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Letzte Änderung: 22.08.2017

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Studien & Artikel > Creatin - Grundlagen Teil 1

Creatin - Grundlagen Teil 1

Creatin |
Studien & Infos Teil 1

Creatin - Grundlagen Teil 1

Wissenschaftliche Grundlagen zum Creatinkinase-System

Creatin (engl. creatine) ist eine schon seit mehr als 150 Jahren bekannte Substanz. Entdeckt wurde sie 1834 von dem Franzosen Chevreul als Bestandteil in der Fleischbrühe. Justus von Liebig wies Creatin 1847 methodisch zuverlässig als Komponente im Fleisch verschiedener Säugetierarten nach. In dem nach ihm benannten Fleischextrakt stellt es einen wesentlichen Inhaltsstoff dar. Creatin ist eine körpereigene Substanz die z. T. im Körper selber gebildet oder über die Nahrung, vor allem mit Fleisch und Fisch, aufgenommen wird. Im Körper einer Person von 70 kg sind ungefähr 100 bis 120 g dieser Substanz vorhanden, vorwiegend in den Skelettmuskeln, im Herzmuskel und im Gehirn. Der tägliche Bedarf beträgt ca. 2 bis 4 g. Creatin kommt als natürliche, biologische Substanz übrigens auch in der Muttermilch von Mensch (Hülsemann et al. 1987) und Tier (Kennaugh et al. 1997) vor.

FREY Athlet Alexej Kauz* setzt regelmäßig Creatin ein

FREY Athlet Alexej Kauz*
setzt regelmäßig Creatin ein

Creatin wird mit Hilfe des Enzyms Creatinkinase (CK) zur energiereichen Verbindung Phospho-Creatin "aufgeladen". Diese chemische Energie steht dann in den Organen und Zellen für vielfältige Aufgaben zur Verfügung, z. B. für die Kontraktion von Skelett- und Herzmuskeln, sowie für die Aufrechterhaltung des internen Zellmilieus durch energetische Versorgung von Ionenpumpen (Kalzium- und Natrium/Kalium Pumpen). In der Zelle wird nämlich an Ort und Stelle des Energieverbrauchs mittels des Enzyms Creatinkinase (CK) und dem energiereichen Phospho-Creatin ATP (= Adenosin-Tri-Phosphat) hergestellt, das in allen Lebewesen als universelle Energiewährung für alle biologischen Vorgänge, die Energie verbrauchen, benützt werden kann.

Eine Übersicht über die Lokalisation in verschiedenen Geweben und Zellen und die Struktur und Funktion der Creatinkinase findet sich in den unten aufgeführten Referenzartikeln (Bessman and Geiger 1981; Wallimann et al. 1992; Saks and Ventura-Clapier 1994; Wallimann and Hemmer, 1994; Wyss and Wallimann 1994; Wallimann et al. 1998a; Brdiczka et al. 1998), sowie in den beiden Ausarbeitungen von Molecular and Cellular Biology, Vol. 133/134 (1994) und ibid. Vol.184 (1998) (V.A. Saks and R. Ventura-Clapier, Editoren).

* FREY Nutrition® Athlet Alexej Kauz erreichte im Jahr 2013 seine persönliche Bestform und sicherte sich ? erstmals nach Andreas Frey ? den Weltmeistertitel 2013 in der großen Männerklasse. Zur Wirkungsverstärkung kombiniert Alej Creatin häufig mit ALPHA-LIPONSÄURE und nimmt beides direkt nach dem Training mit der PWN ein.
Durch Grundlagenforschung konnte die eminente physiologische Bedeutung des CK-Systems aufgezeigt und die Rolle von Phospho-Creatin als Energiepuffer, aber auch als Transportform von Energie in der Zelle dokumentiert werden (Wallimann et al. 1992). Trotzdem sind viele wichtige Fragen betreffend das Creatinkinase-System im Zusammenhang mit der zellulären Bioenergetik noch offen und bedürfen weiterer Forschung (siehe Wallimann et al. 1998b; Schlattner et al. 1998).
α-Liponsäure kann durch die Eigenschaft als "Insulinpusher" die Aufnahme und Wirkung von Creatin verstärken.
Da das Creatinkinase/Phospho-Creatin System vorwiegend in Geweben und Zellen mit hohem und z. T. stark fluktuierendem Energieumsatz, wie z. B. in der Skelett- und Herzmuskulatur, sowie im Gehirn, in der Netzhaut des Auges und in Spermien vorkommt, aber auch in der glatten Muskulatur und im wachsenden Knochen und Knorpel, sowie in Immunzellen gefunden wird (siehe Wallimann et al. 1992; Wallimann and Hemmer 1994), ist zu erwarten, dass Creatin, wenn überhaupt, vor allem in diesen Geweben und Zellen eine positive Wirkung zeigen sollte. Dies scheint nach neuerer Erkenntnis nun auch tatsächlich der Fall zu sein. Die Tatsache, dass die Creatinkinase Isoenzym-Familie während der Evolution vom See-Igel bis zum Menschen strukturell und funktionell sehr hoch konserviert geblieben ist (Mühlebach et al. 1994; Eder et al. 1999), deutet auf die generelle Wichtigkeit ihrer Funktion im Metabolismus in verschiedenen Organismen, Organen und Zellen hin. Es wäre deshalb durchaus einleuchtend, wenn Creatin sich dank seiner vielfältigen Anwendbarkeit als universeller "Energy Booster" entpuppen würde.

Positive Effekte auf die Skelettmuskulatur

Aus verständlichen, nicht zuletzt auch kommerziellen Gründen ist die Creatinforschung auf dem Gebiet der Leistungsphysiologie und des Spitzensportes am weitesten fortgeschritten und die Anzahl von wissenschaftlich wertvollen Studien direkt am Menschen ist in der Zwischenzeit beachtlich geworden und wächst immer noch weiter an.

Creatin bewirkt pralle und volle Muskeln

Creatin bewirkt pralle
und volle Muskeln

Auf Grund der Ergebnisse aus der Grundlagenforschung haben verschiedene international bekannte Spitzenathleten vor ca. 5 Jahren im Selbstversuch mit der Einnahme von Creatinpulver begonnen und damit erstaunliche Leistungssteigerungen von 10 bis 20 % erreicht, zuerst vor allem im Sprintbereich (Casey et al. 1996; Hultman et al. 1996), dann aber auch in anderen Disziplinen.

Durch gezielte Supplementation mit Creatin können beim Menschen nicht nur die Sprint-, sondern auch die Ausdauerleistung verbessert und die Erholungszeiten nach hartem Training verkürzt werden (Greenhaff et al. 1994: Vandenberghe et al. 1997; Aaserud et al. 1988; Brönnimann et al. 1988; Volek et al. 1999). Creatin-Supplementation wird deshalb nicht nur bei Kraftsportarten (Gewichtheben, Ringen/Schwingen, Bodybuilding etc.), sondern auch für Leichtathletik, Mannschafts- und Spielsportarten (Fußball, Eishockey, Volleyball, Tennis Squash etc.), sowie auch für Ausdauersportarten (Radrennfahren, Triathlon, Marathon- und Berglauf etc.) mit Erfolg eingesetzt.

Die Tatsache, dass submaximales Training, bei dem die Glycogenspeicher entleert werden, sowohl die Aufnahme von Creatin, wie auch die Akkumulation von Glycogen im Muskelgewebe deutlich steigert (Robinson et al 1999), zeigt, dass Training in Kombination mit Creatin-Supplementation plus Kohlenhydrat-Loading zu optimalen Effekten führt. Bei den Probanden, die Kohlehydrate plus Creatin zu sich nahmen, wurden nämlich die Glycogenspeicher im Vergleich zu den Probanden, die nur Kohlehydrate nahmen, deutlich erhöht (Robinson et al. 1999). Durch die so gewonnene Erhöhung der Glycogenspeicher lässt sich u. a. auch die positive Wirkung von Creatin auf die Ausdauerleistung ohne Weiteres erklären. Durch Training wurde zudem auch die Aufnahme von Creatin verbessert (Robinson et al. 1999). Da ein erhöhter Phospho-Creatin Spiegel in den Muskeln zu einer Verbesserung der Energetik für die Calzium-Homöostase führt, ist ein Effekt von Creatin auf die Ausdauerleistung auch von diesem Aspekt her zu erwarten, d. h. die Energie, die für die während den Muskelkontraktionen zyklisch erfolgende Calziumaufnahme durch die Ca2+-ATPase-Pumpe verbraucht wird, kann dank eines erhöhten Phospho-Creatin Spiegels effizienter eingesetzt werden.

Während einer Creatin-Kur ist besonders auf eine ausreichende Flüssigkeitszufuhr zu achten!
Studien belegen: Creatin erhöht fettfreie Muskelmasse

Studien belegen: Creatin
erhöht fettfreie Muskelmasse

Obwohl schon 1976 mit Skelett- und Herzmuskelzellen in Kultur gezeigt werden konnte, dass externes Creatin eine Zunahme der muskel-spezifischen Eiweißynthese bewirkt (Ingwall 1976), wurde lange Zeit negiert, dass Creatin eine direkte Zunahme der Muskelmasse bewirkt, weil vor allem während der Ladephase mit Creatin auch Wasser im Muskelgewebe akkumuliert wird (Francaux and Poortmans 1999), was meist zu einer leichten Gewichtszunahme (1 bis 2 kg) führt. Dies kommt dadurch zu Stande, dass der Creatin-Transporter ein Natrium-Chlorid Co-Transporter ist (Guerrero und Wallimann 1998) und zum osmotischen Ausgleich Wasser in die Zellen aufgenommen werden muss. Deshalb ist es auch wichtig während einer Creatinkur stets viel zu trinken, ca. 1 Liter pro 20 kg Körpergewicht am Tag. Schon früh hat aber eine finnische Gruppe, die Creatin an Patienten mit "Gyrate Atrophy", einer Augenkrankheit, verabreicht hatten, realisiert, dass die längerfristige Einnahme von Creatin (1,5 g täglich während eines Jahres) in der Tat von einer direkten Zunahme der Muskelmasse begleitet war, die ausschließlich auf eine Vergrößerung des durchmessers von schnellen Typ-II-Muskelfasern zurückzuführen ist (Sipilä et a. 1981).

Weitere Resultate einer australischen Forschergruppe zeigten zudem, dass eine Creatin-Supplementation über 12 Wochen in Zusammenhang mit Krafttraining zu einer signifikanten Querschnittsvergrösserung aller, inklusive der langsamen Typ-I-Fasern, führen kann (Volek et al. 1999). Parallel zu diesem Muskelaufbau stellte man oft eine Abnahme von Fettgewebe fest (Vandenberghe et al. 1997), was insgesamt zu einer durchaus erwünschten Erhöhung der fettfreien Körpermasse (lean body mass) führt (Volek et al. 1999). Dieser sekundär positive Effekt ist sicher auch für andere Anwendungen außerhalb des Sportbereiches wichtig und könnte z. B. auch bei Schlankheitskuren ausgenützt werden.

Was an dieser Stelle jedoch nochmals betont werden sollte, ist die Tatsache, dass Creatin vor allem im Zusammenhang mit intensivem Muskeltraining und mit Kohlenhydrat-Loading seine volle Wirkung entfaltet (Robinson et al. 1999).
Als Übersichtsartikel für die Beurteilung und Anwendung von Creatin im Sportbereich sind u. a. auch folgende Referenzartikel empfehlenswert: Balsom et al. (1994); Wyss and Wallimann (1994); Greenhaff (1997); Guerrero and Wallimann (1998); Greenhaff (1997), Juhn and Tarnopolsky (1998), Plisk and Kreider (1999), Robinson et al. (1999); Volek et al. (1999).

Positive Wirkung auf den Herzmuskel

Während durch Creatin-Supplementation bei chronischem Herzversagen zwar die Herzvolumen-Leistung offenbar nicht signifikant gesteigert werden konnte, verbesserte sich aber die Leistung der Beinmuskulatur ganz deutlich (Andrews et al. 1998), was ebenfalls zu einer Steigerung der Lebensqualität bei diesen Patienten beitrug (Gordon et al. 1995). Eine deutliche Schutzfunktion des Herzens bei verschiedenen Herzkrankheiten wurde aber durch direkte Infusion von Phospho-Creatin als Zusatz in den kardioplegischen Infusionslösungen erreicht (Tronconi and Saks 1989). Diese Applikation zeitigte auch bei chronischem Herzversagen durchaus positive Wirkung (Grazioli et al. 1992). Zudem können auf dieselbe Weise auch Herzrhythmusstörungen nach einem Herzinfarkt deutlich verringert werden (Ruda et al. 1988).

Creatin besitzt positive Wirkung auf das Herz

Creatin besitzt positive
Wirkung auf das Herz

Dass das Creatinkinase-System für die Funktion des Herzmuskels und der Herz-Reizleitung wichtig ist, beweist die Tatsache, dass transgene Tiere, die kein oder nur noch sehr wenig dieses Enzyms im Skelettmuskel resp. im Herzmuskel herstellen, Störungen in der Muskel- und Herzfunktion aufweisen (Steeghs et al. 1996), die allerdings nicht so gravierend sind, dass die Tiere nicht überleben könnten. Dies ist insofern erklärbar, weil sowohl in den Skelettmuskeln, wie auch im Herzmuskel dieser Tiere verschiedene metabolische und strukturelle Adaptationen stattgefunden haben und andere energetische "Sicherheitssysteme" aufreguliert worden sind. Auf diese Weise kann der Organismus offenbar den Ausfall des Creatinkinase-Systems mindestens teilweise kompensieren. Versuchstiere, die mit dem Creatin-Analog, Guanidino-Propionsäure (GPA), gefüttert wurden, eine Behandlung, die den Creatinspiegel im Muskel um 80 % erniedrigt, zeigen deutliche Anzeichen von Hypertrophien des Herzens, sowie auch mitochondriale Myopathien (= Muskelerkrankungen) in den Skelettmuskeln. Wenn GPA, das die Aufnahme von Creatin in die Zellen hemmt, zu Herzzellen in Kultur gegeben wird, zeigen sich nach einigen Tagen ebenfalls Anzeichen von mitochondrialen Myopathien mit stark vergrößerten, stabförmigen Mitochondrien (Eppenberger-Eberhardt et al. 1991), in denen die mitochondriale Creatinkinase zu regelmäßig angeordneten intramitochondrialen Einschlüssen auskristallisiert wird (Gorman et al. 1997a), ein für mitochondriale Krankheiten typisches Erscheinungsbild. Nach Zugabe von Creatin zum Zellkulturmedium verschwanden diese Einschlüsse und die Größe der Mitochondrien wurde wieder normal. Ob diese Einschlüsse bei Patienten nach Creatin-Einnahme auch verschwinden, konnte noch nicht gezeigt werden, allerdings stellte man bei solchen Patienten deutliche Verbesserungen in der Muskelkraft fest (Hagenfeld et al. 1994; Tarnopolsky et al. 1997). Auf dem Gebiet der Kardiologie ist das Potential von Creatin aber noch lange nicht ausgeschöpft und es können durchaus interessante, längerfristige Effekte, z. B. für die Prävention gewisser Erkrankungen des Herzens und deren Verlaufsmilderung erwartet werden.

Creatin ist auch für die langsame, glatte Muskulatur wichtig

Auch die glatte Muskulatur profitiert von Creatin

Auch die glatte Muskulatur
profitiert von Creatin

Das Creatinkinase-System ist auch für die zelluläre Energetik der relativ langsamen Kontraktion der glatten Muskulatur im Körper wichtig (Wallimann and Hemmer 1994). Das Enzym und die entsprechenden Substrate, Creatin und Phospho-Creatin, sind in der glatten Muskulatur der Blutgefässe (Clark et al. 1994), des Gastrointestinaltraktes (Ishida et al. 1995), sowie in der Gebärmutter (Clark et al. 1993) vorhanden, wo sie ebenfalls eine für die Funktion dieser Muskeln wichtige Rolle in der Energieversorgung ausüben (Takeuchi et al. 1995). Die Vermutung, dass sich eine Creatin-Supplementation auch auf die glatte Muskulatur positiv auswirken könnte, wird dadurch erhärtet, dass verschiedene Patienten mit Muskelschwund als "Nebeneffekte" einer Creatin-Behandlung oft eine verbesserte Darmtätigkeit, bessere Blasenkontrolle und einen besseren Blutkreislauf feststellten und zudem oft spürbar wärmere Extremitäten hatten.

Weiter zum nächsten Teil: Creatin ? Grundlagen Teil 2

Autor:

Dipl.-Hdl. Andreas Frey (Inhaber & GF FREY Nutrition®, IST-Dozent, SR-Kolumnist, NAC-Juror, Ernährungsberater, 3-facher Weltmeister & Mr. Universe)

Quellen / Studien:

R. Aaserud, P. Gramvik, S.R. Olson and J. Jensen. Creatin supplementation delays onset of fatique during repeated bouts of sprint running. Scand. J. Med. Sci. Sports 8, 247-251 (1998) Adcock KH, Nedelcu J, Loenneker T, Martin E, Wallimann T, Wagner BP. Neuroprotection of Creatin supplementation in neonatal rats with transient cerebral hypoxia-ischemia. Dev Neurosci. 2002;24(5):382-8 R. Andrews, P. Greenhaff, S. Curtis, A. Perry, and A.J. Cowley. The effect of dietary Creatin supplementation on skeletal muscle metabolism in congestive heart failure.Eur. Heart J. 19, 617-622 (1998) P.D. Balsom, K. Söderlund and B. Ekblom. Creatin in humans with special reference to Creatin supplementation. Sports Medicine 18, 268-280 (1994) Bender A, Beckers J, Schneider I, Holter SM, Haack T, Ruthsatz T, Vogt-Weisenhorn DM, Becker L, Genius J, Rujescu D, Irmler M, Mijalski T, Mader M, Quintanilla-Martinez L, Fuchs H, Gailus-durner V, de Angelis MH, Wurst W, Schmidt J, Klopstock T. inksAbstract Creatin improves health and survival of mice. Neurobiol Aging. (2007) Th. Bigge: Mein Selbstversuch mit Creatin. Deutscher Muskelreport 3, 23-25 (1996) G. Bergnes, W. Yuan., V.S. Khandekar, M.M.O?Keefe, K.J. Martin, B.A.Teicher and R. Kaddurah-Daouk. Creatin and PhosphoCreatin Analogs: Anticancer Activity and Enzymatic Analysis. Oncology 8, 121-130 (1996) S.P Bessman, and P.J Geiger. Transport of energy in muscle: the phosphorylCreatin shuttle. Science 211, 449-452 (1981) D. Brdiczka,, G. Beutner, A. Rück, M. Dolder, and T. Wallimann. The molecular structure of mitochondrial contact sites. Their role in regulation of energy metabolism and permability transition. BioFactors 8, 235- 242 (1998) Brewer GJ, Wallimann TW. Protective effect of the energy precursor Creatin against toxicity of glutamate and beta-amyloid in rat hippocampal neurons. J Neurochem. May;74(5):1968-78 (2000) M. Brönnimann, C. Accola, W. Strub, B. Villliger and T. Wallimann. Beneficial effect of Creatin supplementation for high-intensity endurance performance. The 5th International Symposium on Guanidino Compounds in Biology and Medicine, Sept. 2-3, Yokohama, Japan, Abstract S1-2, p32 (1998) Bürklen TS, Schlattner U, Homayouni R, Gough K, Rak M, Szeghalmi A, and T. Wallimann. The Creatin Kinase /Creatin Connection to Alzheimer's Disease: CK Inactivation, APP-CK Complexes, and Focal Creatin Deposits. J. Biomed. Biotechnol. Volume 2006 (Article ID 335936, Pages 1-11) p 1-11 (in press). A. Casey, D. Constantin-Teodosiu, S.Howell, E. Hultman and P.L. Greenhaff. Creatin ingestion favorably affects performance and muscle metabolism during maximal exercise in humans. Am. J. 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Grazioli, G. Melzi, E. Strumia. Multicentre controlled study of Creatin phosphate in the treatment of heart failure. Curr. Ther. Res. 52, 271-280 (1992) P.L. Greenhaff, K. Bodin, K. Soderlund and E. Hultman. Effect of oral Creatin supplementation on skeletal muscle phosphoCreatin resynthesis. Am. J. Physiol. 266, E725-730 (1994) P.L. Greenhaff. The nutritional biochemistry of Creatin. J. Nutritional Biochem. 8, 610-618 (1997) L. Guerrero and T. Wallimann. Creatin supplementation in health and disease. Effects of chronic Creatin ingestion in vivo: Down-regulation of the expression of Creatin transporter isoforms in skeletal muscle. Mol. Cell. Biochem. 184, 427-437 (1998)
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