====== Creatin ====== {{physio:liebig.jpg |Das erste Creatinsupplement der Welt: Liebigs Fleischextrakt}}Die organische Säure **Creatin** (engl: creatine) ist ein wichtiger Bestandteil des Energiespeichersystems der meisten tierischen Zellen. Creatin wurde 1834 als Bestandteil von Muskelfleisch entdeckt und seit 1847 von [[wpde>Justus_von_Liebig|Justus von Liebig]] als Nahrungsergänzungsmittel vertrieben. Das erste Creatinsupplement der Weltgeschichte trug den Namen "Liebigs Fleischextrakt". Die hauptsächliche physiologische Funktion des Creatins besteht in der Energieversorgung metabolisch aktiver Zellen, vorranging in Muskel- und Nervengewebe. ===== Biosynthese ===== Creatin ist ein lebenswichtiger Bestandteil des menschlichen Körpers. Er wird vom Enzym :::L-Arginin:Glycin Amidinotransferase::: (:::AGAT:::, oft auch :::GAMT::: genannt)((OMIM: [[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/dispomim.cgi?id=602360|L-ARGININE:GLYCINE AMIDINOTRANSFERASE; GATM]])) aus den drei Aminosäuren ::Arginin::, ::Glycin:: und ::Methionin:: synthetisiert. Die ::AGAT::-Aktivität wird als negative Rückkopplung durch exogene Creatinaufnahme negativ beeinflusst.(({{pubmed>long:10893433}} [[http://physrev.physiology.org/cgi/content/full/80/3/1107|Volltext]])) Neben der Biosynthese kann Creatin auch mit der Nahrung (rotes Fleisch, Fisch) aufgenommen werden. 1kg rotes Fleisch enthält ca. 4-5g Creatin, wovon jedoch ein erheblicher Teil beim Erhitzen zerfällt. Eine Supplementation kann daher kaum über die Ernährung ersetzt werden. Ein durchschnittlicher Mann (70kg) hat in seinem Körper etwa 120g Creatin gespeichert -- ca. 95% davon in der Muskulatur -- wovon ca. 2g/Tag ausgeschieden und ersetzt werden. Die normale Creatinkonzentration im menschlichen Muskel beträgt 125mmol/kg fettfreier Masse.(({{pubmed>long:10893433}} [[http://physrev.physiology.org/cgi/content/full/80/3/1107|Volltext]])) ===== Aufnahme == ^ Creatinaufnahme im Dünndarm ^^ | {{physio:crtdarm.jpg|Creatinrezeptor im Darm}} | **Creatinrezeptoren im menschlichen Dünndarm** -- nach :::Peral et al. (2002):::,(({{pubmed>long:12433955}} [[http://jp.physoc.org/cgi/content/full/545/1/133|Volltext]])) dargestellt via Immunfixation.\\ \\ Die Aufnahme des Creatins im Darm erfolgt über mehrere Mechanismen. Aufgrund der strukturellen Ähnlichkeit mit bestimmen Aminosäuren (:::Arginin:::, :::Lysin:::) kommt erstens die Aufnahme über Aminosäurentransporter oder andere Transportsysteme in Frage, wie z.B. von :::Taurin::: oder :::GABA::: (beide entsprechen strukturell dem Creatintransporter der Muskulatur).(({{pubmed>long:12433955}} [[http://jp.physoc.org/cgi/content/full/545/1/133|Volltext]])) Eine weitere Möglichkeit ist die Aufnahme über den parazellulären Weg, also an den Zellen vorbei.(({{pubmed>long:10493996}})) | Die Aufnahme des Creatins in den Muskel erfolgt über einen ::NaCl::-abhängigen Transporter(({{pubmed>long:14977199}})), welcher identisch ist mit den Transportern für ::Dopamin::, ::GABA:: und ::Taurin::(({{pubmed>long:9746337}})) Intrazellulär wird Creatin vom Enzym :::Creatinkinase::: (::CK::) in Creatinphosphat (CP, auch genannt Phosphocreatin) umgewandelt. Phosphocreatin stellt die zelluläre Speicherform dar. Der muskuläre Creatintransporter unterliegt einer faserspezifischen Verteilung. Typ-II-Fasern, welche über kurze Zeiträume hohe Kraftspitzen erzeugen können, besitzen die meisten Creatintransporter und haben somit auch den höchsten Gehalt an Creatin. Catecholamine, [[physio:igf-1|IGF-1]], [[physio:insulin|Insulin]] und Schilddrüsenhormone beeinflussen die Creatinaufnahme positiv: In vitro erhöhten :::Odoom et al. (1996)::: den Creatingehalt mit :::T3::: um 300%, :::IGF-1::: erhöhte ihn um 40-60%, :::Insulin::: um 230%, [[pharma:ephedrin|Ephedrin]] um 40-60% und Clenbuterol um 30%, während Betablocker den Creatingehalt um ca. 10% verminderten.(({{pubmed>long:8817480}})) Auch Alpha-Liponsäure steigert die muskuläre Creatinaufnahme.(({{pubmed>long:14669930}})) Letztlich spielt bei der Aufnahme möglicherweise auch Natrium eine unterstützende Rolle.(({{pubmed>long:10383488}})) ===== Up- und Down-Regulation der Creatintransporter ===== Die Aufnahme des Creatins in die Muskulatur wird über eine Up- und Down-Regulation der Creatintransporter reguliert.(({{pubmed>long:12611762}} [[http://jap.physiology.org/cgi/content/full/94/6/2173|Volltext]])) Ein wichtiger up-regulierender Faktor dabei ist das Training. Der Mechanismus dahinter scheint noch unklar, wahrscheinlich ist jedoch, dass muskuläre Kontraktion zur vermehrten Translokation der Creatintransporter an die Zelloberfläche führt. Bei chronisch überdimensionaler Zufuhr von Creatin besteht die Gefahr einer Down-Regulation der Creatintransporter, was sich zumindest in Studien an Ratten bestätigte.(({{pubmed>long:9746337}})) Beim Menschen konnte durch eine Supplementation von 0,125g Creatin/kg Körpergewicht/Tag (bei einem 70kg-Mann wären das rund 8g Creatin) keine Downregulation der Rezeptoren nachgewiesen werden.(({{pubmed>long:12701826}})) Die tägliche exogene Zufuhr von Creatin im einstelligen Grammbereich führt damit wahrscheinlich nicht zu einer Downregulation der entsprechenden Rezeptoren. Die endogene Creatinproduktion wird jedoch durch eine Hemmung der ::AGAT:: reversibel reduziert. ===== Wirkung auf den Energiemetabolismus ===== Die Wirkung des Creatins beruht vorwiegend auf Phosphocreatin, welches gemeinsam mit :::Adenosintriphosphat::: (:::ATP:::) im Energiestoffwechsel der Zelle eine wesentliche Rolle spielt. ::ATP::, ein Molekül mit drei Phosphatgruppen, ist der erste Energieträger, der von der Muskulatur verbraucht wird. Sind die ::ATP::-Vorräte aufgebraucht, muss auf langsamere Alternativen umgestiegen werden. Bei der Energiegewinnung aus ::ATP:: wird vom ::ATP:: eine seiner drei Phosphatgruppen abgespalten, wobei Energie frei wird, die für die Kontraktion verwendet wird. Übrig bleibt Adenosin__di__phosphat (:::ADP:::), ein Molekül mit nur zwei Phosphatgruppen, welches erst wieder zu ::ATP:: resynthetisiert werden muss. Der körpereigene Vorrat an ::ATP:: reicht für etwa 3 Sekunden Arbeit, dann kommt das Creatinphosphat ins Spiel, welches seinen Phosphatrest abspaltet und an das ::ADP:: abgibt, wobei wieder ::ATP:: entsteht, das nun erneut zur Energiegewinnung verwendet werden kann. Creatin wirkt damit in etwa wie ein Energierecyclingsystem. Durch Creatin erhöht sich die Dauer, während der die Muskulatur auf ::ATP:: als Hauptenergieträger zurückgreifen kann, von 3 Sekunden auf ca. 6-10 Sekunden. Danach wird Energie über die anaerobe Glykolyse bzw. in weiterer Folge über die aerobe Glykolyse und Fettsäureoxidation bereitgestellt. Creatin kann somit als eine Art Puffer betrachtet werden, der die Zeit zwischen akuter und verzögerter Energiebereitstellung überbrückt und längere Kraftspitzen ermöglicht. ===== Wirkung auf den Proteinmetabolismus ===== Die Wirkung von Creatin auf den Proteinstoffwechsel ist immernoch Gegenstand der Forschung. Einige Studien sagen Creatin eine positive Wirkung auf die [[physio:proteinbiosynthese|Proteinbiosynthese]] nach.(({{pubmed>long:4407046}}))(({{pubmed>long:10091274}})) Andere Arbeiten wiederum können diesen Effekt nicht bestätigen.(({{pubmed>long:7380884}} [[http://www.jcb.org/cgi/reprint/84/2/294|Volltext]])) Im Wesentlichen lässt sich jedoch eine Tendenz erkennen, die von der direkten Wirkung auf den Proteinstoffwechsel zunehmend Abstand nimmt. Eine ganz einfache und plausible Erklärung scheint jene zu sein, die dem Creatin jegliche akute oder langfristige Wirkung auf die Proteinsynthese absagt. Stattdessen wird allein die Steigerung der Energiereserven der Muskelarbeit für die Zunahme an Muskelmasse verantwortlich gemacht. ===== Wirkung auf Satellitenzellen ===== Eine positive Wirkung auf die Proliferation [[physio:satellitenzellen|myogener Satellitenzellen]] wurde an Ratten(({{pubmed>long:10683092}})) und Menschen(({{pubmed>long:16581862}} [[http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed&pubmedid=16581862|Volltext]])) nachgewiesen. Creatin hat somit einen direkten Einfluss auf die [[physio:hypertrophie|Muskelhypertrophie]]. ===== Siehe auch ===== * [[pharma:creatin]]