Chancen und Risiken der Kreatinsupplementation

Inhaltsverzeichnis

1. Kreatin – das wohl beliebteste Supplement

2. Kreatin – Vorkommen und Wirkung
2.1 Formen von Kreatin
2.1.1 Kreatin
2.1.2 Kreatinkinase
2.1.3Kreatinin
2.1.4 Kreatin als Supplement
2.2 Vorkommen von Kreatin
2.2.1 Im menschlichen Körper
2.2.2 In anderen Lebewesen
2.3 Wirkung von Kreatin auf den Körper
2.3.1 Körpereigene Produktion
2.3.2 Ernährung
2.3.3 Supplementation
2.4 Kreatin Supplementierung
2.4.1 Vorteile
2.4.2 Nachteile
2.5 Studien über die Wirkung der Kreatin Einnahme

3. Selbstversuch
3.1 Versuchsaufbau
3.2 Versuchsdurchführung
3.3 Versuchsauswertung

4. Fazit

5. Literaturverzeichnis

1. Kreatin – das wohl beliebteste Supplement

Der französische Wissenschaftler Michel Eugène Chevreul entdeckte 1847 die Substanz Kreatin, welche seit ungefähr 20 Jahren im Leistungs- und Breitensport mit großer Überzeugung eingesetzt wird (Feiden & Blasius, 2008, S. 40). Aufgrund dieser erst sehr kurzen Nutzungsdauer von Kreatin aus sportbiologischer Sicht gibt es beinahe keine „überholten“ Ergebnisse. Dennoch gibt es eine Vielzahl an literarischen Werken, sowie Studien über das Thema Kreatin und dessen Einnahme. In dieser Seminararbeit habe ich mich sehr ausführlich mit dem Stoff Kreatin auseinandergesetzt, welcher in der Fitness- und Bodybuildingszene ein sehr beliebtes Nahrungsergänzungsmittel mit steigender Beliebtheit darstellt (Feiden & Blasius, 2008, S. 40). Am Anfang der Arbeit wird zunächst ein etwas genauerer Blick auf das Supplement geworfen und anschließend sowohl die Vorteile als auch die Risiken der Supplementierung beleuchtet. Am Ende der Seminararbeit werde ich auf drei Studien eingehen, meinen Selbstversuch erklären und interpretieren, sowie ein persönliches Fazit verfassen.

Wie bereits erwähnt ist Kreatin ein sehr beliebtes Nahrungsergänzungsmittel, welches durch diverse Firmen vertrieben wird. Dabei steht bei den Unternehmen die Gewinnmaximierung im Vordergrund, den Verbrauchern werden aber oftmals nur die Vorteile angepriesen. Jedoch werden die Nachteile oder andere Sachverhalte, auf die dringend zu achten sind, oft vernachlässigt. Die meisten Konsumenten sind somit nur geringfügig über das Thema aufgeklärt und können auch als Zielgruppe der Seminararbeit betrachtet werden, sowie Personen, die allgemeines Interesse an Kreatin und dessen Eigenschaften haben. Besonders durch die hohe Aktualität der Einnahme von Nahrungsergänzungsmitteln, begründet durch den momentanen Fitnesstrend in Deutschland (o.A., 2017), ist das Thema sehr aktuell. Eine präzise Darstellung der Auswirkungen der Kreatin Einnahme auf den menschlichen Organismus ist somit wissenschaftlich von hoher Bedeutung, weshalb in dieser Arbeit ermittelt werden soll, ob eine Kreatinsupplementation sich negativ auf die Gesundheit auswirken kann, ob sie für jeden Sportler notwendig ist und ob der Stoff tatsächlich die Wirkungen erzielt, die vom Sportler beabsichtigt werden.

Bei der Auswahl meiner Quellen habe ich vorwiegend auf vertrauenswürdige deutschsprachige Arbeiten geachtet und stieß dabei häufig auf den Namen Wallimann. Prof. Dr. Theo Wallimann ist ein Schweizer Biologe und eines seiner wichtigsten Forschungsgebiete war „Die Aufklärung der atomaren Struktur, Funktion und subzelläre Kompartimentierung und molekularen Physiologie der Kreatin-Kinasen (CK) und des Kreatin-Transporters (creatine transporter, CRT)“ (Brandao & Broggi, 2018). Deshalb betrachte ich seine Werke als sehr vertrauenswürdig und gehaltvoll.

2. Kreatin – Vorkommen und Wirkung

Im folgenden Abschnitt soll dem Leser ein genauerer Blick auf den Stoff Kreatin ermöglicht werden. Es werden zunächst die verschiedenen Formen des Stoffes präzise dargestellt und im Anschluss die Organismen bzw. die Bestandteile der Organismen vorgestellt, in denen sich Kreatin hauptsächlich befindet. Zudem wird erklärt, welche Auswirkungen die gezielte Supplementierung des Stoffes hat und wie er auf den menschlichen Körper wirkt. Zum Schluss werden durch das kurze Analysieren einiger Studien diese Punkte noch einmal aufgegriffen.

2.1 Formen von Kreatin

Kreatin gibt es in vielen verschiedenen Formen als Supplement zu kaufen. Auf seinem Weg durch den menschlichen Körper durchläuft das Kreatin Umwandlungsprozesse, die dem Körper die Nutzung des Stoffes ermöglichen. In diesen Umwandlungsprozessen verändert sich durch die im Folgenden beschriebenen Vorgänge die Struktur und somit auch die Funktion des Kreatins.

2.1.1 Kreatin

Bei Kreatin handelt es sich um eine natürliche Substanz, die im Körper meist als Kreatinphosphat (KrP) gespeichert wird. Sie dient in dieser Form als Energiespeicher und Energiepuffer, der zur Regenerierung des Adenosintriphosphat-Haushaltes beiträgt (Wallimann, Wyss, Brdiczka, Nicolay, & Eppenberger, 1992, S. 21). In reiner Form ist Kreatin ein weißer Feststoff mit der Summenformel C4H9N3O2. welcher aus den Aminosäuren Glycin, Arginin und Methionin zu einer Stickstoffverbindung synthetisiert wird (Freyer, Merz, & Antwerpes, 2004).

2.1.2 Kreatinkinase

Die Kreatinkinase ist ein Enzym, bestehend aus 380 Aminosäuren. Sie befindet sich überwiegend in Zellen mit einem hohen Energiebedarf (Wallimann, Wyss, Brdiczka, Nicolay, & Eppenberger, 1992, S. 21) und überträgt, wie alle anderen Kinasen, Phosphatgruppen von einem Molekül zum anderen. Die Kreatinkinase überträgt eine Phosphat-Gruppe vom KrP auf das Molekül Adenosindiphosphat (ADP) (Wallimann, Wyss, Brdiczka, Nicolay, & Eppenberger, 1992, S. 21 f.). Durch diese Reaktion entsteht Adenosintriphosphat (ATP), welches auch als universelle Energiequelle bezeichnet wird. Die Kreatinkinase besteht somit nicht aus dem ursprünglichen Stoff Kreatin, sondern überträgt nur dessen energiereiche Phosphat-Gruppe auf das ADP.

2.1.3 Kreatinin

Das Kreatinin ist die Ausscheidungsform des Kreatins mit der Summenformel C4H7N3O. Wie man anhand der Summenformel erkennen kann, entsteht Kreatinin durch die Abspaltung eines Wassermoleküls vom Kreatinmonohydrat (Jäger, Martin, Shao, Inoue, & Kreider, 2011, S. 1372), was zudem ohne die Hilfe von Enzymen abläuft (Mertschenk, Gloxhuber, & Wallimann, 2001, S. 251). Vergleicht man nun die Struktur der beiden Stoffe sieht man, dass Kreatinin in einer geschlossenen Ringform vorliegt und somit nicht, bzw. nur sehr schwach reaktiv ist. Es ist ein Abfallprodukt des Stoffwechsels und wird somit über die Nieren, bzw. den Urin ausgeschieden.

2.1.4 Kreatin als Supplement

Durch industrielle Produktion treten auch teilweise nicht in der Natur vorkommende Kreatin-Verbindungen auf, welche jedoch auch vom menschlichen Körper ohne Probleme aufgenommen und verwendet werden können. Das am häufigsten verwendete Supplement ist Kreatin-Monohydrat (Jäger, Martin, Shao, Inoue, & Kreider, 2011, S. 1369), welches die chemisch korrekte Bezeichnung für Kreatin in einer Verbindung mit einem Wasserstoff Molekül ist. Ein weiteres Supplement ist das Kreatin AKG. Hierbei geht das Kreatin eine Verbindung mit Alpha-Ketoglutaratsäure ein. Ebenso auf dem Markt erwerbbar sind Kreatin-Citrat und Kreatin-Pyruvat. Diese zwei Verbindungen sind dem Kreatin-Monohydrat nahezu gleichwertig, haben jedoch einen geringeren Kreatinanteil, weshalb eine höhere Einnahmemenge erforderlich ist, um die gleiche Menge an Kreatin aufzunehmen, wie bei der Einnahme von Kreatinmonohydrat (Jäger, Martin, Shao, Inoue, & Kreider, 2011, S. 1370).

2.2 Vorkommen von Kreatin

Der menschliche Körper benötigt Kreatin zur Speicherung energiereicher Phosphate, die er vor allem beim anaerob alaktaziden Energiestoffwechsel benutzt. Ein gesunder Erwachsener scheidet am Tag bis zu 2g Kreatin als Kreatinin über den Urin aus (Feiden & Blasius, 2008, S. 41) und benötigt täglich eine Menge von ca. 4g Kreatin (Wallimann, 2008, S. 31). Da Kreatin aber nicht für immer in einem Organismus bleibt, sondern nach einiger Zeit ausgeschieden wird, muss der Körper seinen Kreatin Vorrat stets wieder auffüllen. Dies macht er zwar auch durch eigene Produktion, muss allerdings zudem auf externe Kreatin Quellen zurückgreifen, das heißt Kreatin über andere Wege aufnehmen, um die verbrauchten Reserven wieder zu füllen. Dies kann zum einen über die Nahrungsaufnahme natürlicher Lebensmittel erfolgen, zum anderen über Nahrungsergänzungsmittel oder ähnliche Präparate industriellen Ursprungs.

2.2.1 Im menschlichen Körper

Der menschliche Organismus ist in der Lage einen Teil seines täglichen Bedarfs an Kreatin selbst herzustellen, was bei einem durchschnittlichen Erwachsenen 1-2g Kreatin am Tag in der Herstellung entspricht (Friedrich, 2012, S. 95). Im Körper eines Erwachsenen mit 75kg Körpergewicht befinden sich 120-150g Kreatin, welches zu 95% in der Skelettmuskulatur gespeichert wird. Die verbleibenden 5% teilen sich auf den Herzmuskel und das Gehirn auf (Feiden & Blasius, 2008, S. 41), also auf die Organe, die stetig einen hohen Energiebedarf haben. In den Zellen gespeichertes Kreatin liegt zu etwa zwei Dritteln als Kreatinphosphat (KrP) und zu einem Drittel als freies Kreatin vor (Friedrich, 2012, S. 95).

2.2.2 In anderen Lebewesen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 1: Kreatingehalt in Lebensmitteln

„Quelle: verändert nach Wallimann, 2008, S. 29“

Andere Lebewesen produzieren, bzw. enthalten ebenfalls Kreatin. Der Stoff lässt sich reichlich in Organismen der Tierwelt, aber nur in unbedeutenden Mengen in Pflanzen wiederfinden. Daraus kann man ableiten, dass Vegetarier oder Veganer unter einem stetigen Kreatindefizit leiden müssen, sofern sie keines als Supplement einnehmen (Wallimann, 2009, S. 29 f.). Tierische Produkte, vor allem Fleisch, werden auch als alimentäre Quellen von Kreatin bezeichnet, mit denen etwa die Hälfte des täglichen Kreatin Bedarfs, also 2-3g, gedeckt werden müssen. Die Menge an Kreatin in Gramm pro Kilogramm Körpergewicht in den verschiedenen Tieren schwankt jedoch stark. Den größten Wert hat hierbei der Hering (vgl. Grafik: 6,5-10g/kg), welcher einen etwa doppelt so hohen Kreatingehalt aufweist, wie Rindfleisch (vgl. Grafik: 4,5g/kg).

2.3 Wirkung von Kreatin auf den Körper

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Phosphocreatine circuit

„Quelle: Schlattner, Tokarska-Schlattner, & Wallimann, 2005, S. 165“

Kreatin (Kr), bzw. Kreatinphosphat (KrP) wird im menschlichen Körper benötigt, um Energie in Form eines Phosphatrestes zu speichern und diese Energie bei kurzfristigen Belastungen verfügbar zu machen. Dies geschieht folgendermaßen: Bei Belastungen von kurzer Dauer wird die Energie, die zur Kontraktion des Muskels benötigt wird, durch das Abspalten eines Phosphatrestes von einem Adenosintriphosphatmolekül (ATP) gewonnen. Übrig bleiben Adenosindiphosphat (ADP) und ein Phosphatrest. Um nun ATP zu resynthetisieren und damit wieder Energie für die Muskelkontraktion zu liefern, reagiert ADP mit KrP und unter der Einwirkung von Kreatinkinase zu ATP und Kr. Das Kr reagiert, allerdings erst nach einiger Zeit, mit einem freien Phosphatrest zu KrP zurück und steht somit wieder zu Verfügung (Schlattner, Tokarska-Schlattner, & Wallimann, 2005, S. 165). Es entsteht also ein Kreislauf, der auch als „phosphocreatine circuit“ bekannt ist (Wallimann, Wyss, Brdiczka, Nicolay, & Eppenberger, 1992). Der Körper ist auf eine oder mehrere externe Kreatinquellen angewiesen, um einen gesunden Kreatinspiegel im Organismus zu gewährleisten. Einerseits durch die Nahrungsaufnahme und gegebenenfalls durch die Einnahme eines Nahrungsergänzungsmittels, welches Kreatin enthält.

2.3.1 Körpereigene Produktion

Der Mensch produziert, wie bereits zuvor im Punkt 2.2.1 genannt, Kreatin selbst. Die Synthese geschieht zu einem Teil in der Bauchspeicheldrüse, sowie den Nieren und zu einem anderen Teil in der Leber. In der Pankreas und den Nieren werden zunächst durch das Enzym L-Arginin:Glycin-Amidinotransferase (AGAT) die zwei Aminosäuren Arginin und Glycin zu Guanidinoacetat (GA) synthetisiert. In der Leber wird das GA nun zusammen mit der Aminosäure Methionin und mit Hilfe des Enzyms Guanidinoacetat-N-Methyltransferase (GAMT) zu Kreatin verbunden und anschließend über das Blut zu den Organen befördert, die das Kreatin benötigen. Das Kreatin gelangt durch einen sogenannten Kreatintransporter in das Zelleninnere (Wallimann, Kreatin – warum, wann und für wen?, 2008, S. 31, 35). Etwa 2g Kreatin verlassen den Körper täglich als Kreatinin über den Urin. Dies entspricht etwa derselben Menge Kreatin, die der Körper pro Tag in der Bauchspeicheldrüse, den Nieren und der Leber selbst produzieren kann. Die körpereigene Produktion wirkt also dem Verlust durch die natürliche Ausscheidung entgegen (Feiden & Blasius, 2008, S. 40 f.).

2.3.2 Ernährung

Dem menschlichen Körper ist es möglich, bei ausreichender, fisch- und fleischhaltiger Ernährung, bis zu 4g Kreatin am Tag über die Nahrung aufzunehmen. Bei vegetarischer oder veganer Ernährungsweise fehlen dem Organismus wichtige Kreatinquellen und im Körper solcher Personen ist ein deutlich geringerer Kreatinspiegel zu messen (Wallimann, 2009, S. 29 f.). Durch die Nahrung aufgenommenes, alimentäres Kreatin muss nicht erst vom Körper verarbeitet werden, sondern kann direkt in die Muskelzellen, bzw. das Gehirn aufgenommen werden. Zusammen mit der vom Körper selbst produzierten Menge an Kreatin ist es nun möglich den täglichen Verlust wieder zu ersetzen (Feiden & Blasius, 2008, S. 41).

2.3.3 Supplementation

Das Wort „Supplementation“ leitet sich vom lateinischen Wort „supplere“ ab, welches „ergänzen“ bedeutet (Bibliographisches Institut GmbH, 2018). Das deutsche Äquivalent für den Begriff „Supplement“ ist also „Nahrungsergänzungsmittel“. Supplements im Allgemeinen sind Nährstoffe oder Substanzen in konzentrierter Form und können in verschieden Formen, wie Pulvern oder Kapseln erworben werden. Sie werden vom Konsumenten eingenommen, um die Nahrungsaufnahme zu ergänzen oder die Konzentration einer bestimmten Substanz im Körper bewusst zu vergrößern und dadurch eine höhere Leistungsfähigkeit zu erzielen (Mettler, 2018, S. 2 f.). Durch die gezielte Supplementation von Kreatin wird vom Sportler versucht die Gesamtkonzentration von Kreatin im Körper zu erhöhen und damit die Muskelkraft, Kraftausdauer (Wallimann, 2008, S. 32) und Regenerationsgeschwindigkeit (Friedrich, 2012, S. 95) zu steigern. Nicht jeder Mensch kann durch die Kreatineinnahme die gewünschten Effekte erzielen. Wallimann, Scheck und Friedrich berichten in ihren Werken von einer „Non-Responder“-Gruppe (Friedrich, 2012, S. 96), (Schek, 2013) von Supplementierenden, bei denen die Einnahme von Kreatin nur wenig Wirkung zeigt (Wallimann, 2008, S. 33) und eine Nahrungsergänzung somit nicht sinnvoll ist.

Friedrich stellt in seinem Buch unter anderem die zwei Prinzipien der Kreatineinnahme namens „Fast Load“ und „Slow Load“ vor. (vgl. Abb. & (Friedrich, 2012, S. 97)) Beide Prinzipien bestehen aus drei verschiedenen Phasen. In der ersten, der sog. „Ladephase“, soll der Sportler, bzw. der Supplementierende den Kreatinspiegel im Körper erhöhen und diesen dann in der sog. „Erhaltungsphase“ auch aufrechterhalten. Nach den beiden ersten Phasen wird die „Absetzphase“ empfohlen, in der kein Kreatin eingenommen werden soll (Friedrich, 2012, S. 97). Die „Absetzphase“ ist deshalb wichtig, da nach längerer Kreatinsupplementation die eigene Kreatinsynthese zurückgefahren und eine Nahrungsergänzung damit sinnlos wird. Des Weiteren ist nicht bekannt, ob die körpereigene Produktion von Kreatin nach zu langer Supplementation komplett eingestellt wird (Mertschenk, Gloxhuber, & Wallimann, 2001).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 2: Prinzipien der Kreatineinnahme

„Quelle: verändert nach Friedrich, 2012, S. 97“

2.4 Kreatin Supplementierung

Es gibt womöglich kein Supplement das stetig so an Beliebtheit gewinnt (Feiden & Blasius, 2008, S. 40), jedoch auch keines, das so oft als Dopingmittel bezeichnet wird und so umstritten ist, wie Kreatin. Manche Wissenschaftler möchten die Einnahme des Stoffes beschränken oder sogar verbieten (Feiden & Blasius, 2008, S. 41 f.), wohingegen andere diese befürworten und deutlich sagen: „Kreatin ist kein Dopingmittel“ (Friedrich, 2012, S. 96). Die Substanz bringt eine Vielzahl an Vor- und Nachteilen mit sich, die im Folgenden erörtert werden sollen.

2.4.1 Vorteile

Die im Folgenden beschriebenen Vorteile des Kreatins beziehen sich nicht nur auf dessen Supplementation, sondern auch auf die allgemeine Wirkung des Stoffes.

Die Supplementation trägt generell passiv zu einer gesünderen Lebensweise bei, denn wer richtig Supplementieren möchte sollte zuvor über eine ausgewogene und gesunde, sog. „Basisernährung“ verfügen (Mettler, 2018, S. 1 f.) und im Weiteren, bei einem Trainingsumfang über 5h pro Woche, auch die sog. „Sportartspezifischen Anpassungen“ (Mettler, 2018, S. 1 f.) berücksichtigen. Diese beinhalten beispielsweise die Deckung eines erhöhten Energiebedarfs oder das Verzichten auf manche Lebensmittel (Mettler, 2018, S. 1 f.). Der (erhöhte) Bedarf an bestimmten Stoffen, wie zum Beispiel Eiweiß oder Mikronährstoffen, der weder durch die „Basisernährung“ noch durch die „Sportartspezifischen Anpassungen“ gedeckt wird, kann nun durch die „gezielte Supplementation“ befriedigt werden (Mettler, 2018, S. 1 f.).

Kreatin ist ein günstiges Supplement. Laut Friedrich sollte ein durchschnittlicher Erwachsener mit ca. 75kg Körpergewicht nach dem Prinzip des „Fast Load“ eine Menge von 207-283,5g purem Kreatin (etwa 235-322g Kreatin-Monohydrat) in ca. 7-9 Wochen Supplementieren, worauf eine Absetzphase von 3-4 Wochen ohne Kreatineinnahme folgt (Friedrich, 2012, S. 97). Vergleicht man nun die Preise von bekannten deutschen (bzw. deutschsprachigen) Supplement-Firmen (MyProtein, Zec+, ProFuel), liegen deren Preise für Kreatin-Monohydrat bei 1,89-3,98€ pro 100g. Damit müsste man ca. 4,44-12,81€ pro „Fast Load“ Phase zahlen, die man maximal 6-8-mal im Jahr durchführen sollte, was für Nahrungsergänzungsmittel meiner Meinung nach relativ günstig ist.

Speziell durch die Kreatinsupplementation, bzw. durch die Erhöhung der Gesamtkonzentration von Kreatin in den Muskeln, wird die Muskelneubildung gefördert (Wallimann, 2008, S. 32) und die Regenerationsgeschwindigkeit erhöht (Friedrich, 2012, S. 95), (Wallimann, 2008, S. 32). Bei Muskelneubildung schließen sich viele sog. „Vorläuferzellen“, oder auch Myoblasten, zusammen und es entstehen die sogenannten Myotuben, worin sich die kontraktilen Einheiten der Muskelzelle ausbilden (Aktin-, Myosinfilamente). Dieser Vorgang läuft unter hohem Energiebedarf ab (Wallimann, 2008, S. 32), welcher durch den erhöhten Kreatinspiegel leichter versorgt werden kann. Die weiteren Vorteile der Kreatinsupplementation im Sinne der Muskelneubildung und Regeneration, welche Wallimann in seiner Arbeit anspricht, möchte ich, genau wie er, nur kurz erwähnen und nicht weiter ausführen. Diese Vorteile wären unter anderem die Unterstützung des Umbaus des Zytoskeletts, welcher wichtig für das Verschmelzen der Myoblasten zu Myotuben und damit das Ausbilden der Muskelfasern ist, die Erhöhung der Fusionsrate der Myoblasten, die Vergrößerung der Myotuben, die Stimulation der Synthese der Muskelproteine, sowie die Erhöhung der Expression muskelspezifischer Transkriptionsfaktoren, deren Funktion essentiell für den Aufbau der Muskelmasse ist und gleichzeitig eine Unterdrückung der Expression des Negativregulators für Muskelmasse (Wallimann, 2008, S. 32 f.).

Des Weiteren wird Kreatin direkt mit einer Erhöhung der Muskelkraft und der Kraftausdauer (Wallimann, 2008, S. 32) in Verbindung gebracht. Durch den erhöhten Kreatinspiegel können die Muskelzellen kurzfristigen Belastungen länger, bzw. höherer Belastung über dieselbe Dauer standhalten, da mehr energiereiche Phosphate, gebunden an Kreatin, zur Verfügung stehen, die bei der anaerob alaktaziden Energiebereitstellung benötigt werden um ATP zu synthetisieren. Durch den gesteigerten Kreatinspiegel zeigt sich außerdem eine erhöhte Konzentration des Stoffes Karnosin in den Muskelzellen, welcher der Ermüdung des Muskels entgegenwirkt, sodass die Muskelermüdung später einsetzt (Wallimann, 2008, S. 32 f.) und der Sportler Belastungen länger standhalten kann.

[...]