Threonin

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 21. November 2016
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Threonin ist eine essenzielle Aminosäure, die aufgrund ihrer Hydroxylgruppe mehrere Funktionen im Stoffwechsel erfüllen kann. Sie ist Bestandteil der meisten Proteine im Körper, wobei ein besonders hoher Anteil im Bindegewebe vorhanden ist. Threonin kommt in vier stereoisomeren Formen vor, wobei für den Proteinaufbau nur das L-Threonin mit der (2S,3R)-Konfiguration infrage kommt.

Inhaltsverzeichnis

Was ist Threonin?

Threonin stellt eine essenzielle proteinogene Aminosäure dar. Der menschliche Körper kann es nicht synthetisieren. Daher muss es mit der Nahrung zwingend zugeführt werden. Bei einer Mangelernährung an Threonin kommt es deshalb zu gesundheitlichen Problemen.

Threonin ist eine einfach aufgebaute Alphaaminosäure mit zwei stereogenen Zentren. Aus diesem Grund können sich vier unterschiedliche Stereoisomere ausbilden. Für den Aufbau der Proteine ist jedoch nur L-Threonin mit der stereoisomeren Konfiguration (2S,3R) relevant. Im Folgenden wird dieses Molekül weiter beschrieben und zur Vereinfachung nur als Threonin bezeichnet. Threonin ist eine polare Aminosäure, die aufgrund ihrer Hydroxylgruppe zu Phosphorylierungen in Enzymen fähig ist. Daher ist sie häufig auch Bestandteil von Enzymen.

Threonin wurde als letzte proteinogene Aminosäure von dem amerikanischen Biochemiker William Cumming Rose in den Dreißiger Jahren des letzten Jahrhunderts entdeckt. Er erkannte bei der Fütterung von Ratten, dass die bis dahin 19 bekannten Aminosäuren nicht für deren Wachstum ausreichten. Nach einer systematischen Suche nach dem fehlenden Wachstumsfaktor konnte Rose aus Fibrin die bis dahin unbekannte Aminosäure Threonin isolieren und beschreiben.

Funktion, Wirkung & Aufgaben

Threonin übt vielfältige Funktionen im Organismus aus. Viele der Funktionen sind allerdings noch nicht genauer untersucht. Es ist jedoch bekannt, dass Threonin eine große Rolle für Wachstum und Harnsäurestoffwechsel spielt.

So wurde festgestellt, dass bei überschüssig zugeführtem Threonin zu viel Harnsäure im Körper produziert wird, was im Extremfall auch zu Gicht führen kann. Für seine optimale Wirkungsweise müssen im Körper auch ausreichend Magnesium, Vitamin B6 und Vitamin B3 vorhanden sein. Des Weiteren ist Threonin am Aufbau vieler Proteine beteiligt. Besonders häufig kommt es aber im Kollagen des Bindegewebes vor. Neben dem Bindegewebe ist es auch Bestandteil der Mucine. Mucine sind sehr threoninreiche Glykoproteine, welche die wichtigsten Komponenten im Schleim der Schleimhäute darstellen.

Sie schützen bestimmte Organe wie beispielsweise den Magen vor aggressiven chemischen Substanzen. Im Falle des Magens handelt es sich um die salzsäurehaltige Magensäure. Sie bieten aber auch anderen Organen, die mit Schleimhäuten ausgestattet sind, Schutz vor dem Angriff von Infektionskeimen und reaktiven Chemikalien. Dabei spielt auch das im Mucin enthaltende Threonin mit der funktionellen Hydroxylgruppe eine wichtige Rolle.

Die Hydroxylgruppe ist der Anknüpfungspunkt für Veresterungen mit Säuren und säuregruppenhaltigen Verbindungen. Somit können hier auch die Phosphatgruppen der Phosphorsäure gebunden werden. Innerhalb von Enzymen ist Threonin daher für die Übertragung von Phosphatgruppen, also für die vielfältigen Phosphorylierungsreaktionen verantwortlich. Des Weiteren ist Threonin auch ein wichtiger Bestandteil von Antikörpern. Hier liegt es mit Zuckerresten glykosiliert vor, was besonders entscheidend für die korrekte Funktion der Antikörper ist. Threonin spielt auch eine wichtige Rolle bei der Bildung des Neurotransmitters Glycin. Glycin ist ein Abbauprodukt von Threonin.

Bildung, Vorkommen, Eigenschaften & optimale Werte

Threonin ist, wie bereits erwähnt, eine essenzielle Aminosäure und muss daher mit der Nahrung zugeführt werden. Es wird in Pflanzen und Mikroorganismen biochemisch aus L-Aspartat gebildet. Threonin kommt in tierischen und pflanzlichen Nahrungsmitteln vor. Besonders reich an Threonin sind Hühnereier, Lachs, Hähnchenbrust, Rindfleisch, Kuhmilch, Walnüsse, Weizen- und Maisvollkornmehl, ungeschälter Reis oder getrocknete Erbsen.

Im menschlichen Organismus wird es durch den Abbau dieser Proteine gewonnen und in körpereigene Proteine eingebaut. In allen Organismen wird Threonin entweder zu Glycin und Acetaldehyd oder zu Propionyl-CoA abgebaut. Der Tagesbedarf für eine erwachsene Person beträgt ca. 16 Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht. Das sind je nach Gewicht 1 bis 2 Gramm Threonin täglich.

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Krankheiten & Störungen

Da Threonin eine essenzielle Aminosäure ist, können sich bei einer zu geringen Zufuhr Mangelerscheinungen herausbilden. Ein Threoninmangel entsteht bei einseitiger Ernährung mit Nahrungsmittel, die nur wenig Threonin enthalten. So macht sich ein Mangel an Threonin durch Müdigkeit, Appetitlosigkeit, Gewichtsverlust, Fettleber oder mangelhaften Knochenwachstum bemerkbar.

Besonders wenn der Threoninmangel im Kindesalter vorkommt, kann das Wachstum des Kindes massiv beeinträchtigt sein. Des Weiteren wird das Immunsystem geschwächt, da Threonin ja ein wichtiger Bestandteil von Antikörpern ist. Dadurch besteht eine erhöhte Infektanfälligkeit. Das geschwächte Immunsystem steigert auch das Risiko von Krebserkrankungen. Des Weiteren können die Schleimhäute ihre Schutzfunktion nicht mehr ordnungsgemäß erfüllen. Sie werden anfälliger für Infektionen und Einwirkung von aggressiven Chemikalien. Da das Abbauprodukt von Threonin unter anderem der Neurotransmitter Glycin ist, werden auch die Nervenfunktionen von Threonin beeinflusst. Fehlt diese Aminosäure, kann es zu neurologischen Symptomen kommen. Wenn ein starker Überschuss an Threonin vorliegt, bildet sich verstärkt Harnsäure.

Allerdings besteht die Wirkung von moderat erhöhten Threoninkonzentrationen auch darin, dass die Harnsäureausscheidung durch die Nieren verstärkt wird, was wiederum zur Erniedrigung des Harnsäurespiegels beiträgt. Wenn diese Balance der Threoninwirkung gestört ist, kann das zur Ausbildung einer Gicht führen. Ein erhöhter Bedarf an Threonin besteht bei Infektionen, Störungen des Nervensystems (beispielsweise Krämpfe bei Multipler Sklerose), ALS (amyotrophe Lateralsklerose), Angstzustände, Reizbarkeit, Lebererkrankungen, Schizophrenie und vielen anderen Erkrankungen. Threonin dämpft über sein Abbauprodukt Glycin hyperaktive Nervenreaktionen und trägt zur Verbesserung der neuromuskulären Kontrolle bei.

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