen in ihren Skelettmuskeln und anderen Organen deutlich weniger Kreatin auf, als eine Kontrollgruppe von Fleischkonsumenten. (Für eine Uebersicht betreffend Kreatin Metabolismus siehe: ^[2] und ^[3])

Synthese Kreatins aus Guanidinoacetat, katalysiert von der Guanidinoacetat-N-Methyltransferase (GAMT)

[Bearbeiten] Physiologische Bedeutung

Vor allem für die Muskelkontraktion^[4], aber auch für Hirn- und Nervenfunktion^[5] wird Kreatin in Form von Kreatinphosphat, korrekterweise Phosphokreatin (PCr) benötigt ^[6]. Phosphokreatin stellt die Phosphorylgruppe zur Verfügung, die zur Rückwandlung des bei der Kontraktion entstandenen Adenosindiphosphat (ADP) in Adenosintriphosphat (ATP) genutzt wird ^[7]. In ruhenden Zellen sind rund 60 % des Kreatins als Phosphokreatin (Energieträger) und 40 % als freies Kreatin (Energievorstufe) auf. Die Menge des im menschlichen Körper gespeicherten Kreatins beträgt bei einer erwachsenen Person 120 bis 150 Gramm, rund 1,5 bis 2 % des Totalkreatins wird pro Tag als Kreatinin über die Nieren mit dem Urin ausgeschieden. Die erforderliche tägliche Zufuhr beträgt etwa 2 bis 4 Gramm. Der Organismus bezieht etwa die Hälfte des Kreatins aus frischem Fisch und Frisch-Fleisch der täglichen Nahrung (nicht zutreffend für Wurtstwaren, wo das Kreatin durch Prozessieren und Lagerung mehrheitlich zu Kreatinin abgebaut worden ist). Vegetarier und ältere Personen, die wenig Fleisch konsumieren, weisen in den Skelettmuskeln, dem Herzmuskel und im Gehirn einen deutlich niedrigeren Kreatin-Gehalt auf ^[8]. Kreatin ist für die normale Entwicklung des menschlichen Körpers und eine optimale Funktion der Körperorgane (Muskeln, Gehirn, Nerven, Seh- und Hörvorgang, sowie die Fortpflantzung absolut notwendig ^[9] und eine Supplementation mit Kreatin kann in Hinblick auf die veränderten Lebens- (Stress, Hochleistung) und Ernährungsbedingungen (deutlich geringerer Fleischkonsum) durchaus sinnvoll und angezeigt sein ^[10].

Kreatin ist für die normale Entwicklung des Organismus, insbesondere für das Gehirns während der Embryonalentwicklung und im der frühkindlichen Phase, sowie für die normale physiologischen Funktion der Muskeln und anderer Körperorgane absolut notwendig. Versuchstiere, bei denen der Kreatingehalt in Muskeln und Gehirn durch Füttern eines Kreatin-Analogs (beta-Guanidino-Propionsäure, GPA) reduziert wurde, präsentieren mit deutlichen pathologischen Störungen in Muskel- und Hirnfunktionen ^[11]. Zudem zeigen transgene Versuchstiere, die keine Kreatinkinase (CK) mehr exprimieren schwerwiegende pathophysiologische Phänotypen, je nachdem welche der vier Kreatinkinase Isoformen in den Muskeln und/oder dem Gehirn fehlen ^[12], ^[13]. Menschen mit dem sog. Kreatin-Defizienz-Syndrom, die auf Grund von Gendefekten entweder in den beiden Enzymen, die an der endogenen Kreatinsynthese beteiligt sind (AGAT und GAMT, siehe oben) oder im Kreatin-Transporter, dem Protein, das Kreatin in die Zielzellen transportiert, zeigen schwerwiegende neurologische und neuro-muskuläre pathologische Störungen, z.B., schwach-ausgebildete Muskulatur, Enwicklungsstörungen, Unfähigkeit das Sprechen zu lernen, Epilepsie, Autismus, geistige Behinderungen ^[14]. Diese Daten sprechen klar dafür, dass eine genügende Versorgung des Organismus mit Kreatin, zusammen mit dem Vorhandensein von Kreatinkinase, für die normale Entwicklung und Funktion der Köperorgane essentiell ist.

[Bearbeiten] Therapeutische Anwendung

In der Medizin wird Kreatin gelegentlich bei der Behandlung von Muskeldystrophie zur Verbesserung des Muskelstoffwechsels eingesetzt.

[Bearbeiten] Nahrungsergänzung

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Um die Vorräte des Energieträgers ATP zu erneuern, verwenden die Muskeln hauptsächlich Kreatin. Bei Männern enthalten die Muskeln im Ruhezustand ungefähr vier Gramm Kreatin pro Kilogramm Muskelmasse. Diese Vorräte können durch kurzzeitige zusätzliche Kreatineinnahme erhöht werden. Auch die dauerhafte zusätzliche Einnahme von kleineren Mengen Kreatin (5g/Tag) über einen weitaus längeren Zeitraum wird mittlerweile häufig angewendet.

Eine Nebenwirkung, die in der wissenschaftlichen Literatur beschrieben wird, ist eine mögliche Gewichtszunahme um ein bis zwei Prozent. Sie resultiert aus der Einbehaltung von Wasser in den Muskelzellen. Kraftsportler berichten über eine Kraftzunahme, die auch durch wissenschaftliche Studien belegt worden ist. Der Ernährungswissenschaftler Andreas Hahn von der Universität Hannover urteilt in seinem Buch: Nahrungsergänzungsmittel:

„Der mögliche Sinn von Kreatingaben bezieht sich ausschließlich auf Menschen mit starken sportlichen Aktivitäten, die mit großem Eifer betrieben werden. Aufgrund gegensätzlicher Studienergebnisse kann jedoch nicht grundsätzlich zu einer Ergänzung mit Kreatin geraten werden. Eine kurzfristige Supplementierung von Kreatin (bis zu 8 Wochen) in Mengen von etwa 20 g/Tag in der ersten Woche und 3 g/Tag in der Erhaltungsphase, gilt als unbedenklich.“

Ebenso gilt die Dauersupplementierung (Kreatineinnahme über einen längeren Zeitraum) heute als unbedenklich, da es bei einer nicht hormonähnlichen (an einen Rezeptor koppelnden) Substanz wie Kreatin zu keiner Rezeptorensättigung kommt.

Über einen Zeitraum von 4 Wochen nach Ende der Kreatingabe sinkt der Kreatinspiegel in den Zellen wieder auf den Ausgangswert. Leistungsverbesserungen, die während der Supplementierung erzielt wurden, bleiben dennoch weitgehend erhalten.

[Bearbeiten] Nebenwirkungen der Nahrungsergänzung

Kreatin kann in Einzelfällen und praktisch nur während der im Normalfall nicht notwendigen Hochdosisphase (4 x 5 Gramm Kreatin, also insgesamt 20 Gramm Kreatin pro Tag während 7 bis 10 Tagen) zu geruchsintensiven Blähungen oder Durchfall führen. Gelegentlich reagieren Anwender mit Muskelkrämpfen, es heißt aber, dass dem durch Einnahme von Magnesium entgegen gewirkt werden kann. Während der Hochdosisphase kann es zudem zu einer Gewichtszunahme von 1 bis 3 kg kommen, die vor allem auf Wassereinlagerung zurückzuführen ist, weil mit dem Kreatin über den Kreatintransporter gleichzeitig Natrium und Chlorid in die Zelle gelangt, was dann zu einer Wasserretention führt. Allmählich normalisiert sich die infolge osmotischer Effekte erhöhte Wasseraufnahme in den Muskeln und es findet im Verlaufe der Kreatin-Supplementierung eine effektive Zunahme von Muskelmasse statt, was mit einer Erhöhung der Muskelkraft einhergeht.

Bei der für gesunden Menschen empfohlenen Erhaltungsdosis von 2 bis 4 Gramm Kreatin pro Tag während drei Monaten, gefolgt von einer einmonatigen Pause, treten praktisch keine Nebenwirkungen auf. Ebenso geeignet (und aufgrund der längeren Wirkung auch sinnvoller) ist die dauerhafte Einnahme über einen längeren Zeitraum - ohne Pause. Allerdings ist in beiden Fällen während der Kreatineinnahme auf eine ausreichende Flüssigkeitszufuhr von min. 1l/20kg Körpergewicht zu achten.

Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) publizierte 2004 ein Gutachten demzufolge eine tägliche Einnahme von 3 g Kreatin wahrscheinlich risikofrei ist, sofern das eingenommene Kreatin – vor allem in Hinblick auf Verunreinigungen mit Dicyandiamid-, Dihydro-1,3,5-Triazin-Derivaten und Schwermetallen – von ausreichender (mindestens 99,95%) Reinheit ist.^[15]

Nicht jeder Mensch reagiert gleichartig auf Kreatin-Supplementation. Responder reagieren mit Veränderungen in der Körperzusammensetzung, die durch Zuwachs der Muskelmasse und Leistungssteigerung im Sport kommt, Non-Responder nicht. Der Unterschied zwischen beiden Gruppen könnte unter anderem darin bestehen, dass bei Non-Respondern die Speicherfähigkeit im Muskel bereits das Maximum erreicht ist und zusätzliche Supplementgaben daher ungenutzt ausgeschieden werden, wogegen bei Respondern der natürliche Gehalt unter dem Maximalwert liegt. Deshalb reagieren Vegetarier oder Veganer oft viel deutlicher mit einer Erhöhung der Gesamt-Kreatinkonzentration in den Muskeln als Fleisch- und Fischesser.

Große Leistungssprünge, wie sie vielfach in übertriebenen Ausmaßen von der Supplement-Industrie für Nahrungsergänzungsmittel beworben werden, sind durch die Supplementation mit Kreatin nicht zu erwarten. Das Hauptaugenmerk sollte besonders im Krafttraining auf einer größtmöglichen Trainingsintensität sowie der von vielen Sportlern beobachteten und auch publizierten höheren Trainingskadenz und besseren Erholung/Ernährung liegen.

[Bearbeiten] Quellen

1. ↑ ^{a b c d} Herstellerangaben der Firma Alfa Aesar, 31. Mai 2007
2. ↑ http://www.kreasup.ch
3. ↑ http://www.rosenfluh.ch/images/stories/publikationen/sze/2008-05/11_Kreatin_5.08.pdf
4. ↑ http://dx.doi.org/10.1002/9783527621095.ch7
5. ↑ http://dx.doi.org/10.1016/j.brainresbull.2008.02.035
6. ↑ http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=1130636
7. ↑ http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=1130636
8. ↑ http://http://www.kreasup.ch
9. ↑ http://dx.doi.org/10.1007/BF01267947
10. ↑ http://www.kreasup.ch/update/pdf/kreatin_warum_wann
11. ↑ http://dx.doi.org/10.1007/BF01267947
12. ↑ http://dx.doi.org/10.1007/BF02660929
13. ↑ http://dx.doi.org/10.1016/j.bbr.2004.07.002
14. ↑ http://dx.doi.org/10.1023/A:1022443503883
15. ↑ http://www.efsa.europa.eu/EFSA/efsa_locale-1178620753824_1178620761727.htm

[Bearbeiten] Siehe auch

• Nahrungsergänzungsmittel

[Bearbeiten] Weblinks

 Wikibooks: Biosynthese von Kreatinphosphat – Lern- und Lehrmaterialien

• Creatin | myogenic.de Wissenswertes über Kreatin als Nahrungsergänzung
• Sporternährung | wissenschaft.de Was ist dran an Eiweißpulver, L-Carnitin und Co?
• Kreatin | wissenschaft.de Doping für Körper und Geist
• Alles über Kreatin, wie es wirkt und wie man es einnimmt als PDF-Datei (173 kB)
• Kreatin Supplementation und Kreatin update: Kreatin: warum, wann und für wen Informationen zur Funktion und Wirkung, sowie der Anwendung von Kreatin von Professor (emeritus ETH) Theo Wallimann