Kann ein Power Booster auch ein Langlebigkeits-Booster sein?

Can a Power Booster Also Be a Longevity Booster Fitnessbegeisterte verwenden seit Jahren verzweigtkettige Aminosäuren, um Muskelkraft und Leistung zu steigern.1-3

Neue Forschungen zeigen, warum Langlebigkeitsenthusiasten sie auch in ihre Ernährung integrieren können.

Eine kürzlich in der angesehenen klinischen Fachzeitschrift Cell Metabolism4 veröffentlichte Studie zeigt, dass verzweigtkettige Aminosäuren (BCAAs) die Kraft haben, die Lebensdauer teilweise durch die Induktion der mitochondrialen Biogenese – der spontanen Erzeugung neuer Mitochondrien – zu verlängern.

In diesem Artikel werden die Ergebnisse dieser Studie detailliert beschrieben. BCAAs können die Wirkung von Pyrrolochinolinchinon (PQQ) und Resveratrol über die Lebensdauer ergänzen.5-7

Insbesondere können BCAAs zelluläre Mechanismen auslösen, die die Anzahl und Funktion der Mitochondrien verbessern und gleichzeitig die Expression des Pro-Langlebigkeits-Gens hochregulieren, das Resveratrol angreift: Sirtuin-1!1,6,7

Die Bausteine des Lebens und der Langlebigkeit

The Building Blocks of Life and Longevity Als Lebensgrundlage und Motor des Zellstoffwechsels sind Aminosäuren die Bausteine für alle Proteine.

Die drei essentiellen verzweigtkettigen Aminosäuren sind Leucin, Isoleucin und Valin. Zusammen mit anderen einfachen Aminosäuren umfassen BCAAs die funktionellen Proteine, die die strukturelle Grundlage der menschlichen Physiologie bilden, von der Skelett- und Herzmuskulatur bis hin zum riesigen Universum lebenserhaltender Enzyme. Beim Menschen, dessen Gesamtmuskelmasse etwa 40 % des Körpergewichts ausmacht, machen BCAAs fast ein Fünftel aller Muskelproteine aus.1

In der bahnbrechenden Studie zum Zellmetabolismus ging ein Team von Wissenschaftlern über die metabolischen Wirkungen von BCAAs hinaus, um ihr Potenzial zur Verlängerung der Lebensdauer zu untersuchen.4 Diese Bemühungen basierten auf früheren Studien, die darauf hindeuteten, dass die BCAAs Leucin, Isoleucin und Valin das Leben der Hefespezies verlängerten Saccharomyces cerevisiae.8

Der leitende Forscher Giuseppe D'Antona und sein Team fütterten männliche Mäuse mit einer Diät, die mit BCAA angereichertes Trinkwasser enthielt.4 Mäuse, die BCAAs zu sich nahmen, erhöhten die mediane Lebensdauer um 12% von 774 Tagen bei unbehandelten Kontrollen auf 869 Tage in der Behandlungsgruppe. Da es zwischen den behandelten und unbehandelten Tieren keinen signifikanten Unterschied in der Nahrungsaufnahme, dem Körpergewicht und dem Körperfettgehalt gab, kamen die Autoren zu dem Schluss, dass die in der BCAA-angereicherten Kohorte beobachtete verlängerte Lebensdauer nicht auf einen verringerten Körperfettanteil, sondern eher auf die BCAAs selbst.

Es wurde außerdem entdeckt, dass Mäuse, die eine längere Lebensdauer genießen, hohe SIRT-Werte aufwiesen1,4 eine Säugetierform von Sirtuinen, eine Untergruppe von Genen, die schlüssig mit einer längeren Lebensdauer bei einer Reihe von Arten verbunden sind.6,7,9

The Building Blocks of Life and Longevity Mit BCAA behandelte Mäuse zeigten auch eine Hochregulierung der genetischen Abwehrsysteme, die die schädlichen Wirkungen spezifischer reaktiver Sauerstoffspezies (ROS)4, die mit der zellulären und somatischen (Körper-)Alterung in vielen Organismen, einschließlich Säugetieren, verbunden sind, abschwächen.

BCAA-gefütterte Gruppen erfuhren außerdem eine dosisabhängige Reaktion der neuen mitochondrialen Bildung4 oder der mitochondrialen Biogenese, wie durch spezifische Marker der zellulären Energieabgabe in Herzmuskelzellen gemessen.

Es wurde gezeigt, dass körperliche Aktivität die durch BCAAs induzierte mitochondriale Funktion weiter verbessert.4 Trainierte, mit BCAA gefütterte Mäuse wiesen größere Mengen an Mitochondrien in Herz- und Skelettmuskel auf, wenn diese Gewebe elektronenmikroskopisch untersucht wurden. Die BCAA-Behandlungsgruppen zeigten auch höhere Ausdauerwerte bei Laufbandtests und bessere Leistungen bei Tests der motorischen Koordination, die bei trainierten Tieren noch stärker beobachtet wurden.1

Die Studie von Dr. D'Antona umfasste eine zweite Gruppe von Mäusen, die eine bestimmte Mutation tragen. Diesen mutierten Mäusen fehlt ein Schlüsselenzym, das an der Entspannung und Regulierung der Blutgefäße beteiligt ist, genannt endotheliale Stickoxidsynthase oder eNOS.4 Ohne eNOS sterben Mäuse früher und entwickeln kardiovaskuläre Erkrankungen und andere altersbedingte Pathologien, ähnlich wie Menschen mit metabolischem Syndrom.10 Mäuse fehlen das eNOS-Enzym zeigte nicht die gleichen Vorteile einer längeren Lebensdauer, einer verbesserten Fähigkeit zur Bildung neuer Mitochondrien, einer erhöhten Expression von SIRT1 oder einer verbesserten Abwehr gegen ROS als Reaktion auf eine BCAA-Behandlung.4

Dies führte die Forscher zu dem Schluss, dass eine gesunde eNOS-Aktivität auch eine Schlüsselrolle bei der Verlängerungswirkung der BCAAs, der mitochondrialen Biogenese und der Reduzierung von oxidativem Stress spielt.4

Einzigartige, systemische Vorteile

Unique, Systemic Benefits Nach der Einnahme werden BCAAs aus der Nahrung von einer Gruppe spezifischer Enzyme transportiert und metabolisiert. Was BCAAs unter den Aminosäuren einzigartig macht, ist, dass sie in der Leber nicht abgebaut werden. Stattdessen gelangen sie in den Blutkreislauf und werden direkt in die Skelettmuskulatur aufgenommen.11 Dort gelangen sie in die zellulären Kraftwerke, die als Mitochondrien bekannt sind, die Quelle von über 90 % der gesamten Energieleistung des menschlichen Körpers.1

Es wurde gezeigt, dass Sport die durch BCAAs induzierte mitochondriale Funktion weiter verbessert.

BCAAs üben einen tiefgreifenden Einfluss auf metabolische Prozesse aus, die für die Proteinsynthese von zentraler Bedeutung sind. Leucin scheint auch eine besondere Schlüsselrolle bei der Proteinbildung und der Regulierung des Proteinstoffwechsels zu spielen.12 Humanstudien, die diese außergewöhnlichen Wirkungen im Blutkreislauf und in der Skelettmuskulatur untersucht haben, weisen auf eine Rolle von BCAAs bei der Muskelregeneration nach Müdigkeit oder intensiver körperlicher Aktivität wie z B. als Krafttraining.1,2 Eine im Journal of the International Society of Sports Nutrition veröffentlichte Übersichtsarbeit aus dem Jahr 2010 nannte die Kraft von BCAAs, den Muskelproteinaufbau zu unterstützen und das Einsetzen von Müdigkeit zu verzögern, als Hauptvorteile für trainierende Personen.3 mögliche Wirksamkeit von BCAAs als Leistungsverstärker.

Zusätzlich zu ihrer neu bestätigten Pro-Langlebigkeits- und Mitochondrien-erzeugenden Wirkung sind BCAAs vielversprechend bei der Bekämpfung mehrerer Killerkrankheiten des Alterns.

WAS SIE WISSEN MÜSSEN: VERZWEIGTE AMINOSÄUREN UND KALORIENBESCHRÄNKUNG

Die drei verzweigtkettigen Aminosäuren Leucin, Isoleucin und Valin sind essentielle Nährstoffe, die der Körper nicht selbst herstellen kann und die mit der Nahrung aufgenommen werden müssen.
BCAAs werden nicht von der Leber metabolisiert, sondern gelangen in den Blutkreislauf, wo sie direkt von den Muskeln aufgenommen und für Muskelenergie, Muskelreparatur oder Muskelaufbau verwendet werden.
Studien an Mäusen und niedrigeren Lebensformen zeigen, dass BCAAs die Lebensdauer verlängern können und möglicherweise Wege mit mTOR teilen. Eine kürzlich durchgeführte Mausstudie zeigte auch, dass BCAAs Treibstoff oder Signalfähigkeit bieten können, um die Proliferation neuer Mitochondrien zu fördern, ein Befund, der für ein gesünderes Altern vielversprechend ist.
Die Verabreichung von BCAAs scheint auch die zellulären Abwehrmechanismen gegen schädliche oxidierende Moleküle zu stärken.
BCAAs sind auch vielversprechend bei der Unterstützung der Insulinsensitivität, der Aufrechterhaltung der Muskelmasse mit dem Alter und der Unterstützung einer gesunden Funktion des Nervensystems.

Studien am Menschen zeigen günstige Auswirkungen der Einnahme von essentiellen Aminosäuren, einschließlich BCAAs, auf die Insulinsensitivität und die Blutzuckerkontrolle, wie in einer Studie mit 34 älteren Diabetikern über einen Testzeitraum von mehr als einem Jahr gezeigt wurde. Ein BCAA-reiches Aminosäuregemisch verbesserte bei dieser Gruppe älterer Erwachsener mit schlecht eingestelltem Diabetes zahlreiche Parameter des Blutzuckerstoffwechsels, darunter Hämoglobin A1c.13

Mit BCAA angereicherte Aminosäuremischungen haben sich auch als vielversprechend zur Verbesserung des als Sarkopenie bekannten Muskelschwunds bei älteren Menschen erwiesen, die während der Behandlung Muskelmasse aufgebaut haben.14 Diese Erkenntnis hat wichtige Auswirkungen auf die Verwendung von BCAAs bei anderen Erkrankungen, die durch Schwächung und Muskelschwäche gekennzeichnet sind Verlust.

Da BCAAs an der Bildung und Erhaltung von Glutamat und dem Neurotransmitter Gamma-Aminobuttersäure (GABA) im Gehirngewebe beteiligt sind, glauben Forscher, dass sie eine Rolle bei der Unterstützung einer gesunden Funktion des Nervensystems spielen könnten. Studien an Tiermodellen haben gezeigt, dass die orale Verabreichung von BCAA die verheerenden Folgen einer Schädel-Hirn-Trauma durch Verbesserung der kognitiven Leistung verbessern kann.15

DER SCHLÜSSEL ZUR BIOLOGISCHEN FUNKTION: MTOR

WHAT YOU NEED TO KNOW: THE KEY TO BIOLOGICAL FUNCTION: MTOR Das regulatorische Protein mTOR beeinflusst nicht nur das Zellwachstum und die Proteinsynthese, sondern auch das Zellüberleben. mTOR fungiert als Energie- und Nährstoffsensor, der vom Körper Informationen über den zellulären Ernährungsstatus sowie den Energie- und Hormonspiegel, einschließlich Insulin, erhält. Durch das Erfassen der Energieverfügbarkeit, einschließlich der Kalorienaufnahme, hilft die mTOR-Aktivität, den Kalorienverbrauch zu steuern, indem sie das Gefühl von Hunger (Sättigung) und Völlegefühl auslöst, teilweise durch die Interaktion von mTOR mit dem Hormon Leptin, das manchmal wegen seiner Hungerdämpfung als anorektisches Hormon bezeichnet wird Aktivität.16

Studien an Ratten, denen das BCAA-Leucin an ihr zentrales Nervensystem verabreicht wurde, zeigten eine Zunahme der mTOR-Signalgebung in einer als Hypothalamus bekannten Region des Gehirns, was wiederum mit einer verringerten Nahrungsaufnahme verbunden war.17,18 Der Hypothalamus wirkt energieausgleichend oder Nahrungsaufnahme mit Energieabgabe, reguliert Durst und Hunger und gleicht lebenswichtige Funktionen wie Körpertemperatur, Schlaf-Wach-Rhythmus und Müdigkeitsgefühl aus. Es wurde vermutet, dass Störungen der mTOR-Signalübertragung zu Überessenssyndromen im Zusammenhang mit Fettleibigkeit beitragen.18,19

Die Erkenntnis, dass etwa die Hälfte aller Krebserkrankungen beim Menschen anomale mTOR-Signale beinhalten, hat Krebsforscher dazu veranlasst, diesen spezifischen Signalweg bei der Entwicklung neuer Krebsbehandlungen zu berücksichtigen. Das Interesse an diesem Bereich hat zu einer zweiten Generation von Anti-mTOR-Therapien geführt, die derzeit in über 200 klinischen Studien am Menschen untersucht wird.20,21

Zusammenfassung

Die verzweigtkettigen Aminosäuren Leucin, Isoleucin und Valin sind für die menschliche Ernährung essentiell. Während BCAAs erfolgreich zur Optimierung des Muskelaufbaus und der sportlichen Leistung untersucht und angewendet wurden, zeigt eine neue Studie, dass sie das Leben verlängern und altersfördernde Zellschäden bekämpfen können, möglicherweise durch die Fähigkeit der BCAAs, die mitochondriale Proliferation zu fördern.

WAS SIE WISSEN MÜSSEN: WEITERE VORTEILE VON AMINOSÄUREN MIT VERZWEIGTER KETTEN

Verzweigtkettige Aminosäuren zeigen potenzielle Vorteile für ein breites Anwendungsspektrum.

Fettleibigkeit. Eine höhere Aufnahme von BCAAs mit der Nahrung ist mit einer verringerten Prävalenz von Übergewicht oder Fettleibigkeit verbunden.22 Die Supplementierung mit der verzweigtkettigen Aminosäure Leucin zeigt das Potenzial zur Erhaltung der fettfreien Gewebemasse bei Personen, die eine kalorienarme Ernährung zu sich nehmen, um Gewicht zu verlieren.23 Wissenschaftler glauben, dass Leucin eine Reaktion nach einer Mahlzeit auslöst, die den stoffwechselaktiven Muskel schützt und gleichzeitig den Verlust von Körperfett erhöht.24
Metabolisches Syndrom. Eine proteinreiche und kohlenhydratreiche Ernährung ist wirksam bei der Behandlung des metabolischen Syndroms und Typ-2-Diabetes und bei der Förderung des Gewichtsverlusts.25 Leucin kann eine Schlüsselrolle bei der Wirksamkeit einer proteinreichen Ernährung spielen, indem es die Insulinsignale und die Glukosenutzung durch das Skelett . moduliert Muskel.
Leber erkrankung. Es wurde berichtet, dass BCAAs das ereignisfreie Überleben (frei von Leberversagen, Ruptur von Ösophagus- oder Magenvarizen, Entwicklung von Leberkrebs und Tod) und die Lebensqualität bei Menschen mit Leberzirrhose verbessern.26 Die Forschung zeigt, dass BCAAs die Insulinresistenz verbessern begleitende chronische virale Lebererkrankung bei einer Gruppe männlicher Patienten.27
Krebskachexie. Der Verlust an fettfreier Körpermasse (Kachexie) verringert die körperliche Leistungsfähigkeit und Lebensqualität von Krebspatienten. In einem Tiermodell für Krebskachexie reduzierte die Kombination aus einer proteinreichen Ernährung, angereichert mit Leucin und Fischöl, den Gewebeverlust, verbesserte die Muskelleistung und normalisierte die tägliche Aktivität.28 Wissenschaftler glauben, dass BCAAs bei zahlreichen Erkrankungen, die mit Gewebeabbau verbunden sind, hilfreich sein können, einschließlich postoperativer Stress, Traumata und Verbrennungen.29
Muskelkater. Die Einnahme von BCAAs vor dem Training reduzierte Muskelkater 2 und 3 Tage nach dem Training im Vergleich zu Personen, die keine BCAAs zu sich nahmen.30 Es wurde auch berichtet, dass BCAAs das Müdigkeitsgefühl während eines intensiven Trainings reduzieren. Die Einnahme von BCAAs während des Trainings reduzierte den Anstieg der Blutmarker für Muskelschäden und Entzündungen, die sonst bei anstrengendem Training auftreten.31

+ Verweise

Harper AE, Miller RH, Block KP. Branched chain amino acid metabolism. Annu Rev Nutr. 1984; 4:409-54.
Sharp CP, Pearson DR. Amino acid supplements and recovery from high-intensity resistance training. J Strength Cond Res. 2010 Apr;24(4):1125-30.
Kreider RB et al. ISSN exercise & sport nutrition review: research & recommendations. J Int Soc Sports Nutr. 2010 Feb 2;7:7.
D’Antona G, Ragni M, Cardile A, et al. Branched chain amino acid supplementation promotes survival and supports cardiac and skeletal muscle mitochondrial biogenesis in middle-aged mice. Cell Metab. 2010 Oct 6;12(4):362-72.
Chowanadisai W, Bauerly KA, Tchaparian E, Wong A, Cortopassi GA, Rucker RB. Pyrroloquinoline quinone stimulates mitochondrial biogenesis through cAMP response element-binding protein phosphorylation and increased PGC-1alpha expression. J Biol Chem. 2010 Jan 1;285(1):142-52.
Kelly G. A review of the sirtuin system, its clinical implications, and the potential role of dietary activators like resveratrol: part 1. Altern Med Rev. 2010 Sep;15(3):245-63.
Kelly GS. A review of the sirtuin system, its clinical implications, and the potential role of dietary activators like resveratrol: part 2. Altern Med Rev. 2010 Dec;15(4):313-28.
Alvers AL, Fishwick LK, Wood MS, Hu D, Chung HS, Dunn WA Jr, Aris JP. Autophagy and amino acid homeostasis are required for chronological longevity in Saccharomyces cerevisiae. Aging Cell. 2009 Aug;8(4):353-69.
Canto C, Auwerx J. Caloric restriction, SIRT1 and longevity. Trends Endocrinol Metab. 2009 Sep;20(7):325-31.
Cook S, Hugli O, Egli M, et al. Clustering of cardiovascular risk factors mimicking the human metabolic syndrome X in eNOS null mice. Swiss Med Wkly. 2003 Jun 28;133(25-26):360-3.
Shimomura Y, Yamamoto Y, Bajotto G, et al. Nutraceutical effects of branched chain amino acids on skeletal muscle. J Nutr. 2006 Feb;136(2):529S-532S.
Mero A. Leucine supplementation and intensive training. Sports Med. 1999 Jun;27(6):347-58.
Solerte SB, Fioravanti M, Locatelli E, et al. Improvement of blood glucose control and insulin sensitivity during a long-term (60 weeks) randomized study with amino acid dietary supplements in elderly subjects with type 2 diabetes mellitus. Am J Cardiol. 2008 Jun 2;101(11A):82E-88E.
Solerte SB, Gazzaruso C, Bonacasa R, et al. Nutritional supplements with oral amino acid mixtures increases whole-body lean mass and insulin sensitivity in elderly subjects with sarcopenia. Am J Cardiol. 2008 Jun 2;101(11A):69E-77E.
Cole JT, Mitala CM, Kundu S, Verma A, Elkind JA, Nissim I, Cohen AS. Dietary branched chain amino acids ameliorate injury-induced cognitive impairment. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010 Jan 5;107(1):366-71.
Potier M, Darcel N, Tome D. Protein, amino acids and the control of food intake. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2009 Jan;12(1):54-8.
Woods SC, Seeley RJ, Cota D. Regulation of food intake through hypothalamic signaling networks involving mTOR. Annu Rev Nutr. 2008;28:295-311.
Cota D, Proulx K, Smith KA, Kozma SC, Thomas G, Woods SC, Seeley RJ. Hypothalamic mTOR signaling regulates food intake. Science. 2006 May 12;312(5775):927-30.
Cota D. Mammalian target of rapamycin complex 1 (mTORC1) signaling in energy balance and obesity. Physiol Behav. 2009 Jul 14;97(5):520-4.
Zhang YJ, Duan Y, Zheng XF. Targeting the mTOR kinase domain: the second generation of mTOR inhibitors. Drug Discov Today. 2011 Feb 16.
Available at: www.clinicaltrials.gov. Accessed February 26, 2011.
Qin LQ, Xun P, Bujnowski D, et al. Higher branched chain amino acid intake is associated with a lower prevalence of being overweight or obese in middle-aged East Asian and Western adults. J Nutr. 2011 Feb;141(2):249-54.
Jitomir J, Willoughby DS. Leucine for retention of lean mass on a hypocaloric diet. J Med Food. 2008 Dec;11(4):606-9.
Devkota S, Layman DK. Protein metabolic roles in treatment of obesity. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2010 Jul;13(4):403-7.
Layman DK, Walker DA. Potential importance of leucine in treatment of obesity and the metabolic syndrome. J Nutr. 2006 Jan;136(1 Suppl):319S-23S.
Moriwaki H, Shiraki M, Fukushima H, et al. Long-term outcome of branched chain amino acid treatment in patients with liver cirrhosis. Hepatol Res. 2008 Nov;38(s1The 6 Japan Society of Hepatology Single Topic Conference: Liver Failure: Recent Progress and Pathogenesis to Management. 28-29 September 2007, Iwate, Japan):S102-S106.
Kawaguchi T, Nagao Y, Matsuoka H, Ide T, Sata M. Branched chain amino acid-enriched supplementation improves insulin resistance in patients with chronic liver disease. Int J Mol Med. 2008 Jul;22(1):105-12.
van Norren K, Kegler D, Argilés JM, et al. Dietary supplementation with a specific combination of high protein, leucine, and fish oil improves muscle function and daily activity in tumour-bearing cachectic mice. Br J Cancer. 2009 Mar 10;100(5):713-22.
Sax HC, Talamini MA, Fischer JE. Clinical use of branched chain amino acids in liver disease, sepsis, trauma, and burns. Arch Surg. 1986 Mar;121(3):358-66.
Shimomura Y, Inaguma A, Watanabe S, et al. Branched chain amino acid supplementation before squat exercise and delayed-onset muscle soreness. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2010 Jun;20(3):236-44.
Matsumoto K, Koba T, Hamada K, Sakurai M, Higuchi T, Miyata H. Branched chain amino acid supplementation attenuates muscle soreness, muscle damage and inflammation during an intensive training program. J Sports Med Phys Fitness. 2009 Dec;49(4):424-31.