Allgemeine Beschreibung
Carnitin wurde früher als Vitamin T bezeichnet. Da es in Anwesenheit verschiedener Cofaktoren (Vitamin C, Niacin, Vitamin B6, Eisen, Methionin und Lysin) in der Leber, den Nieren und im Hirn synthetisiert werden kann, muss es nicht zwingend über die Nahrung zugeführt werden und wird deshalb heute nicht mehr den Vitaminen zugeordnet. Carnitin gelangt über die körpereigene Herstellung (10 - 20 Milligramm pro Tag) oder über die Absorption von Carnitin aus der Nahrung ins Blut und wird zu verschiedenen Geweben transportiert und dort über spezifische Transportsysteme aktiv in die Zellen aufgenommen. Aktive Prozesse, die Carnitin aus den verschiedenen Zellen wieder ins Blut abgeben sind auch bekannt und sorgen dafür, dass es situationsspezifisch zwischen verschiedenen Geweben ausgetauscht werden kann.
Nahrungsmittel tierischer Herkunft wie Muskelfleisch von Schafen, Rind und Huhn und Milchprodukte sind die wichtigsten Carnitinlieferanten. Die tägliche Carnitinzufuhr wird unter Einbezug von Lebensmitteln tierischer Herkunft auf ca. 20 - 300 Milligramm pro Tag geschätzt. Bei strikt veganer Ernährungsweise hingegen soll die Carnitinzufuhr zwischen 1 - 3 Milligramm pro Tag betragen. Der Pool an gespeichertem Carnitin im Körper beträgt ca. 20 Gramm. Davon befinden sich etwa 95% in der Skelett- und ca. 3% in der Herzmuskulatur. Da Carnitin selbst keinen Abbauvorgängen unterliegt und in der Niere aktiv rückgefiltert wird, sind die täglichen Verluste über den Urin mit ca. 20 - 50 Milligramm Carnitin als sehr geringfügig einzustufen. Diese Verluste sollen in Abhängigkeit diverser Faktoren wie Geschlecht, Alter, Ernährungsweise (z.B. vegane Ernährung) und der physischen Aktivität variieren.
Metabolismus, Funktion, Wirkung und Leistung
Langkettige aktivierte Fettsäuren (mit mehr als zehn C-Atomen) werden aus der Zellflüssigkeit in die Kraftwerke der Zellen, den sogenannten Mitochondrien, geschleust. Dieser aktive, durch die Zellwand der Mitochondrien führende Transport ist zwingend auf die Kopplung an verschiedene carnitinabhängige Enzyme (Carnitintransferasen, Carnitintranslokase) angewiesen. In den Mitochondrien angelangt, werden die langkettigen Fettsäuren vom Carnitin abgekoppelt und können zur Bereitstellung von Energie über die sogenannte Betaoxidation genutzt werden. Das Carnitin seinerseits wird in die Zellflüssigkeit zurücktransportiert und kann für weitere Transportvorgänge langkettiger Fettsäuren wieder verwendet werden.
Unter physischer Aktivität verändert sich der Gehalt verschiedener Carnitinformen im Blut und im Muskel. Im Blut scheint bei intensiven Belastungen das nicht an Fettsäuren gebundene, sogenannte freie Carnitin abzunehmen und das Gesamtcarnitin leicht zuzunehmen. Diese Veränderungen sind schwer zu interpretieren, da neben der Carnitinaufnahme/-abgabe der Muskulatur auch andere Organe wie die Leber und Niere den Carnitingehalt im Blut beeinflussen können. Im Muskel nimmt während intensiven Belastungen das freie Carnitin ab, während das als Puffer wirkende, an Fettsäuren gebundene Carnitin (v.a. Acetylcarnitin) zunimmt, aber der Gesamtgehalt an freiem und gebundenem Carnitin in etwa konstant bleibt. Diese Veränderungen in der Muskelzelle lassen zumindest bei gefüllten Kohlenhydratspeichern die Hypothese zu, dass kein Carnitin verloren geht, aber über die Reduktion des freien Carnitins der carnitinabhängige Fettsäurentransport eingeschränkt und deshalb die Energiebereitstellung über Fette reduziert sein könnte. In Anbetracht dieses potentiellen Engpasses wurde erwartet, dass die zusätzliche kurzfristige oder langfristige Zufuhr von Carnitin über Supplemente zu mehr frei verfügbarem Carnitin in der Muskelzelle führen würde und damit den Abbau von längerkettigen Fettsäuren zu Energie erleichtern würde. Über Supplemente zugeführtes Carnitin wird allerdings nur zu ca. 5 - 15% im Dünndarm absorbiert und führt bei Dosierungen im Grammbereich ca. 3 Stunden nach Einnahme zu maximal erhöhten Carnitinspiegeln (freies + gebundenes Carnitin) im Blut und parallel dazu zu erhöhten Carnitinausscheidungen über die Niere. Erhöhte Carnitinkonzentrationen im Blut scheinen auch bei länger dauernder Einnahme (>4 Wochen) zu kaum nachweisbaren Zunahmen des Carnitingehalts in der Muskulatur zu führen.
Insofern erstaunt es, dass Carnitinsupplemente in neueren Studien trotzdem den Abbau von Fettsäuren in den Mitochondrien bei wenig trainierten Personen erhöhen, bei trainierten Männern hingegen den Fettsäurenabbau zu Energie nicht beeinflussen, aber zu einem erhöhten Abbau von Traubenzucker in den Mitochondrien führen. Neben diesen durch Carnitinsupplemente induzierten Auswirkungen auf den Stoffwechsel von Fettsäuren und Traubenzucker wurden auch andere direkte Wirkungen auf den Stoffwechsel, wie beispielsweise auf die Sauerstoffaufnahme (VO2 max), den Laktatstoffwechsel und die körperliche Leistungsfähigkeit und weitere Parameter untersucht. Die Resultate dieser Studien sind vermutlich nicht zuletzt wegen sich stark unterscheidender Versuchsanordnungen äusserst widersprüchlich. Diese Studien lassen deshalb bezüglich dieser Parameter zum heutigen Zeitpunkt keine schlüssigen Aussagen zu. Neben diesen momentan nicht beurteilbaren, direkten Effekten könnten sich Carnitinpräparate indirekt auf die Leistung positiv auswirken.
Indirekte positive Effekte auf die Leistungsfähigkeit könnte Carnitin durch:
- einen erhöhten Blutfluss während und nach Belastungen
- reduzierte zelluläre Schäden während körperlicher Aktivität (antioxidative Wirkung)
- eine das Immunsystem unterstützende Wirkung entfalten
und damit die Reparatur von geschädigten Geweben sowie die Regeneration positiv beeinflussen. Da bei gesunden, nicht mangelernährten Menschen unter Carnitingabe eine direkte wie auch indirekte positive Leistungsbeeinflussung zwar möglich ist, aber zur Zeit kontrovers diskutiert wird, werden Carnitinsupplemente als C-Supplemente eingestuft.
Mögliche Nebenwirkungen
Carnitin kommt in einer sogenannten D- und L-Form vor, wobei die L-Form der physiologisch aktiven Struktur entspricht. D-Carnitin oder L-Carnitin/D-Carnitinmischungen können toxische Effekte entfalten, die Transportfunktion von L-Carnitin einschränken oder die L-Carnitinspeicher entleeren.
Aus diesen Gründen sollte nur reines L-Carnitin von pharmazeutischer Qualität als Supplement verwendet werden. Sehr hohe Dosen können gelegentlich zu Übelkeit und Magen-/Darmbeschwerden führen. Ernsthafte Nebenwirkungen sind allerdings bei gesunden Personen dem heutigen Wissensstand gemäss nicht zu erwarten.
Anwendung und Dosierung
Bei körperlich sehr aktiven Personen, die sich ausschliesslich vegan ernähren oder nach Belastungen unerklärlich hohe Muskelschädigungen aufweisen oder zuwenig Eiweiss aufnehmen (Lysin, Methionin) und Mikronährstoffmängel auftreten (Eisen, Vitamin B6, Niacin, Vitamin C), kann ein Carnitinmangel nicht ausgeschlossen werden. Treten bei diesen Personen zusätzlich nicht begründbare Leistungsabfälle auf, kann eine durch eine Fachperson kontrollierte Carnitinsupplementation in der Grössenordnung von ca. 3 Gramm pro Tag, begrenzt auf mehrere Wochen in Betracht gezogen werden. Allerdings ist darauf hinzuweisen, dass in handelsüblichen Carnitinsupplementen oft nur Mengen von ca. 0,5 Gramm enthalten sind. Da Carnitin möglicherweise insulinabhängig in die Muskelzelle aufgenommen wird, könnte sich eine Aufteilung der Tagesdosis und die Einnahme während Hauptmahlzeiten mit genügend Kohlenhydraten und Eiweissen als nützlich erweisen.