Lysin (Lys, K, keine Transaminierung)

Die Versorgung mit Makro- und Mikronährstoffen ist bei einer ausgewogenen, pflanzenbasierten Ernährung mit wenig bis keinen industriell verarbeiteten Lebensmitteln in der Regel gegeben, mit Ausnahme von Vitamin B₁₂. Doch vor allem sekundäre Pflanzenstoffe sind relevant für die Aufrechterhaltung der Gesundheit und Heilung von Krankheiten, obwohl sie nicht als essenzielle Nährstoffe gelten - ausser Vitamine.

---

Definition

Lysin (Lys, K) ist eine von neun (bei Kindern zehn, einschliesslich Arginin) Aminosäuren, die für den menschlichen Organismus als essenziell (nicht entbehrlich) gelten. Der Mensch nutzt 20 proteinogene Aminosäuren als Bausteine für Proteine. Selenocystein dient dabei als 21. Aminosäure für spezialisierte Proteine.

Biochemisch verläuft der initiale Abbau von Lysin über den Saccharopin-Weg streng irreversibel. Da physiologisch keine Re-Transaminierung zur Rückgewinnung aus Abfallprodukten existiert und der Körper das Kohlenstoffgerüst nicht selbst synthetisiert, verlangt Lysin eine regelmässige Zufuhr über die Nahrung.

Vorkommen

Hülsenfrüchte sind besonders reich an Lysin, aber auch Nüsse und Samen enthalten hohe Mengen davon.

Ein Beispiel für Samen sind Kürbiskerne (1200 mg/100g) und Mohnsamen (950). Unter den Nüssen enthalten Erdnüsse ebenfalls viel Lysin, nämlich etwa 930 mg.¹

Beim Gemüse haben unter anderem Blumenkohl (220), Spinat (170), Brokkoli (140) und Kartoffeln (110) höhere Lysingehalte. Im Vergleich dazu ist der Lysingehalt in Getreide gering, was es zu einer limitierenden Aminosäure in verschiedenen Diäten macht. In einigen Entwicklungsländern nutzen sie L-Lysinhydrochlorid, um Getreide für den menschlichen Verzehr anzureichern, und setzen es auch bei der Herstellung von Tierfutter ein.^1,13

Eine ausgewogene Ernährung mit anderen pflanzlichen Proteinquellen wie Hülsenfrüchten, Samen und Nüssen kann den geringen Lysingehalt von Getreide gut ausgleichen.

Einige bedeutende Lysin-Lieferanten wie Spirulina (3000 mg/100g), getrocknete Petersilie (2100, frisch 180), Senfpulver (1800) oder Bockshornklee (1700) sowie viele Gewürze isst man in zu geringen Mengen, weshalb wir sie in der Tabelle nicht führen.¹

Damit enthalten Sojabohnen etwa anderthalbmal so viel Lysin wie Fleisch (Rindfleisch roh 1790), während Lupinenmehl, Linsen und Ackerbohnen einen ähnlichen Lysingehalt wie Fleisch aufweisen. Eier (912) enthalten etwa ein Drittel und Kuhmilch (276) nur nahezu 10 % von Sojabohnen.¹

Als Veganer müsste man sich schon sehr einseitig ernähren, um einen andauernden Eiweissmangel zu bekommen.

Lager- und Zubereitungsverluste

Das Erhitzen der Speisen denaturiert Proteine und verändert damit deren Eigenschaften. Ein Beispiel ist das Spiegelei, das durch die Hitze in der Pfanne denaturiert. Beim Erhitzen verfestigen sich das flüssige Eigelb und das Eiklar, die Hauptproteinquelle. Die Proteine im Ei verdicken sich, ein Prozess, der als "Gerinnung" oder "Ausflocken" bekannt ist. Das Eiklar gerinnt bei 60 °C, das Eigelb bei 65 °C, und die vollständige Gerinnung erfolgt bei 70 °C.⁷

Die Proteinoxidation einer Aminosäure durch reaktive Sauerstoffspezies kann dessen Funktion erheblich beeinflussen.

Unter Hitze unterliegt Lysin mit Carbonylverbindungen (z. B. reduzierenden Zuckern) der Maillard-Reaktion. Dadurch entsteht glykiertes Lysin, dessen metabolische Verwertung für den Körper fraglich ist und das die bioverfügbare Lysinmenge in erhitzten Lebensmitteln reduziert.¹⁵

Ernährung - Gesundheit

Lysin gehört zu den essenziellen Aminosäuren. Essenzielle Aminosäuren sind diejenigen, die unser Körper entweder nicht oder nicht in ausreichender Menge synthetisieren kann, um das Wachstum und die Stickstoffbilanz aufrechtzuerhalten.⁸ Im Jahr 1955 wiesen William Rose und Kollegen nach, dass Lysin in der menschlichen Ernährung erforderlich ist, um eine positive Stickstoffbilanz zu erreichen.¹⁰ Die Hauptaufgabe von Lysin ist die Teilnahme an der Proteinsynthese.¹³

Mehr Informationen wie der Proteinkonsum Ihre Gesundheit beeinflusst, finden Sie in folgendem Beitrag: Risiken proteinreicher Ernährung.

Spezielle Essgewohnheiten, wie bei Frutariern (Fructarier, Frutaner, Fruganer) oder der 80/10/10 (High-Carb-Diät) und noch extremeren Diäten, können im Laufe der Zeit zu Mangelerscheinungen führen. Dies geschieht oft über lange Zeit ohne direkt erkennbare Symptome.

Tagesbedarf auf lange Sicht

Die Einschätzungen des Tagesbedarfs für gesunde Erwachsene an Lysin reichen, je nach verwendeter Methode, von 12 bis 45 mg Lysin pro Kilogramm Körpergewicht. Die WHO gibt einen durchschnittlichen Tagesbedarf von 30 mg/kg Körpergewicht an.⁶

Mangelerscheinungen bzw. Mangelsymptome

Ein Mangel ist bei ungenügender Zufuhr über die Nahrung mit langer Dauer möglich. Eine naturnahe vegane Ernährung deckt Lysin gut ab und bei mehr Muskelarbeit isst man auch mehr. Säuglinge sind besonders gefährdet, wenn sie von Muttermilch zu früh entwöhnt sind und falsche Nahrung erhalten.

Eine Lysinmangelernährung kann zu häufigeren Infektionen sowie zu Haarausfall und Wachstumsstörungen bei Kindern führen. Die bei sehr lang andauerndem Eiweiss- und generellem Energiemangel entstehenden Krankheiten Kwashiorkor und Marasmus findet man in der westlichen Welt kaum mehr.

Andere Mangelerscheinungen, die auf eine geringe Aufnahme oder ein Ungleichgewicht bei der Zufuhr von unverzichtbaren Aminosäuren zurückzuführen sind, können bei Erwachsenen zu unzureichender Gewichtszunahme sowie einer geringeren fettfreien Körpermasse führen, selbst bei erhöhter Energiezufuhr.^8,9

Überversorgung

Ein erhöhter Lysinspiegel tritt bei einer ausgewogenen Ernährung nicht auf. Bei eingeschränkter Nierenfunktion sollte man sich eiweissarm ernähren, um eine vermehrte Produktion und Ansammlung von Harnstoff in der Niere durch Aminosäureabbau zu vermeiden.

Aus dem Buch China Study kann man eindrücklich und mit guten Beweisen erkennen, dass wir normalerweise am Zuviel und nicht an Mangel an Proteinen leiden (siehe ausführliche Buchbesprechung): Erst seit ein paar Jahren entdeckten Wissenschaftler, dass tierisches Eiweiss, was als beste Proteinqualität (biologische Wertigkeit) galt, nicht die beste Gesundheit erzeugt, sondern das Gegenteil.

Funktionen im Körper

Lysin weist folgende Funktionen im Körper auf:^2,3,4,5

• Lysin ist wichtig für die Stabilität von Kollagen, einem wichtigen Baustein in Bindegewebe, Haaren, Zähnen, Knochen, Blutgefässen und Sehnen. In diesen Strukturen kommt Lysin als Hydroxylysin vor, was bedeutet, dass es an bestimmten Stellen mit OH-Gruppen ausgestattet ist. Diese OH-Gruppen sind über Zuckermoleküle miteinander verbunden, wodurch die besonders stabilen Glykoproteine entstehen, die für Kollagen typisch sind.
• Innerhalb der Proteine, um die sich die Erbsubstanz wickelt, liegen spezifische Lysine methyliert vor.
• Der Körper kann mithilfe von anderen Stoffen aus Lysin das vitaminähnliche Carnitin herstellen. Carnitin spielt eine wichtige Rolle beim Energiegewinn und beim Verbrennen von Fett.
• Lysin beeinflusst die Aufnahme von Calcium in Zähne und Knochen positiv.
• Unterschiedliche Studien zeigen ausserdem eine positive Wirkung von Lysin bei Arteriosklerose und Krebserkrankungen.

Aufnahme und Stoffwechsel

Die Verdauung der mit der Nahrung aufgenommenen Proteine beginnt im Magen durch Pepsine. Sie spalten die Proteine in Peptide. Die weitere Spaltung in die einzelnen Aminosäuren geschieht im Dünndarm durch Peptidasen.⁵

Die Absorption von Lysin im Dünndarm ist sehr effizient. Einzelne Aminosäuren nutzen dabei unterschiedliche, teilweise überlappende Transportersysteme in der Darmschleimhaut. Die Aufnahme von Lysin als kationische Aminosäure erfolgt über andere Transporter als die neutralen, verzweigtkettigen Aminosäuren wie z.B. Leucin, Isoleucin und Valin.¹⁵

Der Lysinabbau verläuft über den Saccharopin-Weg zu 2-Aminoadipinsäure in den Mitochondrien. Der Abbau von 2-Aminoadipinsäure führt über mehrere Schritte zu Acetyl-CoA. Obwohl die Leber als primäres Organ für den Lysinstoffwechsel gilt, findet der Lysinabbau auch in anderen Geweben und Organen im ganzen Körper, einschliesslich des Gehirns, statt.^10,12

Da dieser Abbauweg nicht über eine reversible Rückreaktion verläuft, kann der Körper Lysin nicht aus seiner Ketosäure zurückbilden. Praktisch relevant ist das bei einer spezifischen Supplementierungsform bei Nierenerkrankungen: Bekommen Patienten essenzielle AS als stickstofffreie Ketosäure-Analoga, können die meisten - dank einer vorhandenen, wenn auch untergeordneten Aminotransferase - wieder die intakte Aminosäure bilden. Bei Lysin gilt dies nicht.¹⁶ Zusammen mit Threonin - Reeds (2000) nennt mit Vorbehalt auch Tryptophan - gilt Lysin für manche Fachautoren deshalb als "wirklich essenziell" im engsten biochemischen Sinn.¹⁴

Der in älterer Fachliteratur gelegentlich genutzte Begriff der "irreversiblen Transaminierung" ist aber biochemisch fehlerhaft.⁵ Eine Transaminierung stellt als chemisches Gleichgewicht definitionsgemäss eine reversible Reaktion dar.

Für die Ernährung bedeutet es aber trotzdem: Alle essenziellen Aminosäuren muss der Mensch weiterhin über die Nahrung zuführen.⁶

Die Darmflora kann Harnstoff in Ammoniak umwandeln und Stickstoff für die Aminosäuresynthese nutzen. Studien zeigen, dass markiertes Lysin im Darm und im Körper entsteht, aber die genaue Menge ist schwer zu messen.¹⁰

Speicherung - Verbrauch - Verluste

Proteine unterliegen einem ständigen Auf- und Abbau. 70-80 % der freien Aminosäuren befinden sich in der Skelettmuskulatur, ein geringerer Anteil im Blutplasma. Das zentrale Organ für die AS-Regulation ist die Leber.⁵ Dort erfolgt auch der Abbau, z.B. durch Desaminierung und Umwandlung in Harnstoff, um schädliche Wirkungen in den Zellen zu verhindern. Die AS können aber auch über Schweiss und Urin verloren gehen.¹¹

Strukturen

L-Lysin ist eine basische Aminosäure, die durch das Vorhandensein einer Aminogruppe am Ende einer aliphatischen 4-Kohlenstoff-Seitenkette [-(CH2)4-NH3+] gekennzeichnet ist. Diese Struktur macht Lysin zu einer relativ reaktiven Substanz in verschiedenen chemischen Reaktionen, einschliesslich Carbonyl-Amin-Wechselwirkungen.¹³

Andere Bezeichnungen für Lysin: 2,6-Diaminohexansäure. Summenformel: C₆H₁₄N₂O₂. Abkürzungen: Lys, K (Einbuchstabencode).