Valin

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 21. November 2016
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Valin stellt eine verzweigtkettige essenzielle Aminosäure dar. Außer zum Körperaufbau dient es auch zur Energiegewinnung in Situationen besonderer Leistungsanforderungen. Besonders bei Leistungssportlern ist der Bedarf an Valin sehr hoch.

Inhaltsverzeichnis

Was ist Valin?

Valin ist eine verzweigtkettige Aminosäure, die essenziell für den Körper ist. Aufgrund der verzweigten Kohlenwasserstoffkette kann sie vom menschlichen Organismus nicht synthetisiert werden.

Neben den ebenfalls essenziellen verzweigtkettigen Aminosäuren Leucin und Isoleucin gehört sie zu den BCAAs (Branched-Chain Amino Acids), dessen Bedarf in Stresssituationen und bei höchsten sportlichen Leistungen stark steigt. Sie fördern den Muskelaufbau, hemmen den Muskelabbau und dienen bei Bedarf zusätzlich zur Energiegewinnung. Valin kommt in der Nahrung immer zusammen mit Leucin und Isoleucin vor. Bei normaler Ernährung ohne zusätzliche sportliche Betätigung sollte ihr Bedarf durch die Nahrung jedoch gedeckt sein. Valin besteht aus zwei optischen Enantiomeren, dem L-Valin und dem D-Valin.

Im Körper ist immer nur L-Valin am Proteinaufbau beteiligt. In der weiteren Erwähnung wird deshalb stets nur einfach von Valin gesprochen, wenn es sich um L-Valin handelt. Die Bezeichnung Valin leitet sich vom lateinischen validus ab und bedeutet so viel wie kräftig und gesund. Die verzweigte Kohlenwasserstoffkette von Valin enthält vier Kohlenstoffatome. Beim Abbau der Aminosäure entsteht Propionyl-CoA, welches über Succinyl-CoA zu Glukose umgesetzt werden kann.

Funktion, Wirkung & Aufgaben

Die Hauptfunktion von Valin besteht darin, als Baustein für die Proteinsynthese zur Verfügung zu stehen. Besonders Muskelfasern enthalten viel Valin. Allerdings befindet sich innerhalb der Muskelzellen viel freies Valin zusammen mit freiem Isoleucin und Leucin.

Diese BCAAs stehen als Reserve zum Muskelaufbau und zur Energieversorgung zur Verfügung. So werden diese Aminosäuren bei verstärkter sportlicher Leistung zur Energiegewinnung genutzt. Ist die BCAA-Konzentration im Aminosäure-Pool zu niedrig, führen erhöhte sportliche Leistungen statt eines Muskelaufbaus zu einem Muskelabbau, weil die entsprechenden Aminosäuren schnell zur Energiegewinnung zur Verfügung stehen müssen. Valin wird nicht, wie andere Aminosäuren von der Leber aufgenommen, sondern gelangt gleich in die Muskelzellen. Zur Energiegewinnung muss Valin zunächst in Glukose umgewandelt werden. Diese Umwandlung erfolgt im Rahmen des Zitronensäurezyklus über Propionyl-CoA und Succinyl-CoA. Succinyl-CoA dient wiederum als Zwischenprodukt bei verschiedenen Stoffwechselprozessen und kann auch in Glukose umgewandelt werden.

Überschüssige Glukose wird als Glukogen in den Muskelzellen gespeichert und kann als Reserve zur Energiegewinnung genutzt werden. Durch seine hydrophobe Beschaffenheit ist Valin auch beim Aufbau der sekundären Struktur der Proteine beteiligt. Valin dient auch als Ausgangsstoff für die Synthese von Pantothensäure. Diese wird von Darmbakterien aus Valin synthetisiert und kann im Darm wieder für den Körper resorbiert werden. Mithilfe der Pantothensäure hat Valin auch großen Einfluss auf die Nervenfunktionen. Valin dient auch als Ausgangsverbindung für die Herstellung des Neurotransmitters Glutamat.

Des Weiteren regt Valin auch die Insulinausschüttung an und sorgt so sowohl für die Regulierung des Blutzuckerspiegels als auch für den Proteinaufbau. Allerdings wird diese Wirkung nur zusammen mit der Aufnahme auch der anderen Aminosäuren entfaltet. Eine isolierte Valinsubstitution stört sogar den Muskelaufbau. Aufgrund dieser aufbauenden Wirkung unterstützt Valin zusammen mit Leucin und Isoleucin auch die Heilung von Verletzungen und Wunden.

Bildung, Vorkommen, Eigenschaften & optimale Werte

Valin ist in allen proteinhaltigen Lebensmitteln enthalten. Besonders reichhaltig kommt diese Aminosäure in tierischen Produkten wie Rindfleisch, Hähnchenbrust, Lachs, Hühnereier oder Kuhmilch vor.

Auch Walnüsse, ungeschälter Reis, getrocknete Erbsen oder das Vollkornmehl von Weizen und Mais enthalten viel Valin. Der Tagesbedarf an Valin für gesunde Erwachsene beträgt zwischen 10 und 29 Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht. Der durchschnittliche Tagesbedarf liegt daher bei ungefähr 1,6 Gramm. Sportler haben einen erhöhten Tagesbedarf und können es zusätzlich durch Eiweißpulver einnehmen. Eine vorbeugende Einnahme ist nicht notwendig.

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Krankheiten & Störungen

Obwohl Valin zu den essenziellen Aminosäuren gehört, tritt ein Mangel an Valin sehr selten ein. Die meisten Nahrungsmittel enthalten ausreichend Valin. Ein relativer Valinmangel kann sich jedoch bei einem erhöhten Bedarf, einseitiger Ernährung und Energie verbrauchenden Erkrankungen ergeben.

Dabei äußert sich dieser Mangel in Wachstumsstörungen, motorischen Störungen, Muskelabbau, Überempfindlichkeit bei Berührungen oder Krämpfen. Eine proteinreiche Ernährung garantiert in diesem Fall die ausreichende Valinversorgung. Dabei ist immer darauf zu achten, dass Valin und beiden anderen BCAAs Leucin und Isoleucin zusammen mit anderen Aminosäuren eingenommen werden. Eine isolierte Applikation von BCAAs kann sogar zum Muskelabbau führen. Wesentlich schlimmere gesundheitliche Probleme können jedoch durch Abbaustörungen von Valin entstehen. Bei der sogenannten Ahornsirupkrankheit ist der Abbau der verzweigtkettigen Aminosäuren Valin, Isoleucin und Leucin gestört. Ursache dafür ist eine autosomal rezessiv vererbbare Mutation, die zu einem Defekt des 2-Ketosäuren-Dehydrogenase-Enzymkomplexes führt.

Dieser Enzymkomplex katalysiert den Abbau der BCAAs. Alle drei Aminosäuren werden mit dem Urin ausgeschieden und verursachen einen würzigen Geruch, der an Ahornsirup erinnert. Die Neugeborenen leiden schnell neben diesem charakteristischen Uringeruch an Trinkschwäche, Erbrechen, Koma, muskulärer Hypertonie und Krampfanfällen. Ohne Behandlung kommt es schnell zum Tod durch eine Ketoazidose.

Die Behandlung besteht in einer lebenslangen eiweißarmen Ernährung. Eine weitere erblich bedingte Erkrankung führt zu einem sekundären Mangel mehrerer Aminosäuren, darunter auch von Valin. Es handelt sich um die Hartnup-Krankheit, welche durch eine Transportstörung von Aminosäuren durch die Zellmembran gekennzeichnet ist. Es bilden sich pellagraähnliche Symptome aus, da die Produktion von Niacin behindert ist. Bei der Behandlung werden die fehlenden Substanzen substituiert.

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