Alphaketoglutarat (AKG) ist ein wichtiger Bestandteil des Energiestoffwechsels und an vielen physiologischen Funktionen sowie Prozessen in unserem Körper beteiligt. Da die AKG-Level im Alter abnehmen und wir dieses Molekül nicht über die Nahrung aufnehmen können, wurde es im Rahmen der Longevity-Forschung als vielversprechendes Molekül untersucht. In Tierstudien verlängerte Alphaketoglutarat das Leben um bis zu 50% und auch beim Menschen reduzierte AKG das biologische Alter in einer Studie um bis zu 8 Jahre. Daneben hat es positive Einflüsse auf den Knochenstoffwechsel und fördert das Muskelwachstum. Wie genau AKG im Körper wirkt, was der aktuelle Stand der Forschung ist und welche Formen des Moleküls es gibt, erfährst du hier.
Alphaketoglutarat im Überblick
Alpha-Ketoglutarat ist ein kleines Molekül, welches aus fünf Kohlenstoff-, sechs Wasserstoff- und fünf Sauerstoffatomen besteht. In unserem Körper wird AKG immer wieder auf- und abgebaut, da es unter anderem eine wichtige Rolle im Energiestoffwechsel spielt. Da der AKG-Spiegel über die Zeit hinweg abnimmt, rückte das Molekül in den Blickpunkt der Altersforscher. Sie sehen gute Chancen darin AKG zur Prävention von altersbedingten Erkrankungen wie Diabetes, Übergewicht und kardiovaskulären Erkrankungen einzusetzen.
Wie genau das funktionieren kann, schauen wir uns jetzt an.
Physiologische Funktion von Alphaketoglutarat
Wo kommt AKG im Körper eigentlich vor? Dafür müssen wir uns die Kraftwerke unserer Zellen genauer anschauen. In den Mitochondrien wird der Zucker aus der Nahrung in Energie, in Form von ATP, umgewandelt. Genau hier spielt Alphaketoglutarat eine essenzielle Rolle. Im sogenannten Citratzyklus wird das Kohlenstoffgerüst der Glukose abgebaut. Dies geschieht durch die Umwandlung mehrerer Moleküle. Eines davon ist Alphaketoglutarat.
Darüber hinaus ist AKG von Bedeutung für den Stickstoffstoffwechsel, also u.a. bei der Verwertung von Proteinen durch die Ernährung.
Als Vorstufe von Glutamat und Glutamin nimmt Alphaketoglutarat auch eine Schlüsselfunktion im Energiestoffwechsel des Verdauungstrakts ein. Dort dient AKG als Vorstufe von Glutamin der Energiegewinnung unserer Darmzellen.
Damit nicht genug, ist Alphaketoglutarat auch in der Lage den Abbau von körpereigenen Proteinen zu minimieren und die Proteinsynthese zu erhöhen. Dabei ist das Molekül bei der Bildung von Knochenmasse und Skelettmuskeln beteiligt. Dieser Effekt bietet nach neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen eine Basis für klinische Anwendungen im Bereich der Prävention von altersbedingten Erkrankungen.
Hormone und Immunsystem
Ein weiteren Einfluss hat Alphaketoglutarat (AKG) auf das endokrine System. Glutamin und Glutamat werden zu Ornithin und Arginin verstoffwechselt. Diese beiden Aminosäuren stimulieren die Ausschüttung von Wachstumshormonen. Es wird vermutet, dass AKG dadurch einen direkten Einfluss auf den Knochenstoffwechsel hat. Darüber hinaus ist der Longevity-Shootingstar daran beteiligt, Pro-Kollagen in Kollagen umzuwandeln. Entsprechend ist das Molekül ein Lieferant für die Kollagenproduktion in unserem Körper.
Mehr zum Thema Kollagen erfährst du im entsprechenden Artikel in unserem Magazin.
Wissenswertes: Alpha-Ketoglutarat ist ein stärkerer Radikalfänger als Ascorbinsäure (Vitamin C). Das hohe antioxidative Potenzial von AKG ist eine weitere vielversprechende Eigenschaft dieses Moleküls.
Gesunde Knochen – wichtig bis ins hohe Alter
Im Alter werden unsere Knochen schwächer. Das große Netzwerk von Knochenbestandteilen wird immer dünner, was zu einer stets steigenden Bruchwahrscheinlichkeit führt. 2010 erfüllten in Europa allein 22 Millionen Frauen und 5,5 Millionen Männer die Diagnosekriterien der WHO für eine Osteoporose, zu deutsch: Knochenschwund. Tendenz steigend.
Osteoporose ist je nach Schätzung für 80-90% aller Frakturen im Alter verantwortlich und kann somit die Lebensqualität enorm beeinflussen. Aus diesem Grund sind gesunde, starke Knochen im Alter besonders wichtig.
Was kannst du also tun, damit der Knochenschwund so gering wie möglich ist? Die europäischen Guidelines empfehlen Kraftsport, da dieser durch den Zug der Muskulatur an den Knochen nachweislich die Knochendichte erhöhen kann. Zusätzlich wird eine regelmäßige Vitamin D Substitution empfohlen, da dieses Hormon auch Auswirkungen auf den Calcium-Stoffwechsel hat.
Alphaketoglutarat kann ein weiterer Unterstützer für gesunde Knochen im Alter sein. In einer 6-monatigen Studie nahmen 73 Frauen nach den Wechseljahren entweder Calcium allein oder in Form von Calcium-Alphaketoglutarat. Calcium allein konnte keine Verbesserung bringen – die regelmäßige Einnahme von 1000 mg Ca-AKG steigerte jedoch die Knochendichte. Zusammen mit Kraftsport, einer ausreichenden Magnesium Versorgung und Vitamin D könnte Ca-AKG also eine gute Vorsorge für gesunde Knochen darstellen.
Milch sorgt für gesunde Knochen? Mythos oder Fakt? Dieser Spruch wurde sehr lange von der Werbeindustrie benutzt. Das Calcium in der Milch soll für stärkere Knochen sorgen. In dieser Studie wurden 96.000 ältere Frauen und Männer für 22 Jahre verfolgt. Interessanterweise hatten die Männer mit einem höheren Milchkonsum in Jugendjahren mehr Frakturen im Alter. Rechnet man die Körpergröße raus, ist der Effekt aber nicht mehr signifikant.
Alphaketoglutarat und die Haut: Bessere Wundheilung und Hautfeuchtigkeit
Kollagen ist eines der wichtigsten Strukturproteine der Haut, dessen Konzentration im Alter abnimmt. Genau hier kann AKG helfen, indem es stimulierend auf die Umwandlung von Pro-Kollagen zu Kollagen einwirkt.
Alphaketoglutarat wurde als Hautcreme bei Menschen getestet und konnte unter anderem in dieser Studie zu einer deutlichen Reduzierung von Falten führen. Außerdem erhöhte die Gabe von AKG die Feuchtigkeit der Haut und verbesserte deren Funktion. Wahrscheinlich spielen hier die antioxidativen Eigenschaften von Alphaketoglutarat eine entscheidende Rolle.
Ebenfalls wurde bei Menschen die Wirkung von AKG auf die Wundheilung, insbesondere bei Brandopfern, erforscht. Alphaketoglutarat konnte hier zu einer schnelleren Wundheilung und einer geringeren Narbenbildung beitragen.
AKG ein Booster für das Immunsystem
Als Vorstufe von Glutamin hat Alphaketoglutarat, wie eingangs bereits erwähnt, auch beim Immunsystem seine Finger im Spiel. Glutamin ist essenziell für die physiologische Funktion der Lymphozyten, wozu die B-Zellen, T-Zellen und Natürlichen Killerzellen (NK-Zellen) zählen. All diese Zellen bekämpfen Tag ein Tag aus Erreger mit ihren unterschiedlichen Waffen.
Außerdem wird Glutamin auch für die Makrophagen benötigt, die als Fresszellen bei der Abwehr von Pathogenen eine wichtige Rolle in unserem Körper spielen.
AKG kann auch direkt die Fähigkeit der Phagozytose steigern. Das heißt, die Fresszellen (Makrophagen) können potentielle Feinde besser „aufessen“ (phagozytieren). Dies ist einer der möglichen Wege, wie AKG das Immunsystem boosten kann.
Longevity-Erkenntnisse zu Alpha Ketoglutarat
Es gibt tatsächlich schon erste Studien im Rahmen der Langlebigkeitsforschung. Diese wurden an Fadenwürmern, also Nematoden, durchgeführt. Studien mit dem Modellorganismus Caenorhabditis elegans zeigen, dass Alphaketoglutarat die Lebenszeit dieser Organismen um ungefähr 50% verlängern kann. Dieser Mechanismus wird über eine Hemmung der ATP-Synthase und mTOR ausgelöst. Gerade mTOR steht im Zusammenhang mit der Autophagie seit Jahren im Fokus der Longevity-Forschung und ist außerdem einer der vier Langlebigkeitspfade.
Darüber hinaus verzögerte die Gabe von Alphaketoglutarat in einer anderen Studie mit Fadenwürmern das Auftreten von altersbedingten Phänotypen, die mit einem Abbau der Koordinationsfähigkeit und Beweglichkeit der Würmer im Zusammenhang stehen.
Die ersten Untersuchungen mit Alphaketoglutarat (AKG) wurden am Fadenwurm Caenorhabditis elegans durchgeführt - mit vielversprechenden Ergebnissen.
Alpha-Ketoglutarat (AKG) in der Human-Forschung
Das weltweit renommierte Buck Institute for Research on Aging – seit Jahren führend auf dem Gebiet der Langlebigkeitsforschung – veröffentlichte im September 2020 neue Forschungsergebnisse einer Mausstudie. Sie stellten fest, dass die Mäuse, denen Alphaketoglutarat verabreicht wurde, gesünder waren und teilweise auch eine längere Lebensspanne aufwiesen. Außerdem senkte die Verabreichung von AKG Entzündungsmarker. Chronische Entzündungen stehen schon seit Jahren im Zusammenhang mit altersbedingten Erkrankungen und sind unter dem Namen Inflammaging anerkanntes Kennzeichen des Alterns.
An der National University of Singapore (NUS) ist eine klinische Studie geplant, bei der die Wirkung von Alphaketoglutarat auf Menschen im Alter von 45 bis 65 Jahren untersucht werden soll. Die Ergebnisse dieser Studie sind von hoher Bedeutung für die Forschung und die schnelle Umsetzung solcher Studien zeigt, dass AKG von großem Interesse in der Longevity-Community ist.
Auch eine Studie aus dem Jahr 2021 konnte zeigen, dass die Gabe von Alphaketoglutarat in einer Formulierung mit anderen Stoffen (z.B. Vitaminen) das biologische Alter bei 42 ProbandInnen um ganze 8 Jahre verjüngen konnte. Gemessen wurde dabei der DNA-Methylierungsgrad, zur Bestimmung des biologischen Alters. Damit betätigte sich die Theorie, dass sich Alphaketoglutarat positiv auf die Epigenetik auswirkt.
Die Anwendungsdauer, der auf Alphaketoglutarat basierenden Formulierung, belief sich auf durchschnittlich 7 Monate, um diesen Effekt zu erzielen.
Schon gewusst? Eine Studie von 2012 hat herausgefunden, dass nach körperlicher Aktivität erhöhte Alphaketoglutarat-Werte nachweisbar waren. Möglicherweise ist Sport eine gute Strategie die AKG-Werte zu erhöhen. Dazu werden jedoch noch weiterführende Studien benötigt, um diesen Effekt zu bestätigen.
Alphaketoglutarat und seine Wirkung auf Zellen
AKG wirkt antioxidativ und kann in der Folge laut Studien dadurch auch (zumindest bei Tieren) die Fruchtbarkeit erhöhen. Um genauer dies genauer zu verstehen, müssen wir uns kurz die Biochemie dahinter anschauen.
In unserem Körper entstehen ständig Sauerstoffradikale, sogenannte ROS. Zu viele dieser hochaktiven Stoffe schädigen unsere Zellen, weshalb es immer ein Gleichgewicht zwischen der Anzahl von ROS-Molekülen und ROS-Fängern benötigt. Einer der wichtigsten ROS-Fänger in unserem Körper ist das Glutathion. Vereinfacht gesagt, je mehr Sauerstoffradikale anfallen, desto mehr Glutathion wird verbraucht. AKG hilft unserem Körper dabei die Glutathion-Spiegel auf einem gesunden Level zu halten.
Und welchen Zusammenhang gibt es nun mit der Fruchtbarkeit? Im Alter nehmen die Sauerstoffradikale zu und dies scheint einer der Faktoren zu sein, warum die Eizellen in den Eierstöcken immer mehr von Schäden betroffen sind. AKG konnte zumindest in Tierstudien dafür sorgen, dass die Eizellen länger gesund blieben.
Wusstest Du? Glutathion ist enorm wichtig für unsere Zellen. In der Leber hilft es uns dabei schädliche Stoffe abzubauen. Im Alter nehmen die Glutathion Spiegel jedoch ab. Die naheliegende Idee Glutathion einfach zu substituieren, ist aber nicht immer zielführend. Ein anderes Molekül, GlyNAC, war in den Studien wesentlich effektiver und konnte außerdem verschiedene Hallmarks of Aging beim Menschen positiv beeinflussen.
Alphaketoglutarat und die Herzfunktion
Im Jahr 2023 haben die Forscher eine womöglich revolutionäre Entdeckung an Mäuseherzen gemacht und diese involviert Alphaketoglutarat.
Unser Herz verliert nach der Geburt die Fähigkeit sich zu regenerieren. Dies ist der Grund, warum z.B. nach einem Herzinfarkt sich das Herz nie richtig erholen kann. Statt neuen Herzmuskelzellen bildet sich Narbengewebe. Die Forscher des Max-Planck-Instituts für Herz- und Lungenforschung wollten dies ändern und haben dafür ein Gen mit dem Namen Cpt1b blockiert. Dieses ist wichtig für den Fettsäurestoffwechsel. In einem zweiten Schritt simulierten die Forscher einen Herzinfarkt und verglichen die zwei Gruppen von Mäusen. Die Gruppe mit dem blockierten Gen erholten sich nach dem Herzinfarkt deutlich besser, neue Herzmuskelzellen fingen an zu wachsen und die Regenerationsfähigkeit kehrte wieder zurück. Dabei stellten die Wissenschaftler fest, dass bei dieser Gruppe der Spiegel an Alphaketoglutarat um das 20-Fache höher war als in der Vergleichsgruppe.
Neue Herzmuskelzellen durch eine veränderte Epigenetik?
Die Ergebnisse der Studie sind beeindruckend und lassen auf neue Therapieansätze hoffen. Doch wie genau kam es zu dem Ergebnis? Vermutet wird, dass Alphaketoglutarat das Enzym KDM5 aktiviert. Dieses wiederum sorgt für die Aktivierung weiterer Gene. Der genaue Mechanismus ist kompliziert, aber KDM5 entfernt Methylgruppen von Histonen. Dadurch werden Stellen auf der DNA frei und andere Gene können abgelesen werden. Durch die gesteigerte Aktivität von KDM5 scheinen die Herzmuskelzellen wieder jünger zu werden und ihre Regenerationsfähigkeit wieder zu erlangen. Statt der zu erwartenden Narbe, erlangten die Mäuse nach wenigen Wochen ihre normale Herzfunktion wieder zurück.
Ca-AKG, Na-AKG, O-AKG, A-AKG – was hinter den Abkürzungen steckt
Wir hatten jetzt schon einige Abkürzungen für Alphaketoglutarat. AKG, Ca-AKG, Calcium-AKG oder manchmal auch in der englischen Schreibweise als Alpha-ketoglutarate. Je nachdem, mit welchem Molekül Alphaketoglutarat verbunden wird, entstehen neue Abkürzungen. Aus Calcium und Alphaketoglutarat wird Ca-AKG. Damit die Verwirrung nicht allzu groß ist, zeigen wir dir, was hinter den Abkürzungen steckt:
- Na-AKG: Alphaketoglutarat zusammen mit Natrium
- O-AKG: Steht für die Verbindung von Alphaketoglutarat mit der Aminosäure L-Ornithin
- A-AKG: Die Kombination aus der Aminosäure Arginin und Alphaketoglutarat ergibt A-AKG. Arginin als Vorstufe zur NO-Synthese konnte in Studien die Blutgefäße weiten
Welche Alphaketoglutarat-Formen sind gut geeignet für die Ergänzung?
Alphaketoglutarat wird im Körper hergestellt und kommt nicht in Lebensmitteln vor. Wie Studien zeigen, können allerdings Fasten und Sport den Alphaketoglutarat-Spiegel im Blut erhöhen. Ein anderer Weg AKG aufzunehmen, führt über Nahrungsergänzungsmittel.
Eine besonders gut geeignete Form für Alphaketoglutarat ist das Calcium-Alphaketoglutarat. Die Calcium-Kombination sorgt für eine bessere Bioverfügbarkeit verglichen mit der Reinform. Außerdem ist bekannt, dass AKG besser im Dünndarm und bei einem niedrigen pH-Wert und der Anwesenheit von Eisen- und Schwefeloxid-Ionen aufgenommen wird.
Allgemein sollte man darauf achten, dass das Calcium-Alphaketoglutarat frei von unerwünschten Zusätzen und Füllstoffen ist.
Fazit zu Calcium-Alphaketoglutarat
Alphaketoglutarat ist ein spannendes Molekül in der Altersforschung. In Studien konnte es nicht nur das biologische Alter zurückdrehen, sondern trug auch zu einer besseren Knochendichte und stärkeren Stammzellen bei. Besonders interessant ist der Umstand, dass wir Alphaketoglutarat natürlicherweise nicht über die Nahrung aufnehmen und die Spiegel im Alter fallen. Die Supplementierung bei Tieren konnte zu teilweise drastischen Sprüngen in der Lebensspanne führen. Ob dies auch bei uns der Fall sein wird, bleibt (noch) abzuwarten.
