Tryptophan / L-Tryptophan

Im Fitnessbereich, für erholsamen Schlaf und für eine ausgeglichene Stimmung – in den vergangenen Jahren erlangten Nahrungsergänzungsmittel mit L-Tryptophan wachsende Popularität. Dabei enthalten viele unserer Lebensmittel den essentiellen Stoff von Natur aus. Können Menschen bei normaler Ernährung überhaupt einen Tryptophanmangel erleiden und bei welchen Personen ist die zusätzliche Einnahme von Tryptophan indiziert? Bislang widmeten sich verhältnismäßig wenige Studien der beliebten Aminosäure; doch sie zeigen zumindest im Hinblick auf psychische Erkrankungen klare Vorteile von Tryptophanpräparaten und tryptophanreicher Nahrung auf.

L-Tryptophan dient im menschlichen Stoffwechsel folgenden Prozessen

• Es bildet eine Vorstufe, aus der Vitamin B3 synthetisiert werden kann – damit fungiert es als Provitamin.
• Diverse Proteine baut der Körper unter Mitwirkung von L-Tryptophan auf. Beispielsweise in der Muskulatur, in Enzymen und im Apolipoprotein ApoB-100, welches wiederum Teil des LDL-Cholesterin ist.
• Tryptophan ist als Vorläufer für die Bildung verschiedener Botenstoffe verantwortlich: vor allem für das oft als „Wohlfühlhormon“ bezeichnete Serotonin und das für den Schlafrhythmus bestimmende Melatonin.

L-Tryptophan wird nicht direkt in Serotonin umgewandelt, sondern über einige Zwischenschritte: Zunächst überführen Stoffwechselprozesse es durch das Enzym Tryptophan-Hydroxylase (TPH) in eine Form, die als 5-Hydroxytryptophan, kurz 5-HTP, bezeichnet wird. Dieser entscheidende Syntheseschritt kann durch verschiedene Faktoren negativ beeinflusst werden. Magnesiummangel, Vitamin B3- und Vitamin B6-Mangel, Insulinresistenz und Stress hemmen den Umbau von L-Tryptophan in 5-HTP.

5-HTP wird schließlich durch das Enzym Hydroxytryptophan-Decarboxylase in Serotonin überführt. Als Cofaktor bestimmt das Vitamin-B6-Derivat Pyridoxalphosphat die Aktivität des serotoninbildenden Enzyms.

Die Angaben für den geschätzten Tryptophanbedarf eines durchschnittlichen Menschen schwanken je nach Quelle zwischen 3,5 bis 6 mg Tryptophan pro Kilo Körpergewicht am Tag.(1) Studien zeigen jedoch, dass der Verbrauch individuell sehr verschieden ausfallen kann und selbst eine Dosis, die um bis zu 43% höher ausfällt als die bisher empfohlen maximale Tagesmenge, nicht schadet.(2)

Einen Zustand des Tryptophanmangels findet man in der industriellen Welt prinzipiell kaum; außer bei Personen, die an einer Fruktosemalabsorption leiden.(3)

Gesunden Menschen ist es nicht möglich, zu viel Tryptophan zu konsumieren, da die Aminosäure selbst der Hauptaktivator ihres abbauenden Enzyms ist. Auch das Stresshormon Cortisol verringert den Tryptophanspiegel. Vitamin B3 hingegen vermindert die Aktivität des Tryptophan abbauenden Enzyms und fördert seinen Umbau in 5-HTP. Insgesamt werden allerdings nur etwa 3 Prozent des Tryptophans zu 5-HTP beziehungsweise Serotonin umgewandelt.

In seinem Hauptstoffwechselweg wird Tryptophan durch ein Enzym (L- Tryptophan-Pyrrolase) zu N-Formyl-L-Kynurenin umgewandelt. Dieses Produkt nutzt der Körper wiederum zur Synthese anderer Stoffe, etwa Vitamin B3. Steigert eine Person ihre Tryptophanzufuhr in hohem Maße, kommt es zu einer überproportionalen Aktivierung des Enzyms L- Tryptophan-Pyrrolase. Im Ergebnis baut der Organismus mehr Tryptophan ab, als er zusätzlich erhalten hat. Wer Tryptophanpräparate therapeutisch nutzt, sollte daher in regelmäßigen Abständen (z.B. einmal pro Woche) eine Einnahmepause einlegen, um dem Negativeffekt vorzubeugen.

Tryptophanhaltige Nahrungsergänzungsmittel wurden bereits in den 70er Jahren in den USA als wirksames Mittel gegen Depressionen und Schlafstörungen propagiert. Als schwere Nebenwirkung der Präparate trat im Jahre 1989 gehäuft das sogenannte Eosinophilie-Myalgie-Syndrom (EMS) auf, das mit Muskelschmerzen, Fieber und Schwäche einhergeht.(4) Weltweit dokumentierten Mediziner 1500 Krankheitsfälle und 38 Tote. In Amerika wurden Tryptophan-Präparate infolgedessen vom Markt genommen, obgleich der Auslöser des EMS-Syndrom bis heute nicht vollständig erforscht ist. Dass die Nebenwirkungen ausschließlich in Zusammenhang mit dem Produkt eines japanischen Herstellers auftraten und höchstwahrscheinlich auf Verunreinigungen beim Produktionsprozess oder während der Lagerung zurückzuführen sind, bildete die Argumentation für die Zulassung von Tryptophanpräparaten hierzulande. In Deutschland darf Tryptophan seit 1996 als mildes Schlafmittel ohne Rezept in Apotheken abgegeben werden.(5) In Österreich und der Schweiz sind die Präparate dagegen rezeptpflichtig. Kritiker wenden ein, dass EMS-Fälle durchaus auf die Einnahme von Produkten anderer Hersteller zurückzuführen seien und dass man gleichartige Symptome im Tierversuch auch mit nicht verunreinigtem Tryptophan auslösen konnte.(6)

Mediziner nennen gemeinhin Schlafstörungen und mittelschwere Depressionen als Indikationen für eine zusätzliche Einnahme von Tryptophan. Die tägliche Dosis wird dabei mit 0,5 bis 1 g für Schlafprobleme beziehungsweise 1,5 bis 3 g (maximal 6 g) zur Behandlung depressiver Verstimmungen angegeben.

Tryptophan kann dabei die Wirkung von Lithium, trizyklischen Antidepressiva, MAO-Hemmern und Serotoninwiederaufnahmehemmern verstärken. Bei den letzten beiden kann es unter Umständen das gefährliche serotinerge Syndrom auslösen.(7)

Allein durch den Verzehr tryptophanreicher Lebensmittel lässt sich die Serumkonzentration beziehungsweise der Tryptophanspiegel in der Nährflüssigkeit des Gehirns nicht beliebig anheben. Grund dafür ist die Konkurrenz an der Blut-Hirn-Schranke, wo Tryptophan mit fünf weiteren Aminosäuren um das Eindringen in den Hirnstoffwechsel wetteifert. Die verzweigtkettigen Aminosäuren L-Valin, L-Leucin und L-Isoleucin die und zwei aromatischen Aminposäuren L-Phenylalanin und L-Tyrosin bilden dabei die Gegenspieler für Tryptophan.

Verzehrt man zu einer aminosäurehaltigen (proteinreichen) Mahlzeit reichlich Kohlenhydrate, sorgt der Insulinanstieg dafür, dass die verzweigtkettigen Aminosäuren bevorzugt von der Muskulatur aufgenommen werden. Tyrosin, Phenylalanin und Tryptophan gelangen auf diese Weise leichter durch die Blut-Hirn-Schranke.(8)Die beruhigende Wirkung von einem Glas warmer Milch mit Honig beruht auf diesem Effekt.

Besonders wirksam scheint der Organismus Tryptophan zur Botenstoffsynthese nutzen zu können, wenn die aufgenommenen Nahrungsmittel einen hohen Tryptophan-Anteil im Verhältnis zu ihrer absoluten Menge an Proteinen enthalten (z.B. Kürbiskerne mit 559 mg Tryptophan gegenüber 24,0 g Gesamtprotein).(9)

Tryptophan besitzt als Molekül durch seine lipophile aromatische Seitenkette eine schlechte Wasserlöslichkeit. Zudem ist es anfällig für Oxidationsprozesse, aber wenig hitzeempfindlich.

Tryptophan wird für die Serotoninproduktion benötigt. Mit einem Serotoninmangel assoziieren Wissenschaftler wiederum diverse Krankheiten und Symptomatiken: u.a. das prämenstruelle Syndrom, Essstörungen, Heißhungerattacken, Depressionen, Zwänge und Angsterkrankungen. Einige Studien widmeten sich in den vergangenen Jahren der Frage, ob Tryptophan einen positiven Einfluss auf die genannten Symptome haben könnte.

Tryptophan wird für die Serotoninproduktion benötigt. Mit einem Serotoninmangel assoziieren Wissenschaftler wiederum diverse Krankheiten und Symptomatiken: u.a. das prämenstruelle Syndrom, Essstörungen, Heißhungerattacken, Depressionen, Zwänge und Angsterkrankungen. Einige Studien widmeten sich in den vergangenen Jahren der Frage, ob Tryptophan einen positiven Einfluss auf die genannten Symptome haben könnte.

Tryptophan als Schlafmittel

Bereits seit den 60ern wird der Effekt von Tryptophan als Schlafmittel untersucht. In einer Studie von 1979 verglichen Forscher dabei Dosen von ¼ bis 15 g der Aminosäure im Hinblick auf ihren schlaffördernden Effekt.(10) Es zeigte sich, dass bereits die Einnahme von 1 g Tryptophan die Einschlafzeit signifikant verkürzt und bereits ¼ g der Substanz die Tiefschlafphasen messbar ausdehnte.

1. Tryptophan hilft bei weniger ausgeprägten Schlafstörungen
   Besonders gut sprachen während der Untersuchungen Personen mit leichten Schlafstörungen an sowie Personen, die nur zeitweise Einschlafprobleme beklagten. Gesunde Probanden profitierten hingegen wenig von der Tryptophaneinnahme, während Personen mit schweren Schlafstörungen oder schwerwiegenden psychiatrischen Erkrankungen gemischte Resultate zeigten.(11)
2. Tryptophan erleichtert Tagesschlaf
   Neben der Verkürzung der Einschlafzeit bewies Tryptophan auch eine Wirksamkeit als am Tage eingenommenes Schlafmittel. Es induziert wirksam Schlafphasen, die nicht mit dem biologischen Rhythmus übereinstimmen(12) – ein Effekt, der für Schichtarbeiter von Vorteil sein könnte

Tryptophan bei Winterdepressionen und Depressionen

Dass ein saisonaler Serotoninmangel für Winterdepressionen verantwortlich sein könnte, stellten kanadische Wissenschaftler innerhalb ihrer Untersuchungen heraus. Demnach verstärkt sich bei Lichtmangel im Herbst und Winter die Bindungsfähigkeit des Serotonin-Transportproteins im Gehirn. Mehr gebundenes Serotonin führt jedoch zu einer geringeren Serotoninkonzentration in den Synapsen, welche Winterdepressionen und saisonal veränderte Verhaltensweisen erklären könnte.(13)

1. Tryptophan nur bedingt wirksamer als Lichttherapie
   Bei der Therapie von Winterdepressionen zeigten sich Tryptophanpräparate allerdings nicht effektiver als eine Lichttherapie.(14) Signifikante Verbesserungen konnten jedoch bei Personen erzielt werden, die nicht auf eine Lichttherapie ansprachen. Die Untersuchung umfasste allerdings nur eine kleine Gruppe von 14 Personen.(15)
2. Tryptophanmangel beeinflusst emotionales Erleben
   Ob ein Tryptophanmangel den Gehirnstoffwechsel beeinflusst, untersuchten Wissenschaftler an Personen, die eine Depression überwunden hatten. Mithilfe von bildgebenden Verfahren maß man die Hirnreaktion auf negative emotionale Stimuli, nachdem Tryptophan entzogen wurde.(16) Die Probanden klagten zwar äußerlich nicht über Stimmungsveränderungen, wiesen allerdings einen gesteigerten Blutfluss in Hirnregionen auf, die für eine emotionale Bewertung des Erlebten zuständig sind (z.B. die Amygdala).
3. Tryptophan in Kombination mit Antidepressiva
   Eine Doppelblindstudie mit 115 Teilnehmern verglich die Therapie mit trizyklischen Antidepressiva, die Therapie mit Tryptophanpräparaten und eine Kombination aus beidem jeweils mit einer Placebobehandlung. Alle drei Wirkstofftherapien bewiesen dabei einen signifikanten Besserungseffekt gegenüber dem Placebo; zudem wurden keine Nebenwirkungen aus der Kombination von Antidepressiva und Tryptophan beobachtet.(17)In Kombination mit dem Serotoninwiederaufnahmehemmer Fluoxetin (20mg Fluoxetin und 2 g Tryptophan täglich) blieben die gefürchteten Nebenwirkungen ebenfalls aus. Die Probanden erlebten einen schneller entratenden Besserungseffekt der depressiven Erkrankung im Vergleich zu einer Kontrollgruppe, die ausschließlich mit Fluoxetin behandelt wurde. Zudem dehnt sich die Tiefschlafphase der mit Tryptophan behandelten Teilnehmer messbar aus.(18)
4. Tryptophan und postnatale Depressionen
   Um den Effekt von Aminosäuren und Antioxidantien auf postnatale Depressionen zu untersuchen, verordneten Wissenschaftler aus St. Louis 41 Müttern ab dem dritten Tag nach der Geburt einen Cocktail aus 2 g Tryptophan, 10 g Tyrosin sowie Heidelbeersaft und -extrakt. Keine der Frauen klagte im Verlauf der Untersuchung über Syptome einer Wochenbettdepression.(19)
5. Tryptophanspiegel als Indikator psychischer Erkrankungen
   Da Wissenschaftler Tryptophan eine entscheidende Rolle in der Entstehung verschiedener psychiatrischen Krankheiten einräumen, arbeiten sie an effizienten Verfahren, den Serumspiegel der Aminosäure zu messen. Eine neue auf Fluoreszens basierende Methode zur Bestimmung von Tryptophan, 5-HTP und Tyrosin im selben Schritt könnte laut den Entwicklern sowohl in der Diagnose als auch der Prognose schwerer Depressionen hilfreich sein.(20)

Tryptophan, PMS und Essgelüste

Auch im Zusammenhang mit dem prämentruellen Syndrom könnten Nahrungsmittel und die Verfügbarkeit von Tryptophan eine wichtige Rolle spielen. In einer Studie aus dem Jahr 1989 beobachtete man bereits, dass ein an Tryptophan und Kohlenhydraten reiches Abendessen die Stimmung der an PMS leidenden Frauen am Folgetag merklich verbesserte. Im Gegensatz zu der Gruppe, die am Abend kohlenhydratarme Mahlzeiten erhielt, klagten die Probandinnen über weniger Depressionen, Anspannung, Ärger und Abgeschlagenheit. Dieser Effekt bietet zudem Erklärungsansätze für die häufig beobachteten Heißhungerattacken vor den Menstruationstagen.(21)

Auch in der Entstehung von Essstörungen könnte das serotonerge System und mit ihm die Aminosäure Tryptophan eine wichtige Rolle spielen.(22)

Fairness, Angst und Tryptophan

Mithilfe eines durch Ökonomen entwickelten Spiels testeten Forscher den Einfluss von Tryptophan bzw. Serotonin auf unser Empfinden von Fairness: Im Experiment sitzen sich zwei Spieler gegenüber und müssen sich auf das Teilen einer Geldsumme einigen. Ein Teilnehmer kann ein Angebot machen (etwa 50:50 oder 80:20) und der zweite lehnt ab oder akzeptiert. Verweigert er den Deal, gehen beide Spieler leer aus. Ob ein unfaires Angebot abgeleht oder angenommen wurde, erschien im  Versuch abhängig von der vorhergehenden Mahlzeit. Nachdem am Vorabend gefastet wurde erhielt eine Gruppe eine Mahlzeit, die alle Aminosäuren enthielt, während in der Kost der zweiten Gruppe Tryptophan fehlte. Der Tryptophan- bzw. Serotoninmangel führte dazu, dass die Gruppe 82 Prozent der unfairen Angebote ablehnte. In der mit Tryptophan versorgten Gruppe waren dies nur 67 Prozent.(23)

In einer Doppelblindstudie zu Angststörungen, sozialer Phobie und Ernährung wurden die Probanden per Los zwei Gruppen zugeteilt. Eine erhielt täglich eine Kost aus leicht verfügbaren Kohlenhydraten und Kürbiskernen, die naturgemäß im Verhältnis zum Gesamtprotein einen besonders hohen Tryptophananteil aufweisen. Die zweite Gruppe bekam ausschließlich die Kohlenhydrate. Nach einer Woche wurde die Diät beendet, eine weitere Woche Wartezeit eingehalten und der Essplan zwischen den Gruppen ausgetauscht. Insgesamt nahmen die Probanden eine Milderung der Symptomatik während der Tryptophan-Diät wahr, jedoch keine Besserung zur Zeit des Kohlenhydratkonsums.(24)

Tryptophanmangel bei Reizdarmsyndrom

Auch Menschen, die an einem chronischen Reizdarmsyndrom leiden, erleben depressive Episoden als Symptome ihrer Erkrankung. Wissenschaftler sehen einen möglichen Grund dafür im veränderten Tryptophanstoffwechsel. Reizdarmpatienten bauen durchschnittlich mehr Tryptophan zu N-Formyl-L-Kynurenin um – auch bei Gesunden ist dies der Hauptstoffwechselweg der Aminosäure. Da bei Reizdarmpatienten dieser Syntheseweg ausgeweitet ist, steht weniger Tryptophan für die Bildung von Serotonin zur Verfügung.(25)

Tryptophan und Lebererkrankungen

Tryptophan ist bedeutend für den Leberstoffwechsel. Chronische Lebererkrankungen und Leberfunktionsstörungen lassen sich daher durch einen oralen Tryptophan-Belastungstest feststellen. Dabei erhalten die Probanden eine Tryptophandosis von 50 mg pro Kilogramm Körpergewicht. Die Halbwertszeit von Tryptophan im Plasma beträgt durchschnittlich etwa 4 bis 8 Stunden – ist jedoch bei Menschen mit chronischen Lebererkrankungen stark erhöht.(26)

Bei einer chronischen Leberentzündung, der Steatohepatitis, stellte sich eine Tryptophantherapie als wirksame Besserungsmaßnahme heraus.(27)

Patienten, die an einer nichtalkoholischen Fettleber litten, behandelten Wissenschaftler jeweils täglich mit 1 g Tryptophan oder 10 mg Melatonin oder einem Placebo. Nach vier Wochen zeigten sich signifikante Veränderungen im Blutbild der Probanden. Sowohl Melatonin als auch Tryptophan führten zu einer Abnahme an Triglyceriden und  Gamma-Glutamyltransferase im Blut. Auch der Spiegel von Zytokinen, die Entzündungsprozesse anzeigen, war messbar gesunken. Sowohl die Tryptophan- als auch die Melatoningruppe wies einen erhöhten Melatoninspiegel auf. Keine positive Veränderung ergab sich für die Placebogruppe.

Tryptophanmangel bei Belastung des Immunsystems

Ist das Immunsystem stark in Anspruch genommen, etwa während einer Krebserkrankung, hemmt das Enzym Indolamin-2,3-Dioxygenase (IDO) die Verfügbarkeit des im Stoffwechsel befindlichen Tryptophans für Virus-infizierte Zellen oder Krebszellen. Im Blut der betreffenden Patienten findet sich ein geringerer Tryptophanspiegel und sie weisen eine gesteigerte Abbaurate der Aminosäure auf. Je stärker der Tryptophanmangel ausgeprägt ist, desto mehr steigt das Sterblichkeitsrisiko der Erkrankten an. Zudem befördert die Tryptophanarmut eventuell depressive Symptome während Krebs- und Viruserkrankungen.(28)

Abbauprodukt von Tryptophan begünstigt Schizophrenie

Über den Hauptstoffwechselweg bildet Tryptophan im Körper natürlicherweise das Abbauprodukt Kynureninsäure (KYNA). Eine Störung des Kynureninstoffwechsels wiederum gilt als mögliche Ursache verschiedener psychiatrischer Erkrankungen. Ob erhöhte KYNA-Spiegel bei Alzheimer oder Schizophrenie allerdings Ursache oder Folge der Krankheit ist, ist noch nicht abschließend geklärt.(29)