Berichte zu Aminosäuren

 

Die Bedeutung von Aminosäuren für die Gynäkologie 1

Prof. Dr. Markus Metka / Wien
Univ. Prof. DDr. Johannes Huber / Wien

Periphere Neuropathien und intestinale Probleme zählen zu den häufigen Beschwerden, die während einer Chemotherapie auftreten können. Zahlreiche wissenschaftliche Arbeiten zeigen, dass durch eine Substution mit einfachen Aminosäuren diese Probleme gelindert oder vermieden werden können. Vor allem das Glutamin – das nicht mit dem Glutamat verwechselt werden darf - hat einen derartig protektiven Effekt auf die Enterozyten, dass Katharina Kuhn ihrem review der diesbezüglichen klinischen Daten die Überschrift gab „glutamine as indispensabel nutritient in oncology“.

Aufmerksam auf die Bedeutung dieser Aminosäure wurde man, als Intensivmediziner berichteten, dass ihre Patientinnen eine signifikant schlechtere Prognose hatten, wenn sie mit

einem Glutaminmangel eingeliefert wurde, eine Beobachtung, die auch durch prospektive Untersuchungen bestätigt wurde.

Operative Eingriffe, seien sie selektiv oder durch Unfälle akut notwendig, senken den Glutaminspiegel , was sich auf Hospitalisationszeit und Genesung invers auswirkt. Dies ist durch den Bildungsort von Glutamin – die eine nicht essentielle Aminosäure ist, verständlich. Es sind vor allem die Muskel – neben Lunge und Gehirn – die endogen Glutamin bilden - vorausgesetzt, der Muskel ist nicht traumatisiert oder atrophisiert – was im Rahmen der oft altersbedingt auftretenden Sarkopenie der Fall ist. Deshalb hat der Alterungsprozeß und die damit einhergehende Konversion der Myoblasten ind Adipozyten auch auf den Glutaminspiegel einen direkten Einfluß. Glutamin bildet den größten Anteil am pool der freien proteinogenen Aminosäuren, was den körperlichen Bedarf unterstreicht.

Nach der Freisetzung aus dem Muskel, aber auch nach oraler Einnahme wird Glutamin rasch in die Enterozyten resorbiert,

ein Teil wird von den hinter dem Darmepithel liegenden mononukleären Zellen aufgenommen – wodurch auch das Immunsystem von dieser Aminosäure moduliert wird, ein kleiner Teil gelangt in die Leber, wo es den Blutzuckerspiegel stabilisisert, da es in Glukose umgewandelt werden kann.

Der protektive Effekt, den Glutamin auf den Intestinaltrakt ausübt - was vor allem bei Patientinnen mit Chemotherapie wichtig ist, beruht einerseits auf der Bereitstellung von Aminogruppen – eine Hauptaufgabe des Glutamins – wie auch auf der direkten Einschleußung in den Citratzyklus, wo es entscheidend an der ATP Bildung involviert ist. Dadurch bekommen die Enterozyten ausreichend Energie zur Verfügung, um die nach der Chemotherapie notwendigen Reparaturmechanismen anzuregen. Zahlreiche in vitro Untersuchungen, Anwendungen am Tier und klinische Studien haben dies untersucht un bestätigt, was für die onkologische Gynäkologie – aber auch überall dort, wo das leaky gut Syndrom Probleme verursacht - eine praktische Perspektive hat.

Weiters ist Glutamin Ausgangssubstanz für Glutathion, einer der wirksamsten Zellschutzverbindungen, deren Bildung in der Karzinomzelle – aufgrund des sauren Milieus – unterbleibt, wodurch die gewünschte Apoptose der Krebszelle nicht verzögert ist. Darüberhinaus regt Glutamin die mononukleären Immunzellen in verschiedenster Weise an und erhöht so die Immunabwehrkraft des Körpers. Dies erklärt auch die Ergebnisse zahlreicher Untersuchungen, die zeigten, dass durch gleichzeitige Glutaminapplikation das Tumworwachstum nicht gefördert sondern eher gehemmt wird. Eine besondere Rolle scheint dabei auch der antidiabetogene Effekt des Glutamins zu spielen. Einerseits

fördert es die Gluconeogenese und balanziert so den Glukosespiegel, andererseits ist es für die Mitochondrien eine

wichtige Energiquelle – der Glykolyse vergleichbar, ohne aber Glukose zu benötigen. Über das Ketoglutarat wird diese Aminosäure direkt in ATP umgewandelt, ähnlich wie Fettsäure, die durch Carnitin in die Mitochondrien gelangen.

Durch beide Wege benötigt die Zelle weniger Glukose – wodurch auch die insulinen Wachstumsfaktoren sinken – ohne dass das Lesitungsprofil der Mitochondrien reduziert wäre.

Einen synergistischen Effekt zum Glutamin hat das Glycin, die kleinste Aminosäure. Glycin liegt überwiegend als „inneres Salz“ bzw. Zwitterion vor, dessen Bildung dadurch zu erklären ist, dass das Proton der sauren Carboxygruppe an das einsame Elektronenpaar des Stickstoffatoms der basischen Aminogruppe wandert.

Dadurch wird es bevorzugt in Polypeptide an räumlich beengten Positionen (der Protein-Sekundärstruktur) eingebaut.

Besonders zahlreich kommt es im Kollagen, dem häufigsten Protein in tierischen Organismen, vor. Hier macht es gut ein Drittel aller Aminosäuren aus, da es aufgrund seiner geringen Größe das Aufwickeln des Kollagens zu dessen Tripelhelix-Struktur erlaubt. Deshalb ist Glycin auch für die Integrität des Kollagens und des Muskelgewebes wichtig.

Ähnlich wie das Glutamin schützt es die Leber vor hepatotoxischen Folgen einer Chemotherapie und wirkt auch als Neurotransmittor, ähnlich wie die Gama-aminobuttersäure.

Die Glycin Rezeptoren des Zentralen Nervensystems werden aber auch von Neurosteroiden der Progesteronreihe besetzt und aktiviert, was die Verbindung zwischen dieser Aminosäure und den Geschlechtssteroiden hervorhebt. Auch Spermien sind reichest an Glycinrezeptoren, die ebenfalls von weiblichen Geschlechtssteroiden agonisiert werden, ein Faktum, das noch einer biologischn Interpretation bedarf und einmal mehr zeigt, wie die Gynäkologie mit den Aminosäuren mehr zu tun hat, als man lange vermutete.

 


Die Bedeutung von Aminosäuren für die Gynäkologie 2

Univ. Prof. DDr. Johannes Huber / Wien

Im Rahmen des Alterungsprozesses sinkt auch die Resorbtionsrate von Proteine sowie die endogene Produktion von Aminosäuren, was in besonderer Weise das Glutamin betrifft.
Mit einem Mengenanteil von 20 % ist Glutamin Hauptbestandteil des Pools an freien Aminosäuren im Blutplasma (500-900 µmol/l) und kommt in der höchsten Konzentration in den Muskelzellen (ca. 35 mmol/l) vor. Es ist unter anderem für die Wassereinlagerung in die Zelle verantwortlich und bewirkt bei körperlicher Belastung eine Vergrößerung des Zellvolumens, was als anaboles, die Proliferation unterstützendes Signal zu betrachten ist.

Glutamin spielt in der Sportmedizin eine Rolle, da angenommen werden, dass es nicht nur anabol, sondern zusätzlich antikatabol wirkt, indem es bei körperlicher Anstrengung einem Abbau von Muskelgewebe entgegen wirkt. Ebenso soll sich die körperliche Regenerationsfähigkeit während des Schlafes verbessern. Einen stringenten wissenschaftlichen Nachweis für diese Wirkungsweise gibt es jedoch noch nicht, allerdings weisen Fallberichte auf eine Verbesserung der Lebensqualität hin, wenn diese Aminosäuren abends konsumiert wird.

Glutamin bei onkologischen Behandlungen:

Periphere Neuropathien und intestinale Probleme zählen zu den häufigsten Beschwerden, die während einer Chemotherapie auftreten können. Zahlreiche wissenschaftliche Arbeiten zeigen, dass durch eine Substitution mit einfachen Aminosäuren diese Probleme gelindert oder vermieden werden können. Vor allem Glutamin – das nicht mit dem Glutamat verwechselt werden darf - hat einen derartig protektiven Effekt auf die Enterozyten, daß Katharina Kuhn ihrem review der diesbezüglichen klinischen Daten die Überschrift gab „glutamine as indispensabel nutritient in oncology“.
Aufmerksam auf die Bedeutung dieser Aminosäure wurde man, als Intensivmediziner berichteten, dass ihre Patientinnen eine signifikant schlechtere Prognose hatten, wenn sie mit einem Glutaminmangel eingeliefert wurde, eine Beobachtung, die auch durch prospektive Untersuchungen bestätigt wurde.
Operative Eingriffe, seien sie selektiv oder durch Unfälle akut notwendig, senken den Glutaminspiegel, was sich auf Hospitalisationszeit und Genesung invers auswirkt.

Das Altern des Muskels geht mit einer Abnahme der Endogenen Glutaminsynthese einher:

Der Alterungsprozeß ist mit einer Abnahme des Muskels und einer Zunahme von Fettzellen assoziiert, dadurch kommt es auch zu einer Verminderung jener Proteine, die im Muskel gebildet werden.

Es sind vor allem die Muskel – neben Lunge und Gehirn – die endogen Glutamin bilden - vorausgesetzt, der Muskel ist nicht traumatisiert oder atrophisiert – was im Rahmen der oft altersbedingt auftretenden Sarkopenie der Fall ist. Deshalb hat der Alterungsprozeß und die damit einhergehende Konversion der Myoblasten in Adipozyten auch auf den Glutaminspiegel einen direkten Einfluß. Glutamin bildet den größten Anteil am pool der freien proteinogenen Aminosäuren, was den körperlichen Bedarf unterstreicht.

Die Wirkung von Glutamin auf Darm und Bauchspeicheldrüse

Nach der Freisetzung aus dem Muskel, aber auch nach oraler Einnahme wird Glutamin rasch in die Enterozyten resorbiert,
ein Teil wird von den hinter dem Darmepithel liegenden mononukleären Zellen aufgenommen – wodurch auch das Immunsystem von dieser Aminosäure profitiert; ein kleiner Teil gelangt in die Leber, wo es den Blutzuckerspiegel stabilisisert, da es in Glukose umgewandelt werden kann.

Der protektive Effekt, den Glutamin auf den Intestinaltrakt ausübt - was vor allem bei Patientinnen mit Chemotherapie wichtig ist - beruht einerseits auf der Bereitstellung von Aminogruppen – eine Hauptaufgabe des Glutamins – wie auch auf der direkten Einschleußung in den Citratzyklus, wo es entscheidend an der ATP Bildung involviert ist. Dadurch bekommen die Enterozyten ausreichend Energie zur Verfügung, um die nach der Chemotherapie notwendigen Reparaturmechanismen anzuregen. Zahlreiche in vitro Untersuchungen, Anwendungen am Tier und klinische Studien haben dies untersucht un bestätigt, was für die onkologische Gynäkologie – aber auch überall dort, wo das leaky gut Syndrom Probleme verursacht - eine praktische Perspektive hat.

Glutamin und Glutathion

Weiters ist Glutamin Ausgangssubstanz für Glutathion, einer der wirksamsten Zellschutzverbindungen, deren Bildung in der Karzinomzelle – aufgrund des sauren Milieus – unterbleibt, wodurch die gewünschte Apoptose der Krebszelle nicht verzögert ist. Darüberhinaus regt Glutamin die mononukleären Immunzellen in verschiedenster Weise an und erhöht so die Immunabwehrkraft des Körpers. Dies erklärt auch die Ergebnisse zahlreicher Untersuchungen, die zeigten, dass durch synchrone Glutaminapplikation das Tumworwachstum nicht gefördert sondern eher gehemmt wird. Eine besondere Rolle scheint dabei auch der antidiabetogene Effekt des Glutamins zu spielen. Einerseits fördert es die Gluconeogenese und balanziert so den Glukosespiegel, andererseits ist es für die Mitochondrien eine wichtige Energiquelle – der Glykolyse vergleichbar, ohne aber Glukose zu benötigen. Über das Ketoglutarat wird diese Aminosäure direkt in ATP umgewandelt, ähnlich wie Fettsäure, die durch Carnitin in die Mitochondrien gelangen. Durch beide Wege benötigt die Zelle weniger Glukose – wodurch auch die insulinen Wachstumsfaktoren sinken – ohne dass das Lesitungsprofil der Mitochondrien reduziert wäre.

Die kleinste Aminosäure Glycin

Einen synergistischen Effekt zum Glutamin hat das Glycin, die kleinste Aminosäure. Glycin liegt überwiegend als „inneres Salz“ bzw. Zwitterion vor, dessen Bildung dadurch zu erklären ist, dass das Proton der sauren Carboxygruppe an das einsame Elektronenpaar des Stickstoffatoms der basischen Aminogruppe wandert.
Dadurch wird es bevorzugt in Polypeptide an räumlich beengten Positionen (der Protein-Sekundärstruktur) eingebaut.

Besonders zahlreich kommt es im Kollagen, dem häufigsten Protein in tierischen Organismen, vor. Hier macht es gut ein Drittel aller Aminosäuren aus, da es aufgrund seiner geringen Größe das Aufwickeln des Kollagens zu dessen Tripelhelix-Struktur erlaubt. Deshalb ist Glycin auch für die Integrität des Kollagens und des Muskelgewebes wichtig.Ähnlich wie das Glutamin schützt es die Leber vor hepatotoxischen Folgen einer Chemotherapie und wirkt als Neurotransmittor, der Gamma-aminobuttersäure vergleichbar.Die Glycin Rezeptoren des Zentralen Nervensystems werden aber auch von Neurosteroiden der Progesteronreihe besetzt und aktiviert, was die Verbindung zwischen dieser Aminosäure und den Geschlechtssteroiden hervorhebt. Auch Spermien sind reichest an Glycinrezeptoren, die ebenfalls von weiblichen Geschlechtssteroiden agonisiert werden, ein Faktum, das noch einer biologischen Interpretation bedarf und einmal mehr zeigt, wie die Gynäkologie mit den Aminosäuren mehr zu tun hat, als man lange vermutete.

 

Glutamin – eine immer interessanter werdende Substanz

Prof. Dr. Markus Metka / Wien
Univ. Prof. DDr. Johannes Huber / Wien

Mit dem Alterungsprozeß nehmen nicht nur die Aktiviät mancher Drüsen und damit die Produktion der entsprechenden Hormone ab, auch die Aminosäuren und Proteinsynthesen werden langsamer und damit die anabolen Prozesse in unserem Körper. Der häufigste Baustein in der Proteinsynthese ist das Glutamin, das nicht mit dem Glutamat, dem Salz der Glutaminsäure verwechselt werden darf. Der Körper kann es - auch wegen seiner Wichtigkeit – selbst herstellen, in der Lunge, im Gehirn, vor allem aber in der Muskulatur. Nimmt letztere mit dem Alterungsprozeß ab – und ab dem 30. Lebensjahr verlieren wir in jedem Dezenium ca 3 kg Muskelmasse – so reduziert sich auch die Glutaminsynthese, wodurch es zu einer Verlangsamung der Proteinsynthese kommen kann.

Glutamin ist nicht nur ein wichtiger Baustein für das uniquitär vorkommende Kollagen, sondern erfüllt darüber hinaus auch wichtige physiologische Funktionen. So ist es - zusammen mit Glycin und Cystein - ein Präkursor des Glutathions, einer äußerst wichtigen scavanger Verbindung. Freie Radikale , die im Verlauf der Zellatmung entstehen können, stellen eine erhebliche Gefahr für den Körper dar.

Reduziertes Glutathion (GSH) besitzt eine freie Thiolgruppe und kann seinerseits Elektronen auf ROS übertragen und sie so unschädlich machen, wobei jeweils zwei oxidierte Glutathion-Moleküle sich unter Ausbildung einer Disulfidbrücke zu einem Glutathion-Disulfid (GSSG) verbinden. Außerdem stellt GSH eine Notreserve für die Bildung der Aminosäure Cystein dar und steht außerdem der Taurinsynthese zur Verfügung.

Die Bildung des Glutathions wird präferentiell in der gesunden Zelle, nicht jedoch in der Karzinomzelle – aufgrund des dort herrschenden sauren Milieus – angeregt, wodurch die gewünschte Apoptose der Krebszelle nicht verzögert ist.

Glutamin verbessert die Insulinsensitivität und verringert deutlich den postprandialen Glucoseanstieg, was in einer randomisierten cross over Studie an Diabetes 2 Patienten gezeigt werden konnte, indem es die glucagon-like peptide (GLP-1) Synthese verstärkt. Der dadurch erzielten Verbesserung des Insulin und Glukose-Blutspiegels kommt eine onkopräventive Bedeutung zu.

Onkologisch interessant ist die physiologisch wahrscheinlich bedeutsamste Wirkung des Glutamins – nämlich sein nutritiver Effekt auf die Enterozyten. Die Integrität der Darmwand lässt während des Alterungsprozesses, aber auch bei Patientinnen mit chronisch intestinalen Schmerzen nach, was zum leaky gut Syndrom führen kann: Dadurch wird einerseits die Resorption von Nahrungsbestandteilen gestört, andererseits gelangen intestinale Bakterien in die Blutbahn, wo sie chronische Entzündungen und allergische Reaktionen hervorrufen können.

Glutamin ist in der Lage, die transepitheliale Barrierefunktion zu verbessern und die pathologische Permeabilität zu verringern. Nach der Freisetzung aus dem Muskel, aber auch nach oraler Einnahme wird Glutamin rasch in die Enterozyten resorbiert, ein Teil wird von den hinter dem Darmepithel liegenden mononukleären Zellen aufgenommen – wodurch auch das Immunsystem von dieser Aminosäure moduliert wird, ein kleiner Teil gelangt in die Leber, wo es den Blutzuckerspiegel stabilisisert.

Der protektive Effekt, den Glutamin auf den Intestinaltrakt ausübt - was vor allem bei Patientinnen mit Chemotherapie wichtig ist, beruht einerseits auf der Bereitstellung von Aminogruppen – eine Hauptaufgabe des Glutamins – wie auch auf der direkten Einschleußung in den Citratzyklus, wo es entscheidend an der ATP Bildung involviert ist. Dadurch bekommen die Enterozyten ausreichend Energie zur Verfügung, um die nach der Chemotherapie notwendigen Reparaturmechanismen anzuregen.

Zahlreiche in vitro Untersuchungen, Anwendungen am Tier und klinische Studien haben dies untersucht und gezeigt, dass vor die nach einer Chemotherapie oder einer Radiatio auftretenden Mucositis, die für die betroffene Patientin stark beeinträchtigend und die Kachexie begünstigend ist, durch Glutamin verhindert bzw abgemildert werden kann. Auch peripheren Neuropahtien, die im Rahmen einer onkologischen Behandlung auftreten können, wirkt Glutamin entgegen.

Diese einfache nutritive Aminosäure-Supplementierung sollte – auch aufgrund der Datenlage und Metaanalyse – additiv bei der Chemotherapie angedacht werden.

Darüberhinaus regt Glutamin die mononukleären Immunzellen in verschiedenster Weise an und erhöht so die Immunabwehrkraft des Körpers. Dies erklärt auch die Ergebnisse zahlreicher Untersuchungen, die zeigten, dass durch gleichzeitige Glutaminapplikation das Tumworwachstum nicht gefördert sondern eher gehemmt wird. Eine besondere onkologische Rolle scheint dabei der schon erwähnte antidiabetogene Effekt des Glutamins zu spielen. Einerseits fördert es die Gluconeogenese und balanziert so den Glukosespiegel, andererseits ist es für die Mitochondrien eine wichtige Energiquelle – der Glykolyse vergleichbar, ohne aber Glukose zu benötigen. Über das Ketoglutarat wird diese Aminosäure direkt in ATP umgewandelt, ähnlich wie Fettsäure, die durch Carnitin in die Mitochondrien gelangen. Durch beide Wege benötigt die Zelle weniger Glukose – wodurch auch die insulinen Wachstumsfaktoren sinken – ohne dass das Lesitungsprofil der Mitochondrien reduziert wäre.

Control of mammalian gene expression by amino acids, especially glutamine.
Brasse-Lagnel C, Lavoinne A, Husson A.
FEBS J. 2009 Apr;276(7):1826-44. doi:

Glutamine induces nuclear degradation of the NF-κB p65 subunit in Caco-2/TC7 cells.
Lesueur C, Bôle-Feysot C, Bekri S, Husson A, Lavoinne A, Brasse-Lagnel C.
Biochimie. 2012 Mar;94(3):806-15. d

Eur J Nutr. 2010 Jun;49(4):197-210. doi: 10.1007/s00394-009-0082-2. Epub 2009 Nov 21.
Glutamine as indispensable nutrient in oncology: experimental and clinical evidence.
Kuhn KS, Muscaritoli M, Wischmeyer P, Stehle P

Br J Nutr. 2002 Jan;87 Suppl 1:S9-15.
Glutamine supplementation in bone marrow transplantation.
Ziegler TR

Am J Clin Nutr. 2002 Feb;75(2):183-90.
Nutritional and metabolic support in patients undergoing bone marrow transplantation.
Muscaritoli M, Grieco G, Capria S, Iori AP, Rossi Fanelli F.

J Nutr. 2008 Oct;138(10):2025S-2031S.
Nonnutritive effects of glutamine.
Roth E

J Cell Physiol. 2005 Aug;204(2):392-401.
Molecular mechanisms of glutamine action.
Curi R, Lagranha CJ, Doi SQ, Sellitti DF, Procopio J, Pithon-Curi TC, Corless M,
Newsholme P.

 


Glutamin und seine Funktionen in unserem Körper

Univ. Prof. DDr. Johannes Huber / Wien

Wenn wir älter werden, nimmt nicht nur die Bildung unserer Hormone ab, sondern auch Proteinbestandteile, aus denen unser Körper zusammengesetzt ist.

Ein solch wichtiger Bestandteil ist eine Arminosäure - das Glutamin - welches der Körper im Muskel selbst herstellt. Allerdings im Laufe des Alterungsprozesses verlieren wir pro 10 Jahre Lebenszeit durchschnittlich 3 kg Muskelmasse und damit auch jene wichtigen Stoffe, die im Muskel gebildet werden – dazu zählt das Glutamin.

Dieses Glutamin hat vielfältige Wirkungen, es ist nicht nur Hauptbestandteil des Kollagens, sondern regelt die sogenannte „insulinsensitivität“ d.h. es sorgt sich, dass der Blutzucker tatsächlich in die Zelle hinein kann.

Andererseits wirkt es als biologischer „Abwehrjäger“, indem es die Feinde unseres Körpers, die freien Radikale gefangen nimmt und deaktiviert. Dafür bildet sich aus dem Glutamin das Glutathion.

Vor allem aber ist das Glutamin die Hauptnahrung für unsere Darmzellen: es stärkt sie und verhindert, dass der Darm „löchrig“ wird, das sogenannte leaky gut Syndrom, wodurch es Darmbakterien gelingt den Darm zu verlassen und in den Körper einzudringen, was Entzündungen, Darmschmerzen und allergische Reaktionen hervorrufen kann.

Besonders leiden die Darm- aber auch die Mund- und Schleimhautzellen unter einer verabreichten Chemotherapie, manchmal auch unter einer Bestrahlung.

Es gibt viele Untersuchungen und auch eine Metaanalyse, die zeigen, dass durch die einfache Zufuhr dieser Aminosäure diese Schleimhautirritationen gemildert oder auch verhindert werden können.

Mit dieser einfachen Intervention kann man die Lebensqualität von Patientinnen, die sich einer Chemotherapie unterziehen müssen und Nebenwirkungen haben, verbessern und die Akzeptanz der Chemotherapie auch erhöhen.

 

Individualisierte Hormontherapie

Univ. Prof. DDr. Johannes Huber / Wien

Das allgemein zu beobachtende Bemühen, medizinische Interventionen dem jeweiligen Patienten maßgeschneidert anzubieten, ist - vor allem nach den emotinalen Diskussionen der letzten Jahre - auch bei der Hormonersatztherapie zu registrieren. Die oft von Betroffenen selbst geäußerte Bedenken, dass man mit einigen wenigen Standard-Hormonprodukten nicht der Individualität von tausenden unterschiedlichen Patientinnen gerecht werden kann, ist verständlich und intellektuell deswegen richtig, weil der hormonelle Bedarf – ähnlich wie bei der Schilddrüse und der Bauchspeicheldrüse – nicht bei jeder Frau uniform ist. Dazu kommt noch – und das unterstreicht die gegenüber den beiden genannten Drüsen höhere Komplexizität der Gonaden, dass diese drei Hormongruppen bilden, die unterschiedlich defizität sein können und deswegen auch eine individuelle Diagnose und Beratung erfordern. Prinzipiell behandelt man im Klimakterium Beschwerden und nicht Befunde, obwohl letztere eine Hilfestellung anbieten und zur Differnetialdiagnose herangezogen werden können.

Vor Beginn einer Hormonersatztherapie sind vor allem jene Fragen zu stellen, die bei den angelsächsischen Studien vergessen wurden – nämlich benötigt eine Frau überhaupt Hormone, wenn ja – welche und in welcher Dosierung. Auch die Applikationsform erlaubt eine weitere Diversifizierung der Behandlung. Das Klimakterium beginnt nicht immer mit einem Östrogenmangel, sondern mit einem Progesterondefizit, das sich durch Wassereinlagerunge, seelische Verstimmung und unregelmäßige Blutungen äußert.

Der Östrogenmangel manifestiert sich mit Hitzewallungen, Schlaflosigkeit, Gelenksschmerzen und trockene Schleimhäute-Fallen auch Androgene aus, so kommen zusätzlich Libidoverlust, Müdigkeit und Gewichtsprobleme dazu. Schilddrüsenerkrankungen sind bei Frauen häufiger als bei Männern und sollten deshalb bei der Diagnose der menopausalen Patientinnen genauso berücksichtigt werdenm wie der Vitamin D Spiegel. Prinzipiell soll die niedrigste Hormondosis gewählt werden, die für die Beseitigung der Beschwerden ausreicht. Hysterektomierte Frauen sollten – wenn keine Progesteronausfallserscheinungen vorhanden sind – nur einer estrogen only Therapie unterzogen werden. Es empfiehlt sich, einmal im Jahr einen „Auslassversuch“ zu machen, um festzustellen, ob die Patientin dieErsatztherapie noch benötigt: treten die Beschwerden erneut auf, so ist eine Weiterführung der Behandlung sinnvoll, bleiben sie aus, so kann man die Hormonzufuhr beenden. Zur differenzierten Hormontherapie gehört auch die topische Anwendung von Sexualsteroiden, die vor allem dann sinnvoll ist, wenn Ausfallserscheinungen nur lokal auftreten: dies ist vor allem bei den trockenenen Köperteilen und Schleimhäuten der Fall, die sich nicht nur im vaginalen Bereich, sondern auch im Nasen Rachenraum, aber auch im Gesicht manifestieren. Eine lokale Anwendung von Östrogen ist sinnnvoll; das im Gesichtsbereich aufgetragene Progesteron hemmt die dortigen Matrixmetalloproteinasen und hat einen Starken kollagen-protektiven Effekt.

Lokales Östrogen kann aber auch Gelenksschmerzen - die arthopathia climacteria – lindern, wobei die Kooperation mit den Rheumatologen sinnvoll ist. Aber auch beim Haarausfall und bei der Veränderung der body composition können lokal aufgetragene Hormone helfen. Eine Reihe von weiteren Hormonanwendungen sind seit kurzem im Verwendung und können auf eine gute Evidenzlage verweisen; dazu zählt das intravaginale DHEA, das Oxytocin und die Aminosäuren Glutamin und Glycin.

 

Clinical use of glutamine supplementation

 

Source

Department of Anesthesia and Intensive Care Medicine, Karolinska University Hospital Huddinge, Karolinska Institutet, 14186 Stockholm, Sweden. jan.wernerman@karolinska.se

Abstract

Endogenous production of glutamine may become insufficient during critical illness. The shortage of glutamine is reflected as a decrease in plasma concentration, which is a prognostic factor for poor outcome in sepsis. Because glutamine is a precursor for nucleotide synthesis, rapidly dividing cells are most likely to suffer from a shortage. Therefore, exogenous glutamine supplementation is necessary. In particular, when i.v. nutrition is given, extra glutamine supplementation becomes critical, because most present formulations for i.v. use do not contain any glutamine for technical reasons. The major part of endogenously produced glutamine comes from skeletal muscle. For patients staying a long time in the intensive care unit (ICU), the muscle mass decreases rapidly, which leaves a tissue of diminishing size to maintain the export of glutamine. The metabolic and nutritional adaptation in long-staying ICU patients is poorly studied and is one of the fields that needs more scientific evidence for clinical recommendations. To date, there is evidence to support the clinical use of glutamine supplementation in critically ill patients, in hematology patients, and in oncology patients. Strong evidence is presently available for i.v. glutamine supplementation to critically ill patients on parenteral nutrition. This must be regarded as the standard of care. For patients on enteral nutrition, more evidence is needed. To guide administration of glutamine, there are good arguments to use measurement of plasma glutamine concentration for guidance. This will give an indication for treatment as well as proper dosing. Most patients will have a normalized plasma glutamine concentration by adding 20-25 g/24 h. Furthermore, there are no reported adverse or negative effects attributable to glutamine supplementation.

 

 

Glutamine: A novel approach to chemotherapy-induced toxicity.

Source

Department of Pharmacology, Institute of Medical Sciences, Banaras Hindu University, Varanasi, Uttar Pradesh, India.

Abstract

Treatment of cancer is associated with short- and long-term side-effects. Cancer produces a state of glutamine deficiency, which is further aggravated by toxic effects of chemotherapeutic agents leading to increased tolerance of tumor to chemotherapy as well as reduced tolerance of normal tissues to the side-effects of chemotherapy. This article reviews the possible role of glutamine supplementation in reducing the serious adverse events in patients treated with anticancer drugs. The literature related to the possible role of glutamine in humans with cancer and the supportive evidence from animal studies was reviewed. Searches were made and the literature was retrieved using PUBMED, MEDLINE, COCHRANE LIBRARY, CENAHL and EMBASE, with a greater emphasis on the recent advances and clinical trials. Glutamine supplementation was found to protect against radiation-induced mucositis, anthracycline-induced cardiotoxicity and paclitaxel-related myalgias/arthralgias. Glutamine may prevent neurotoxicity of paclitaxel, cisplatin, oxaplatin bortezomib and lenolidamide, and is beneficial in the reduction of the dose-limiting gastrointestinal toxic effects of irinotecan and 5-FU-induced mucositis and stomatitis. Dietary glutamine reduces the severity of the immunosuppressive effect induced by methotrexate and improves the immune status of rats recovering from chemotherapy. In patients with acute myeloid leukemia requiring parenteral nutrition, glycyl-glutamine supplementation could hasten neutrophil recovery after intensive myelosuppressive chemotherapy. Current data supports the usefulness of glutamine supplementation in reducing complications of chemotherapy; however, paucity of clinical trials weakens the clear interpretation of these findings.


 

Glutamine: effects on the immune system, protein balance and intestinal functions.

[Article in German]

Roth E, Spittler A, Oehler R.

Source

Chirurgisches Forschungslaboratorium, Universitätsklinik für Chirurgie, Allgemeines Krankenhaus, Wien.

Abstract

Glutamine is the most abundant free amino acid of the human body. In catabolic stress situations such as after operations, trauma and during sepsis the enhanced transport of glutamine to splanchnic organs and to blood cells results in an intracellular depletion of glutamine in skeletal muscle. Glutamine is an important metabolic substrate for cells cultivated under in vitro conditions and is a precursor for purines, pyrimidines and phospholipids. Increasing evidence suggests that glutamine is a crucial substrate for immunocompetent cells. Glutamine depletion in the cultivation medium decreases the mitogen-inducible proliferation of lymphocytes, possibly by arresting the cells in the G0-G1 phase of the cell cycle. Glutamine depletion in lymphocytes prevents the formation of signals necessary for late activation. In monocytes glutamine deprivation downregulates surface antigens responsible for antigen preservation and phagocytosis. Glutamine is a precursor for the synthesis of glutathionine and stimulates the formation of heat-shock proteins. Moreover, there are suggestions that glutamine plays a crucial role in osmotic regulation of cell volume and causes phosphorylation of proteins, both of which may stimulate intracellular protein synthesis. Experimental studies revealed that glutamine deficiency causes a necrotising enterocolitis and increases the mortality of animals subjected to bacterial stress. First clinical studies have demonstrated a decrease in the incidence of infections and a shortening of the hospital stay in patients after bone marrow transplantation by supplementation with glutamine. In critically ill patients parenteral glutamine reduced nitrogen loss and caused a reduction of the mortality rate. In surgical patients glutamine evoked an improvement of several immunological parameters. Moreover, glutamine exerted a trophic effect on the intestinal mucosa, decreased the intestinal permeability and thus may prevent the translocation of bacteria. In conclusion, glutamine is an important metabolic substrate of rapidly proliferating cells, influences the cellular hydration state and has multiple effects on the immune system, on intestinal function and on protein metabolism. In several disease states glutamine may consequently, become an indispensable nutrient, which should be provided exogenously during artificial nutrition.

 

 

Glutamine as indispensable nutrient in oncology: experimental and clinical evidence.

Source

Department of Nutrition and Food Sciences, IEL-Nutrition Physiology, University of Bonn, Endenicher Allee 11-13, 53115, Bonn, Germany.

Abstract

BACKGROUND:

In hypermetabolic situations, glutamine is intensively used by rapidly dividing cells such as enterocytes, lymphocytes, and fibroblasts as nitrogen source and/or alternative energy fuel. It is hypothesized that in cancer patients the increased glutamine demands of the host increase the capacity of endogenous production resulting in a strong glutamine deprivation with detrimental effects on organ functions. In long-term periods of cancer cachexia, an adequate nutrition support including glutamine can essentially contribute to cover glutamine needs and, thus, to spare energy reserves of the host and to retard severe complications such as multi-organ failure. Due to the early in vitro knowledge that cancer cells preferably consume glutamine, oncologists often refuse to supply glutamine to the tumor-bearing host to avoid any potential risk. An objective evaluation whether supplemental glutamine supports tumor growth in vivo is, however, still lacking.

AIM OF THE STUDY:

The present review evaluates in vivo experimental and clinical data with respect to potential effects of glutamine administration in tumor-bearing hosts and draws conclusions for the use of glutamine supplements in clinical oncology.

METHODS:

Experimental and clinical intervention studies were identified in a systematic review of MEDLINE Database (last entry: June 2008) using key search terms and review articles. These studies were supplemented with reports identified through manual searches and other studies previously known by the authors.

RESULTS:

Numerous experimental studies (rat/mouse model) show that oral/enteral or intravenous glutamine supports metabolism of the tumor-bearing host and can ameliorate gastrointestinal toxicity of therapeutical measures. Within the last two decades, 36 (24 oral/enteral, 12 parenteral) clinical studies evaluating the tolerance, safety and effects of glutamine in various patient groups have been published. In the great majority of these clinical studies, glutamine supplementation in cancer patients improves host metabolism and clinical situation without increasing tumor growth. Potential mechanisms of glutamine effects include maintenance of mucosal integrity, improved immune competence, inhibition of cell proliferation, increased apoptosis rate, increased synthesis of glutathione, induction of heat shock protein synthesis, and increased synthesis of glucagons-like peptides.

CONCLUSIONS:

In various clinical situations, appropriate exogenous glutamine supply is safe and can beneficially contribute to diminish risks of high-dose chemotherapy and radiation. In addition, there is some evidence that adequate glutamine availability can beneficially affect outcome, especially in patients undergoing bone marrow transplantation.

 

 

Nonnutritive effects of glutamine.

Source

Surgical Research Laboratories, Medical University of Vienna, A-1090 Vienna, Austria. erich.roth@meduniwien.ac.at

Abstract

Glutamine is the most abundant free amino acid of the human body. Besides its role as a constituent of proteins and its importance in amino acid transamination, glutamine has regulatory capacity in immune and cell modulation. Glutamine deprivation reduces proliferation of lymphocytes, influences expression of surface activation markers on lymphocytes and monocytes, affects the production of cytokines, and stimulates apoptosis. Moreover, glutamine administration seems to have a positive effect on glucose metabolism in the state of insulin resistance. Glutamine influences a variety of different molecular pathways. Glutamine stimulates the formation of heat shock protein 70 in monocytes by enhancing the stability of mRNA, influences the redox potential of the cell by enhancing the formation of glutathione, induces cellular anabolic effects by increasing the cell volume, activates mitogen-activated protein kinases, and interacts with particular aminoacyl-transfer RNA synthetases in specific glutamine-sensing metabolism. Glutamine is applied under clinical conditions as an oral, parenteral, or enteral supplement either as the single amino acid or in the form of glutamine-containing dipeptides for preventing mucositis/stomatitis and for preventing glutamine-deficiency in critically ill patients. Because of the high turnover rate of glutamine, even high amounts of glutamine up to a daily administration of 30 g can be given without any important side effects.

 


Altern und Aminosäuren

Univ. Prof. DDr. Johannes Huber / Wien

Das Altern des Menschen findet auf verschiedenen Ebenen statt, so. auch im Bereich der aus Aminosäuren bestehenden Eiweiße – die entweder falsch gefaltet, zuwenig produziert oder aufgrund fehlender oder altersspezifisch veränderter Aminosäuren nicht mehr ausreichend oder korrekt der Zelle zur Verfügung stehen.

Bei den Aminosäuren, die ja die Bausteine aller Eiweißmoleküle sind, können spontan (d.h. nicht-enzymatisch) Veränderungen in Form einer sogenannten Deamidierung stattfinden, bei der Reste der Aminosäure im Alter (z.B. der NH2 Rest) einfach verlorengehen; andererseits ändert sich während des Alterungsprozesses die räumliche Konfiguration der Aminosäure, es kommt zur sogenannten „Isomerisierung“ oder „Razemisierung“ von unseren Proteinbausteine, die damit nicht mehr jene Eiweißmoleküle bilden können, aus dem unser Körper besteht – ein Vorgang, den wir während des eigenen Alterns im Spiegel beobachten können.

Bei sehr jungen Eiweißen kann nur eine geometrische Figur der Aminosäure angetroffen werden: die sogenannte L-Form. Mit zunehmendem Lebensalter kommt es zu einer Anhäufung der „Altersform“, der sogenannten „D-Form“. Vereinfachend und plakativ könnte man sagen: Je älter der Mensch wird, desto mehr D-Aminosäuren enthalten seine Eiweiße.

Diese Aminosäuren Veränderungen haben wesentliche Folgen für die Funktionsfähigkeit aber auch für das Aussehen unserer aus Eiweiß bestehenden Organe und Körperteile, Sie spielen eine wesentliche Rolle im Rahmen des „molekularen Alterns“ und werden zunehmend in Zusammenhang mit „Alterserkrankungen“ gebracht.

Der Zusammenhang zwischen dem Ausmaß der Anhäufung so veränderter Aminosäurenreste und dem Lebensalter ist so eng, dass er in der Gerichtsmedizin zur Altersschätzung genutzt werden kann (Schätzung des Lebensalters unbekannter Leichen im Rahmen der Identifikation, Altersschätzung bei lebenden Erwachsenen).

Die Bedeutung der Aminosäuren für den Alterungsprozeß wurde lange unterschätzt.

Dem Glutamin kommt in diesem Zusammenhang eine besondere Bedeutung zu – nicht nur, weil es während des Alterns der gleichen Veränderung unterliegt und damit für die Altersveränderungen unserer Eiweißorgane mitverantwortlich ist, sondern weil es in Gluthation umgewandelt werden kann, das ihrerseits die Aufgabe hat, diealtersveränderten Aminosäuren unseres Körpers zu entsorgen.

Der gezielten Zufuhr von Aminsäuren kommt damit in der Altersprävention wachsende Bedeutung zu.


 

 
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