Molekulare Grundlagen des Mechanismus zur Bildung eines chronischen Stresses

von A. Chochlov (MD, Professor)
und A. Dotsenko (MD, PhD), Moskau

Zur Zeit betrachten die meisten Forscher und Fachärzte den Mechanismus zur Bildung eines chronischen Stresses auf dem molekularen Niveau. Es ist eine Reihe von Störungen der biochemischen Reaktionen erkannt worden, welche die Erscheinung eines bezeichnenden Symptom en komplexes bestimmen. Es wird versucht, den Austausch von pathochemischen Prozessen mit Hilfe von natürlichen Metaboliden, wie z.B. Aminosäuren, Lypiden und aktiven organischen Verbindun gen, zu korrigieren. Die aufgezählten Verbindungen gelten als Komponente des lebendigen Organismus und wirken daher günstig auf gestörte biochemische und physiologische Prozesse ein. Sie haben weder Nebenreaktionen noch Komplikationen, die bei der Einnahme von traditionellen Arzneimitteln unvermeidlich sind.

Man unterscheidet einige Entwicklungsphasen des chronischen Stresses.

I. Wie in den letzten Jahren festgestellt wurde, gilt in der ersten Phase die Erscheinung von charakteristischen Symptomen (.Aufmerksamkeitsmangel, Kurzzeitgedächtnis, erhöhte Reizbarkeit, vegetative Asthenisation als Folge der Änderung der Veränderung des Verhältnisses zwischen einzelnen Aminosäuren, welche als bremsende und aktivierende Neutrotransmitter auftreten. Obwohl die Synthese des hauptsächlichen bremsenden Neutrotransrnitters, der γ-Aminoölsäure (GAMK) dabei nicht gestört ist, ist die Menge der Aminosäure in den Neuronen wegen der Aktivierung des Gliasystems gewiss herabgesetzt. Wenn unter den physiologischen Bedingungen bis max. 20% des Transmitters durch die Astrozyten aus der interzellulären Feuchtigkeit absorbiert wird, wächst diese Zahl bei den Tieren, welche einem chronischen Stress, z.B. einem Geräuschstress, unterworfen wurden, bis auf 80-90%.
Unter diesen Bedingungen geht eine eigenartige Fähigkeit des Neurons verloren: die eigene Blut Versorgung zu regeln und folglich können die Anpassungsmöglichkeiten des Nervensystems bei außergewöhnlichen Situationen nicht mehr verwirklicht werden. Gleichzeitig nehmen die Hirnzellen mehr Glutaminund Asparaginsäure auf, welche zu den hauptsächlichen erregenden Neurotransmittern zählen. Dabei wächst wesentlich die Aktivität der erregenden Glutamatrezeptorcn und es erfolgt der Übergang von größeren Kalzium mengen in die Zelle. Als Folge tritt dann die Abtrennung der Prozesse der Gewebsatmung und der oxydativen Phosphorylierung in den Mitochondrien auf, welche zum Mangel der makroergischen Verbindungen in den Neurozyten führt.
In der ersten Phase entwickelt sich der pathologische Prozess langsam, weil eine große Menge an Magnesiumionen (Kalziumantagonist) in den Rezeptorenmündungen vorhanden ist. Der erhöhte Gehalt an Adrenalin und Noradrenalin trägt aber zur Magnesiumableitung aus dem Gewebe bei. Katecholamine wirken insbesondere auf die Lysosomen ein und stimulieren den Enzym zerfall von Triglyzeriden mit der Bildung von freien Fettsäuren, welche Magnesiumionen verbinden.
Der Metallmangel trägt seinerseits zur Aktivierung der Glutamatrezeptoren bei, während er die Bedingungen zur Übererregung von Neuronen (siehe Abb. Nr. l) und zur Störung der Anpassungsfähigkeit des Organismus schafft.

II. Die Erscheinung von neuen Symptomen (Schlaflosigkeit, agitierte Depression, Störung der Arbeitsfähigkeit, Schwankungen des arteriellen Blutdrucks, Anorexie, Impotenz usw.) ist durch die Ankurbelung einer Kaskade von anderen komplizierten biochemischen Reaktionen und durch die Erschöpfung des Fonds von Antioxydanzien und Antistresshormonen bedingt. Die Aktivierung von freiradikalen Prozessen infolge der Befreiung von Metallen - Induktoren der peroxydalen Oxydation von Lypiden führt zur Änderung der Permeabilität von Zellmembranen und der Bluthirnschranke.
Armer et al (1999) haben bewiesen, daß das physiologische Magnesiumniveau für die Sicherstelking der Aktivität des Neurotransmittens Glyzin notwendig ist, welcher eine Reihe von physiologischen Prozessen kontrolliert wie z.B. dünne Motorik, Unterstützung der Körperposition, der Verhaltensmechanismen usw. Im Hintergrund des Magnesiummangels können die Bremseffekte der Aminosäure nicht vollständig realisiert werden und Aktivierung durch Glyzin (ohne Magnesium) von NMDA-Rezeptoren verursacht eine erhöhte Reizbarkeit der Nerven- und Muskelzellen. Das tritt klinisch auf folgende Weise auf;
1. Der Mensch kann sich nicht konzentrieren und wechselt ständig die Körperposition.
2. Es erscheinen Störungen im Herz-Kreislaufsystem, d.h. Herzklopfen, Tachykardie, Schmerzen hinter dem Brust bei und Atmungsstörungen.
3. Es bildet sich das Syndrom des „gereizten Dickdarms".
Die kompensatorische Aktivierung der Synthetasen des Stickstoffoxids (NO-Synthetasen) des Endothels von Gefäßen führt zur erhöhten Emission des NO-Faktors der Relaxation von Gefässen und dementsprechend zur „Blutstauung" in einzelnen Hirnabschnitten und in inneren Organen. Derzeitig führt die Wechselwirkung des Überschusses an NO mit dem Superoxyd-Anion zur Bildung von OONO Peroxynitrit, d.h. eines toxischen Stoffes, der für mehrere Organismuszeilen schädlich ist. In diesem Hintergrund führt die Störung der hormonalen Bilanz, insbesondere der adrenokortikotropen (AKTG) Bilanz als des Hauptkomponenten der hypotalamen und hypophysen Adrenalinachse, zur Vertierung des pathologischen Prozesses. Es ist bekannt, daß AKTG und seine Fragmente die Verhaltensreaktionen, Motivierung, Gedächtnis, Studienprozesse usw. beeinflussen. Gleichzeitig verursacht die Senkung der Funktion von Nebennieren zahlreiehe Störungen seitens des Herz-Kreislaufsystems des Wasser- und Elektrolytenaustauschs.
Neue Symptome eines chronischen Stresses treten im Hintergrund der Senkung des Niveaus des Opiumpeptids von ß-Endorphin auf, weiche ein breites Spektrum der Regulationsaktivität und zwar Verhaltensreakrionen, Alkohol- und Drogensüchtigkeit, Vergnügensmotivierung, Geschlechtslust und Sättigungsgefühl sicherstelt. Der Versuch, die beschriebenen verlorenen Symptome durch die Alkohol- und Drogenaufnahme zu kompensieren, mißlingt in den meisten Fällen und führt nur zur Verzögerung der Synthese von anderen Antistresshormonen wie z.B. Neurotensin (Hormon des Modulators von AKTG-Effekten), Opiumpeptid und Stoff P.

III. Das Schlußstadium eines langjährigen chronischen Stresses wird durch die Aktivierung von Apoptose und von neurotischen Reaktionen, sowie durch die Gefälsstörungen gekennzeichnet. Im Hirn, Herz, Leber, Nieren und anderen Organen werden erste morphologische irreversible Änderungen registriert.

Mögliche Wege zur Vorbeugung eines chronischen Stresses mit Hilfe von Aminosäuren und Mikroelementen

Wie es aus dem obenangeführten Bericht ersichtlich ist, spielt die gestörte Bilanz von Aminosäuren in der Pathogenese eines akuten und chronischen Stresses eine führende Rolle.
Eine richtig ausgewählte Aminosäurentherapie kann nicht nur das optimale Verhältnis zwischen den Brems- und Erregungsneurotransmittern wiederherstellen, sondern auch den Kalziumüberschluß in den Zellen des Nerven Systems beseitigen und die Synthese einer großen Gruppe von Neuropeptiden, welche die Verhaltensmechanismen des Menschen bestimmen, verstärken. Man muss bemerken, dass sich der Faktor der Relaxation von NOGefässen auch im Prozess von Metabolismus der Arginin-Aminosäure bildet. Zur Gruppe der natürlichen Antistressverbindungen gehört in erster Linie die Aminosäure ß-Alanin, Während ß-Alanin zur Zusammensetzung von Dipeptiden gehört (Anserin, L-Karnosin), die als extraktive Stoffe des Muskelgewebes gelten, wird ß-Alanin im Prozess der körperlichen Tätigkeit des Menschen befreit und gellt ins Hirn über. Wie die Abb. 2 zeigt, blockiert das die Aufnahme von GAMK durch die Astrozyten. So wird der Bestand des Bremstransmitters mit Neurozyten aufgefüllt.
Gleichzeitig stimuliert ß-Alanin den Prozess zur Entsorgung des Überschusses an Glutaminsäure in den Glyalzellen. Das Gleichgewicht zwischen den Brems- und Erregungstransmittern wird also wiederhergestellt. Zahlreiche Stresse senken aber den Bestand der Aminosäure im Muskelgewebe, und der Überschuß der Milchsäure, der sich bei der Muskelarbeit bildet, beeinträchtigt den Energieumtausch des Hirns. Die Einführung von ß-Alanin in den Organismus erlaubt es, das Defizit zu beseitigen und das Verhältnis zwischen den Transmittoren auszugleichen (siehe Abb. Nr. 2), Ein anderer Bremstransmitter ist Glyzin. Wird er zusammen mit Magnesium in den Organismus eingeführt, bildet er mit Magnesium eine beständige Verbindung, tritt in die Nervenzellen ein, wo er eine wichtige Rolle bei der Funktion von NMDA-Rezeptoren übernimmt, indem er den Eintritt von Kalzium in die Zelle regelt. So reichte es in den früheren Etappen aus, die Kombination aus drei Verbindungen zur Wiederherstellung der Funktion des Nervensystems bei einem chronischen Stress zu verwenden. Bei den späteren Etappen braucht man einen zusätzlichen Bestandteil, eine essentielle Aminosäure Phenylalanin. Der Menschenorganismus ist nicht fähig, Phenylalanin zu synthetisieren, und der Säurenbestand wird beim Empfang der eiweißhaltigen Nahrungsmittell aufgefüllt. Wie die meisten Aminosäuren, wird der zyklische Metabolit im Organismus für die Synthese von Eiweiß und der biologisch aktiven Verbindungen verwendet. Phenyalanin gehört zur Zusammensetzung des aktiven Zentrums von mehreren Enzymen und Regulations eiweiße. Während der Arbeit dieser „biologischen Maschinen" wird das Aminosäuren molekül „älter", seine elektronische Struktur verändert sich. Das erfassen die sensiblen Enzyme, welche Eiweise synthesieren, und verwenden nicht mehr Phenyalanin, welches einige Male in der Eiweißzusammensetzung war. Deswegen verwandelt sich die Amnosäure in die biologisch aktiven Komponenten, d.h. Hormone,und weiterhin unter der Einwirkung der Katabolismusenzyme zerfällt die Amilosäure bis Ammoniak und Kohlendioxid.
Niedermolekulare Verbindungen werden aus dem Organismus entfernt, geraten in den Boden und in die 'Pflanzen, wo neue Moleküle von Phenylalanin synthesiert werden. Auf solche Weise verläuft der ständige Stickstoffkreislauf (und Kreislauf von Aminosäuren) in der Natur.
Unsere Forschungen haben gezeigt, dass der menschliche Organismus nicht über 5% der „alten" Aminosäure enthält. Wird dieses Verhältnis durch die Einführung 'einer kleinen Menge von alten" Molekülen geändert, so verstärkt sich der Stimulierungseffekt der Aminosäure mehrfach. Insbesondere steigert sich das Niveau in Dophamin, das als das hauptsächliche „ Bewegungshormon" gilt, es wird die synthese von Neuropeptiden stimuliert, uns zwar von AKTG, Neurotensin, Opiumpeptid usw. Gleichzeitig verstärkt sich die Blutversorgung von Nervenund Muskel zellen. So werden die Haupterscheinungen eines chronischen Stresses beseitigt.Dabei verstärkt eine zusätzliche Einführung von Glutamin die Wirkung der oben angerührten Aminosäuren und beseitigt die Nebenprodukte des Umtausches von PhenylalaninPhenylpyruvat, Phenylazetat mit der Bildung von neutralem Phenylazetylglutamin.

Aufbau und biologische Bedeutung von einzelnen Aminosäuren

ß-ALANIN

ß
CH₂-CH^-₂-COOH ß-Aminoprcpionsäure
NH₂

ß-Alanin befindet sich in vielen Geweben und im Plasma, im freien Zustand, sowie in der Zusammensetzung von extraktiven Muskelstoffen, den Dipeptiden (Anserin und L-Karnosin). ß-Alanin gilt als wichtigster Bestandteil vom Kofenzym A (CoA), dem wichtigsten Aktivator von sowohl energetischen (KrebsZyklus) als auch synthetischen Reaktionen (Cholesterin, Lipide, Kohlenwasserstoffe, Aminosäuren).

In den Hirnzellen ist die Aminosäure für die Synthese von Neuropeptid L-Karnosin, das als Stabilisator der bio energetischen Funktionen von Neuronen gilt, notwendig. L-Karnosin gilt auch als Transmembranmediator in den Mitochondrien. L-Karnosin gilt gleichzeitig als wichtigster neurotrophischer Faktor, während er die Synthese von spezifischen Hirneiweißen stimuliert.
Bei der Blockierung der Ergreifung von GAM K durch das Gliagewebe füllt ß-Alanin den Fond des Bremstransmitters im Nerven- und Muskelgewebe auf. Im menschlichen Organismus bildet sich ß-Alanin beim Katabolismus von Pirimidinbasen, Asparaginsäure und aus dem Malonhalbaldehyd. Beim Aminosäurenmangel leidet in erster Linie der Energieaustausch in den Nervenzellen, der durch die Einnahme von kleinen Mengen an ß-Alanin leicht wiederhergestellt werden kann (Aminosäuren-Gemisch Nr. l). Die Vergrößerung der Dosis an ß-Alanin (Gemisch Nr. 2) führt zur Steigerung des GAMK-Niveaus und zur Entwicklung des Schutz bremseffektes (sedativer Effekt). Dabei wächst die Blutversorgung in solchen Geweben wie Nervengewebe, Herzmuskel, Haut und Geschlechtsorgane.

Die Aminosäure hat keine Gegenanzeigen.

Glyzin

_₂-NH₂
|
COOH

_- Aminoessigsäure

Glyzin gehört zur Zusammensetzung aller Typen von Eiweißen eines tierischen Organismus. Es nimmt an der Bildung der wichtigsten biologisch aktiven Verbindungen teil (Schema Nr. l).

Schema Nr.1: Metabolismus von Glycin im menschlichen Organismus

Glyzin spielt in den Zellen des Rückenmarks und des Gehirns die selbständige Rolle eines bremsenden Neurotrarsmitters.
Die Regulierung der Aktivität von MNDA-Glutamatrezeptoren erfolgt auch unter der Kontrolle von Glyzin. Bei der Wechselwirkung mit Magnesium bremst Glyzin die Aktivität der Rezeptoren im Hintergrund des lonendefizits und erweist eine entgegengesetzte Einwirkung, Die Säure hat keine Gegenanzeigen.

PHENYLALANIN

Phenylalanin gilt als eine essentielle Aminosäure, deren Bestand mit der Nahrung ergänzt wird. Sie gehört zur Zusamensetzung von praktisch allen Proteinen eines tierischen Organismus, darunter des aktiven Zentrums von Enzymen und Regulierungseiweißen. Wie die meisten essentiellen Aminosäuren ist Phenylalanin fähig, sich einige Male in die Zusammensetzung des Eiweißes einzuschlließen, danach „altert" die Elektronenstruktur von Phenylalanin, und empfindsame Enzyme, welche die Eiweiße syntesieren, stoßen die Aminosäure ab, und die .alternden" Moleküle werden für die Synthese der Hormone des Neurotransmitters verwendet (siehe Schema Nr. 2').

Schema Nr.2: Metabolismus von Hormonen in den Zellen des Nervensystems

Aus dem Schema Nr. 2 ist also ersichtlich, daß die Synthese von Katecholaminen aus dem Phenylalanin und Thyrozin erfolgt. Seinerseits bildet sich 80%'von Thyrozin durch die Oxydation aus Phenylalanin. Phenylpyruvat, das Nebenprodukt des Austausches, kann diesen Prozess auf dem Niveau von Entkarboxynierung von DORA blockieren, wird aber durch Glutamin neutralisiert.
Die Aminosäure hat keine Gegensinzeigen.

Magnesium (Mg)

Wie erst in den letzten Jahren bekannt wurde, ist Magnesium für eine normale Funktion des Nerven- und Muskelsystems außerordentlich wichtig (Schema Nr. 3).

Schema Nr.3: Haupteffekte von Magnesium in den Zellen des Nervensystems

Wie es aus dem Schema ersichtlich ist, besteht eines der Haupteffekte. dieses Metalls darin, die Erregungsprozesse in der Hirnrinde zu bremsen. Das londefizit in den Mündungen von Glutamatrezeptoren fuhrt zur Übererregung dieser Rezeptoren. Dabei sinkt in erster Linie die Fähigkeit zur Konzentration der Aufmerksamkeit und die Gedächtnisfunktion. Weiterhin erscheinen zusätzliche Symptome, d.h. Parästhesie, Krampfzucken der Wadenmuskel, Hyperaktivität, Tremor, Orientierungsstörung usw.

Am meisten gelten als Ursache des Magnesiumdefizita Stresse verschiedener Ätiologie. Wegen der Erhöhung des Niveaus von Katecholaminen wächst auch die Ionenmenge im Harn, und Kalziummobilisierung (Kalzium gilt als lon-Antagonist) führt zur Metallverdrängung aus den Geweben.

Andererseits wird das Metalldefizit wegen seiner schlechten Magnesiumresorption im Magen-Darm-Kanal erst nach längerer Zeit ausgeglichen.

L-GLUTAMIN

Die ersetzbare, sehr gebräuchliche Aminosäure L-Glutamin gehört zur Zusammensetzung des Eiweißes und wird menschlichen Organismus zur Neutralisierung von toxischen Austauschprodukten verwendet. Sie gilt auch als Spender für zahlreiche biosynthetische Reaktionen zugunsten der hochaktiven (halbmakroergischen) Arnidogruppe (Schema Nr. 4).

Schema Nr.4: Verwendung von Glutamin für biosynthetische Reaktionen

In der Kombination mit der Asparaginaminosäure stimuliert L-Glutamin die Eiweißsynthese in der Leber, und durch die Verbindung von Phenylpyruvat erhöht L-Glutamin das Niveau an Dophamin, dem wichtigsten „Bewegungs"-Hormon. Während L-Glutamin durch die Bluthirnschranke eindringt stimuliert es die Synthese von Polyaminen und DNS.

Die Aminosäure hat keine Gegenanzeigen

ASPARAGINSÄURE

Die Asparaginsäure wird im Aminosäuren-Gemisch als eine zusätzliche ß-Alanin-Quelle verwendet sowie zur Stimulierung des Halbzyklus des Harnstoffes im Hirn mit der Bildung der Aminosäure Ariginin, die als Hauptquelle von NO im Organismus gilt. Diese Säure ist in die Zusammensetzung von Eiweiß und Neuropeptiden eingeschlossen. Sie finden in den Prozessen des Stichstoffaustausches eine breite Anwendung. Während die Asparaginsäure ihre Aminogruppe verliert, bildet sie die Azetessigsäure, die Schlüsselkomponente des Krebs-Zyklus, die als Hauptenergie quelle im tierischen Organismus gilt.

In den Hirnzellen wird hauptsächlich die Asparaginsäure für die Synthese der Arginin-Aminosäure verwendet, die als einzige Quelle von NO und als Faktor für die Gefäßentspannung, für die Bildung von Treonin, Asparagin usw. gilt.

Die Einnahme der Aminosäure trägt zur Wiederherstellung der gestörten Energetik, zur Verbesserung der Blutversorgung der Hirnzellen, sowie zur Aktivierung der Prozesse des Stickstoffaustausches bei. Die Aminosäure stimuliert gleichzeitig die Harnstoffsynthese und beseitigt den Ammoniak - Überschuss, welcher für Neurozyten toxisch ist.

Andererseits hat der Pool der Aminosäure, als ein erregender Transmitter, eine zusätzliche Bedeutung (10% vom Pool der Glutaminsäure) und verursacht keine Übererregung von Neuronen.

Die Aminosäure hat keine Gegenanzeigen.

ZYSTEIN

Das ist eine nichtessentielle Aminosäure. Sie wird im menschlichen Organismus aus Methionin und Serin synthesiert.

In der Zusammesetzung des Komposits ist diese Aminosäure zur Auffüllung des Bestandes der essentiellen Aminosäure Methionin bestimmt, zur Auffüllung des Bestandes von Zystin und zur Wiederherstellung der Sulfhydro-Gruppen von Eiweißen und Peptiden vorgesehen, deren Oxydation bei einem chronischen Stress in großem Maßstab vorkommt.

Die Einnahme der Aminosäure stimuliert die Bildung der tertiären Strukturen der Eiweiße und Peptiden.

Schema Nr.5: Stimulierung der biosynthetischen Reaktionen unter der Einwirkung der Asparaginsäure