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L-Asparagin im Muskelaufbau

Aminosäuren sind die Bildungseinheiten von Proteinen. Jedes Protein besteht aus einer bestimmten Kombination von über Peptidbindungen gebundenen Aminosäuren. Dem Menschen sind 20 kanonische Aminosäuren bekannt. Ausschließlich diese Aminosäuren sind an der Bildung von Proteinen beteiligt. Sie werden daher auch als proteinogen bezeichnet. Ein Vertreter der proteinogenen Aminosäuren ist L-Asparagin (kurz Asn oder N). Die chemische Struktur von Aminosäuren ist im genetischen Code jedes Lebewesens festgeschrieben.

Proteine übernehmen im Körper eine Vielzahl von Funktionen. Für Kraftsportler und Fitness-Athleten besonders wichtig ist, dass sie einen entscheidenden Anteil am Muskelwachstum haben. Ohne ausreichende Versorgung mit Proteinen und Aminosäuren wie Asparagin wachsen die Muskeln selbst mit dem effektivsten Trainingsmethoden nicht.

Asparagin als nicht-essentielle Aminosäure

Bei dem bereits erwähnten Asparagin handelt es sich um eine nicht-essentielle Aminosäure. Nicht-essentielle Aminosäuren können vom Körper durch Stoffwechselprozesse selbst aufgebaut werden. Der Organismus funktioniert selbst dann, wenn eine Aufnahme über die Nahrung nicht gegeben ist. Dem gegenüber stehen die essentiellen Aminosäuren. Diese können im Körper nicht durch den Stoffwechsel gebildet werden. Um Mangelerscheinungen zu vermeiden, müssen sie in ausreichender Menge mit der Nahrung aufgenommen werden.

Von den 20 bekannten kanonischen Aminosäuren sind acht essentiell für den Menschen. Acht weitere können vom Körper produziert werden. Sie sind nicht-essentiell. Die übrigen 4 Aminosäuren bezeichnet man als semi-essentiell, weil sie in bestimmten Situationen wie einer Schwangerschaft, im Wachstum oder bei der Genesung von schweren Verletzung nicht in ausreichender Menge im Körper erzeugt werden.

Strukturelle Eigenschaften von Asparagin

Asparagin setzt sich aus 4 Kohlenstoff-, 8 Wasserstoff-, 2 Stickstoff- und 3 Sauerstoff-Atomen zusammen. Seine Summenformel lautet C4H8N2O3. An das α-Kohlenstoff-Atom sind die Carboxylgruppe (-COOH) und die Aminogruppe (-NH2) gebunden. Man bezeichnet Asparagin deshalb auch als α-Aminosäure. Alle kanonischen Aminosäuren gehören wie Asparagin zu den α-Aminosäuren. An das α-Kohlenstoff-Atom schließt sich ein mit Wasserstoff gesättigtes Kohlenstoff-Atom (-CH2) an. An dieses ist ein weiteres C-Atom gebunden, welches über eine Aminogruppe und einen durch eine Doppelbindung gebundenen Sauerstoff verfügt. Die Aminogruppe stellt den strukturellen Unterschied zur chemisch eng verwandten Asparaginsäure dar.

Asparagin gehört zu den hydrophilen Aminosäuren. In seiner festen Form liegt es daher hydratisiert als Monohydrat vor. In Lösung tritt Asparagin als Zwitterion auf. Dabei geht das Proton der Carboxylgruppe auf das freie Elektronenpaar einer Aminogruppe über. Es entstehen sich gegenseitig aufhebende elektrische Ladungen innerhalb des Asparagins. Durch den Ausgleich der unterschiedlich gepolten Ladungen ist das Molekül nach außen weiter neutral. Umgangssprachlich ist von einem „inneren Salz“ die Rede.

Stereoisomerie von Asparagin

Asparagin verfügt am α-Kohlenstoff über ein chirales Zentrum. Als chirale Zentren bezeichnet man in der organischen Chemie Kohlenstoff-Atome, die mit 4 unterschiedlichen Resten gesättigt sind. Ein chirales Zentrum bedingt, dass ein Molekül in verschiedenen Konfigurationen vorliegen kann, die sich wie Bild und Spiegelbild zueinander verhalten. Aminosäuren werden aufgrund dessen in eine Levo- (für Links, kurz L) und in eine Dextro-Form (für Rechts, kurz D) eingeteilt. Die beiden Konfigurationen werden als Enantiomere bezeichnet.

Asparagin kann also L oder D konfiguriert sein. Allerdings ist nur L-Asparagin für Prozesse wie den Muskelaufbau von Bedeutung. Immer wenn in diesem Text von Asparagin gesprochen wird, ist damit die L-Konfiguration gemeint.

Biosynthese im Körper

Asparagin kann im Körper mit Hilfe des Enzyms Asparaginsynthetase (ASNS) und der Anlagerung eines durch Glutamin freigesetzten Ammonium-Ions aus Asparaginsäure gewonnen werden. Als Energielieferant für diese Reaktion dient Adenosintriphosphat (ATP), welches zu Adenosinmonophosphat (AMP) und Pyrophosphat (PPi) reagiert. Die Umwandlung von Asparagin zu Asparaginsäure kann durch die Reaktion mit Wasser (Hydrolyse) umgekehrt werden.

Aufgaben im Organismus

Asparagin kommt zu etwa 4 Prozent in den Proteinen des Menschen vor. Proteine übernehmen wichtige Aufgaben bei der Reparatur von beschädigten oder der Neubildung von abgestorbenen Zellen. Sie sind praktisch an jedem biochemischen Prozess des Körpers beteiligt. Am Beispiel des Muskelaufbaus lässt sich die Bedeutung gut verdeutlichen. Ein auf Muskelwachstum ausgelegtes Training führt zu kleinen Verletzungen in der Muskulatur. Der Körper setzt daraufhin Anpassungsprozesse in Gang, um künftige Verletzungen zu vermeiden. Diese Anpassungsprozesse finden durch einen Einbau von Proteinen in Muskelzellen statt. Die Zellen nehmen an Volumen zu. Der Muskel wächst. Dieser Prozess wird auch als Hypertrophie bezeichnet.

Daraus kann sich vor allem für Bodybuilder und Kraftsportler ein erhöhter Asparagin-Bedarf entwickeln, wenn bei mehrmaligem intensiven Training in einer Woche die körpereigene Produktion nicht mehr ausreicht. Damit wird Asparagin von einer nicht-essentiellen zu einer semi-essentiellen Aminosäure. Für einen optimalen Muskelaufbau sollte in diesem Fall über eine Nahrungsergänzung nachgedacht werden. Durch die Anregung der Nierenfunktion verbessert Asparagin die Entfernung von Giftstoffen aus dem Körper. Außerdem wirkt es bei Alkoholkonsum Leber-entlasten, da es eine wichtige Rolle beim Abbau von Alkohol im Blut einnimmt. Dementsprechend wird der Aminosäure eine Kater-verhindernde Wirkung nachgesagt. Asparagin verbessert die Kommunikation zwischen Nervenzellen und ist Ausgangsstoff einiger für das Nervensystem wichtiger Botenstoffe. Dadurch hat es einen direkten Einfluss auf das Gehirn, wodurch sich die geistige Ausdauer und der Gemütszustand verbessern.

Die Aminosäure übernimmt auch regulierende Aufgaben im Immunsystem. Asparagin wird zur Bildung von Glykoproteinen, einer Kombination aus Zucker und Aminosäuren, benötigt. Glykoproteine helfen dem Immunsystem körpereigene Zellen von Fremdstoffen zu unterscheiden. Zudem zählt Asparagin neben Glutamin zu den Stickstoff-transportierenden Aminosäuren. Stickstoff wird für zahlreiche biochemische Prozesse benötigt. Beim Menschen dient es vor allem dazu giftigen Ammoniak abzutransportieren. In Pflanzen übernimmt es hingegen die Rolle eines Ammoniakspeichers.

Vorkommen von Asparagin

Die bekannteste Asparagin-Quelle ist Spargel. Der Name Asparagin ist von der lateinischen Bezeichnung für Spargel „Asparagus officinalis“ abgeleitet. Es gibt aber noch weitere tierische und nicht-tierische Quellen für die Aminosäure. Typische tierische Quellen sind Molkereiprodukte, Rindfleisch, Eier, Fisch und Meeresfrüchte. Eine Besonderheit von Asparagin ist, dass der Anteil in pflanzlichen Produkten vergleichsweise höher ist als bei anderen Aminosäuren. Zu den pflanzlichen Quellen zählen (neben Spargel) Kartoffeln, Süßkartoffeln, Hülsenfrüchte, Nüsse, Samen und Soja.

Asparagin-Gehalt ausgewählter Lebensmittel

  • Schweinefleisch – 0,4g pro 100g
  • Rindfleisch – 0,3g pro 100g
  • Bohnen – 0,3g pro 100g
  • Linsen – 0,6g pro 100g
  • Kartoffeln – je nach Sorte zwischen 0,1g und 0,35g pro 100g
  • Mandeln – 0,5g pro 100g
  • Spargel – 3,4g pro 100g

Die relativ geringe Gehalt von Asparagin in vielen Lebensmitteln, kann es bei einem erhöhten Bedarf notwendig machen, die Aufnahme über Nahrungsergänzungsmittel zu unterstützen. Dafür bieten sich verschiedene Whey-Produkte an. Zwar enthalten diese meistens nur wenig freies Asparagin. Der Gehalt an Asparaginsäure ist jedoch oft hoch. Die Asparaginsäure wird im Körper über Stoffwechselprozesse leicht in Asparagin umgewandelt. Asparaginsäure ist zudem als isoliertes Produkt erhältlich. Mit diesen lässt sich ein erhöhter Bedarf an Asparagin gezielt decken.

Fazit

Asparagin ist eine nicht-essentielle Aminosäure, die im Organismus wichtige Funktionen in der Leber, dem Gehirn, der Niere und in den Muskeln übernimmt. Gerade Bodybuilder können einen erhöhten Bedarf aufweisen, der sich schwierig über die Nahrungsaufnahme decken lässt. Für ein optimales Muskelwachstum kann eine Nahrungsergänzung über Whey-Produkte oder isolierte Asparaginsäure in solchen Fällen sinnvoll sein.