Präventive Kreatingabe

In unserem Grundlagenartikel aus der sportärztezeitung 01/20 wurde der Nutzen von Kreatin im Leistungssport und seine Wirkung auf den Energiehaushalt und die körperliche Leistungsfähigkeit erläutert. Kreatinphosphat (CrP) wirkt dabei als Energiepuffer, wie es im Rahmen von kurzfristiger Energiedefizienz wie bspw. nach sportlicher Aktivität
der Fall sein kann. 

Energiemangelsituationen können auch pathologischen Ursprungs sein. Solche sogenannten bioenergetischen Defizite entstehen häufig auf dem Boden mitochondrialer Dysfunktionen. Dies kann vielfältige akute und chronische Gründe haben. Entsprechend naheliegend ist die Frage, ob Kreatin das Potenzial besitzt, als Energiepuffer auch in bioenergetischen Notfallsituationen schützend zu wirken. Hierfür soll der schematische Ablauf einer Verletzung mit möglicher Folgeischämie erläutert werden (siehe Abb.): 

Die mechanischen Kräfte einer Verletzung führen zu einem Einstrom von Calcium, Kalium und Natrium. Es entsteht ein Calciumgradient, der die Mitochondrienfunktion reduziert [3, 22]. 

Eine Verletzung kann darüber hinaus durch Schwellung, Ödem­bildung, Entstehung einer Neuroinflammation, Verlegung von Gefäßen oder Blutung zu einer kurzfristigen Ischämie (Hypoxie) führen [21]. Durch den resultier­enden Sauerstoffmangel wird die Atmungskette in den Mitochondrien unterbrochen.

In beiden Fällen muss die Zelle auf den energetischen Notfallplan umschalten und unter Laktatanstieg glykolytisch Energie produzieren. Sauerstoffradikale entstehen, die oxidativen Stress verursachen. Dies führt zu Zellschädigung und schlussendlich zum Zelltod (Apoptose) [6, 42, 50].  Liegen gut gefüllte Kreatinphosphatreserven vor, kann die Zelle kurzfristige Energiedefizite abfangen. Die ATP-abhängigen Calciumtransporter können unter Verbrauch von ATP und CrP dem Calciumgradienten entgegenwirken, das Zellmileu aufrechterhalten und so die Mitochondrienfunktion normalisieren [4, 24, 43]. Sauerstoffradikale können abgefangen werden. Selbst transienten Hypoxien von wenigen Sekunden kann der Körper so entgegenwirken [40].

Welche Rolle kann Kreatin spielen?

Kreatin spielt eine entscheidende Rolle während eines cardialen ischämischen Ereignisses [5)]. Das Herz verfügt über vier eigene CK-Isoenzyme [55]. Die durch die lokale Hypoxie entstehende Energiedefizienz führt zu einer Mitochondriendysfunktion, welche wiederum arhythmogene Folgen haben und zum plötzlichen Herztod führen kann [28, 39, 49]. Erste Studien erlauben daher die Hypothese, dass die Aufsättigung der myocardialen Kreatinspeicher zu einem Schutz im Falle einer transienten ischämischen Attacke führen kann [32].  Dabei wirken gefüllte ATP Speicher positiv inotrop, Apoptose-schützend und einer post-ischämischen Inflammations-Kaskade entgegen [18]. 

Die intravenöse Gabe von Phosphokreatin konnte einen signifikanten Schutz des Myocards nach Bypass-Operationen erwirken [12], was zu einer Reduktion der Inzidenz von Kammerflimmern und eines Herzinfarktes führte [46]. Ein besonderes Augenmerk verdient die neu entwickelte Kreatin-Sonderform Cyclokreatin, das nach einer oralen Ladephase vor elektiven kardialen Interventionen (PCI, ACVB, HTX) letalen Ereignissen ähnlich schützend entgegenwirkt [17, 18, 39]. Groß angelegte humane Studien müssen die ersten vielversprechenden Ergebnisse jedoch erst noch bestätigen. Sowohl bei einer Cardiomyopathie [37, 48], als auch bei den verursachenden Erkrankungen Diabetes mellitus [47], Übergewicht [44] und Hypertension [33] konnten erheblich erniedrigte Kreatin-Spiegel in den Myozyten nachgewiesen werden. Erste Tierversuche legen die Vermutung nahe, dass eine optimale Wiederauffüllung der Kreatin-Reserven eine Progredienz der Krankheiten verlangsamen kann (25). 

Die protektive Wirkung von Kreatin auf das ZNS ist lange bekannt. Ähnlich der Wirkung im Myocard kann durch die Aufsättigung der intrazellulären CrP eine Energieabpufferung für kurzfristige hypoxische Verhältnisse erreicht werden. Dies kann zu einer Protektion gegen Ischämie und Zelltod sowie durch mechanische Reize entstehende Calciumgradienten führen [7, 53, 56]. Im Tierversuch gelang es Forschern zu zeigen, dass sich nach Kreatingabe idiopathisch verursachte Hirnschäden sowie Rückenmarksverletzungen weniger ausgeprägt entwickelten [27, 51]. Ebenso positiv wirkte sich die Kreatingabe auf Infarktgrößen nach Insult aus [41]. Diese Ergebnisse lassen die Hypothese zu, dass die Gabe von Kreatin zu einem präventiven Schutz des ZNS vor Hirnerschütterungen, traumatischen Hirnschäden, Rückenmarkschädigungen und Insulten führen kann [19]. In diversen Studien konnte gezeigt werden, dass die Supplementation von Kreatin einen positiven Einfluss auf Kognition und Hirnfunktion hat [26, 54]. Die Wirkung war umso größer, je mehr der Proband externen Stressoren (Hypoxie, Schlafmangel, o.ä.) ausgesetzt war [34, 53] oder je komplexer die Aufgaben waren [35]. Die Einnahme führte dabei zu geringerem Schlafbedürfnis, früheren Aufwachzeiten und verbessertem Schlafverhalten [15].

Kurative Wirkung

Darüber hinaus scheint die Kreatin-Supplementation nicht nur präventiv, sondern auch kurativ wirksam zu sein. In den 1980er Jahren wurde eine Verbindung zwischen bioenergetischen Defiziten und Depressionen [38], Bipolaren Störungen [2] und Zwangsstörungen [36] hergestellt. Es wird vermutet, dass es bei Ausbruch der Erkrankungen zu einer Zunahme des Energiebedarfs mit Depletion der CrP-Speicher kommt [20, 29]. In klinischen Studien mit depressiven Patienten [30, 45, 52] konnte ein positiver Effekt auf die subjektive Beeinträchtigung nach adjuvanter Kreatingabe nachgewiesen werden. Je höher der Anstieg des cerebralen CrP nach Kreatinsupplementation, desto geringer die depressiven oder manischen Symptome. Hierbei zeigte sich die Gabe von Kreatin sogar als effektiv, wenn die medikamentöse Therapie mit SSRI sich als nicht zielführend erwies [31]. 

Neurodegenerative Erkrankungen sind meist von Untergang bzw. Dysfunktion von Neuronen in einem spezifischen Hirnareal geprägt. Abhängig von dem betroffenen Hirnareal, dem Verlauf und der Ausprägung unterscheiden sich die Erkrankungsformen. Zu diesen zählen u. a. M. Alzheimer (MA), Amyotrophe Lateralsklerose (ALS), Multiple Sklerose (MS), M. Huntington (MH) und M. Parkinson (MP). Eine Beeinträchtigung des Energiehaushaltes mit mitochondrialer Dysfunktion und oxidativem Stress haben alle Erkrankungen gemeinsam. Es wird vermutet, dass dieses bioenergetische Defizit zur Apoptose und Nekrose und schlussendlich zur neuronalen Degeneration führt [1]. Es lag daher nahe anzunehmen, dass eine Verbesserung der Mitochondriengesundheit eine positive Beeinflussung des Krankheitsverlaufes ermöglichen könnte. Erste Studien deuten darauf hin, dass die Kreatinsupplementation neuroprotektiv wirken könnte. Allerdings konnten diese Theorien noch nicht reproduziert werden.

Sarkopenie ist definiert als der Muskelschwund des Alters. Er ist mit einer Qualitätsminderung der Knochenstruktur, Erhöhung der Sturzhäufigkeit und Sterblichkeitsrate vergesellschaftet [9]. Die Supplementation von Kreatin bei gleichzeitigem moderatem Training kann diese pathologischen Prozesse aufhalten und die Rehabilitation positiv beeinflussen. Es zeigte sich eine Zunahme der Muskelmasse mit Kraftzuwachs [8], Zunahme der Knochendichte [11] sowie Reduktion der Sturzhäufigkeit und Mortalität [14]. Der menschliche Alterungsprozess geht auch mit weiteren Veränderungen des Blutbildes und der Organe einher. Kreatin ist nach neusten Erkenntnissen ebenfalls in der Lage, diesen entgegenzuwirken, die Blutfettwerte wie Trigylceride und Cholesterin zu senken [16], Entwicklung der Fettleber zu verlangsamen [13] und Senkung des HbA1C zu bewirken (23).

Fazit

Vor diesem Hintergrund kann postuliert werden, dass die frühzeitig festgestellte positive Wirkung einer ausreichenden Kreatinaufnahme nicht auf den Kontext sportlicher Leistungsfähigkeit beschränkt ist, sondern ein erhebliches protektives und therapeutisches Potenzial besitzt, welches zukünftig fokussiert werden sollte. 

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