Arginin – Durchblutung, Leistungsfähigkeit und Muskelpump im Fokus der Wissenschaft

Arginin ist eine semi-essenzielle Aminosäure, die im menschlichen Körper eine zentrale Rolle im Stickstoffmonoxid-Stoffwechsel (NO-Stoffwechsel) einnimmt. Besonders im sportlichen Kontext ist Arginin seit vielen Jahren Gegenstand intensiver Forschung, da es aufgrund seiner durchblutungsfördernden Eigenschaften mit Leistungsfähigkeit, Muskelpump und Regeneration in Verbindung gebracht wird (1,2). Doch auch abseits des Trainings erfüllt Arginin essenzielle Aufgaben im Gefäßsystem, im Stoffwechsel und bei der Zellkommunikation.

Warum Arginin wissenschaftlich als so relevant gilt und welche physiologischen Mechanismen dahinterstehen, beleuchten wir heute in diesem Blogbeitrag.

Was ist Arginin?

Arginin zählt zu den proteinogenen Aminosäuren und wird unter normalen Bedingungen vom Körper selbst synthetisiert. In bestimmten Situationen – etwa bei intensiver körperlicher Belastung, Stress oder erhöhtem metabolischem Bedarf – kann die körpereigene Produktion jedoch nicht immer dem Bedarf gerecht werden, sodass Arginin als bedingt essenziell gilt (3). Physiologisch besonders bedeutsam ist Arginin als direkter Vorläufer von Stickstoffmonoxid (NO). Stickstoffmonoxid ist ein körpereigener Botenstoff, der eine entscheidende Rolle bei der Regulation der Gefäßweite, der Durchblutung und der Zellfunktion spielt (3).

Arginin und der Stickstoffmonoxid-Stoffwechsel

Die durchblutungsfördernde Wirkung von Arginin beruht auf seiner Funktion als Substrat für das Enzym Stickstoffmonoxid-Synthase (eNOS). Über den sogenannten L-Arginin–NO-Synthase–NO-Pfadweg wird aus Arginin Stickstoffmonoxid gebildet (3). Stickstoffmonoxid führt zu einer Entspannung der glatten Muskulatur der Blutgefäße, was eine Vasodilatation – also eine Erweiterung der Gefäße – zur Folge hat (1,2). Dadurch kann in kürzerer Zeit mehr Blut durch das Gefäßsystem fließen, was die Durchblutung des Muskelgewebes messbar erhöht (1). Diese gesteigerte Durchblutung ist der physiologische Ursprung des im Training häufig beschriebenen Muskelpump-Effekts.

Bedeutung einer verbesserten Durchblutung im Training

Eine erhöhte Blutzufuhr zur arbeitenden Muskulatur bringt mehrere leistungsrelevante Vorteile mit sich:

Zum einen verbessert sie die Versorgung der Muskelzellen mit Sauerstoff, Nährstoffen und körpereigenen anabolen Hormonen, die für Kontraktion, Energiegewinnung und Regeneration erforderlich sind (5). Eine verbesserte Sauerstoffversorgung reduziert gleichzeitig leistungsbegrenzende Faktoren während intensiver Belastungen. Zum anderen erleichtert eine gesteigerte Durchblutung den Abtransport von Stoffwechselendprodukten, die während intensiver Muskelarbeit entstehen. Hierzu zählen unter anderem metabolische Abfallprodukte, die mit Ermüdung und Leistungsabfall in Verbindung gebracht werden (6,7,8). Studien zeigen, dass ein effizienter Abtransport dieser Substanzen mit einer höheren Belastungstoleranz und verzögertem Ermüdungseintritt assoziiert ist (6–8).

Arginin, Leistungsfähigkeit und Trainingstoleranz

Neben dem klassischen Pump-Effekt wird Arginin auch mit einer verbesserten Trainingsleistung in Verbindung gebracht. Die verbesserte Durchblutung kann dazu beitragen, dass intensive Belastungen länger aufrechterhalten werden können, da sowohl die Energieversorgung optimiert als auch hemmende Stoffwechselprodukte schneller entfernt werden (6,7). Darüber hinaus wird Stickstoffmonoxid in der Literatur mit einer verbesserten endothelialen Funktion und Gefäßgesundheit in Verbindung gebracht, was langfristig sowohl sportliche Leistungsfähigkeit als auch allgemeine kardiovaskuläre Gesundheit unterstützen kann (1,4).

Bioverfügbarkeit und Verträglichkeit

Ein entscheidender Faktor für die Wirksamkeit von Arginin ist dessen Bioverfügbarkeit. Studien zeigen, dass gut lösliche Formen von Arginin schneller absorbiert werden und dadurch effizienter für den NO-Stoffwechsel zur Verfügung stehen (4). Eine verbesserte Absorption kann zudem helfen, mögliche gastrointestinale Beschwerden, die vereinzelt bei schlecht löslichem Arginin auftreten, zu reduzieren (4).

Fazit

Arginin ist eine vielseitige Aminosäure mit zentraler Bedeutung für den Stickstoffmonoxid-Stoffwechsel, die Durchblutung und die Leistungsfähigkeit. Die wissenschaftliche Evidenz zeigt, dass Arginin durch die Förderung der Gefäßweite sowohl die Nährstoff- und Sauerstoffversorgung der Muskulatur als auch den Abtransport leistungshemmender Stoffwechselprodukte verbessern kann (1–8). Insbesondere für körperlich aktive Menschen stellt Arginin damit einen physiologisch hochrelevanten Nährstoff dar, dessen Wirkung weit über den bekannten Muskelpump hinausgeht.

Von Leon Hiebler / @HeraklesStrength

Quellen:

1. Rajapakse, N. W., & Mattson, D. L. (2013). Role of cellular L-arginine uptake and nitric oxide production on renal blood flow and arterial pressure regulation. Current opinion in nephrology and hypertension, 22(1), 45–50. https://doi.org/10.1097/MNH.0b013e32835a6ff7
2. Deussen, A., Sonntag, M., & Vogel, R. (1993). L-arginine-derived nitric oxide: a major determinant of uveal blood flow. Experimental eye research, 57(2), 129–134. https://doi.org/10.1006/exer.1993.1107
3. Palmer R. M. (1993). The L-arginine: nitric oxide pathway. Current opinion in nephrology and hypertension, 2(1), 122–128. https://doi.org/10.1097/00041552-199301000-00018
4. McNeal, C. J., Meininger, C. J., Reddy, D., Wilborn, C. D., & Wu, G. (2016). Safety and Effectiveness of Arginine in Adults. The Journal of nutrition, 146(12), 2587S–2593S. https://doi.org/10.3945/jn.116.234740
5. Lixandrão, M. E., Ugrinowitsch, C., Berton, R., Vechin, F. C., Conceição, M. S., Damas, F., Libardi, C. A., & Roschel, H. (2018). Magnitude of Muscle Strength and Mass Adaptations Between High-Load Resistance Training Versus Low-Load Resistance Training Associated with Blood-Flow Restriction: A Systematic Review and Meta-Analysis. Sports medicine (Auckland, N.Z.), 48(2), 361–378. https://doi.org/10.1007/s40279-017-0795-y
6. d'Unienville, N. M. A., Blake, H. T., Coates, A. M., Hill, A. M., Nelson, M. J., & Buckley, J. D. (2021). Effect of food sources of nitrate, polyphenols, L-arginine and L-citrulline on endurance exercise performance: a systematic review and meta-analysis of randomised controlled trials. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 18(1), 76. https://doi.org/10.1186/s12970-021-00472-y
7. Jones, A. M., Vanhatalo, A., Seals, D. R., Rossman, M. J., Piknova, B., & Jonvik, K. L. (2021). Dietary Nitrate and Nitric Oxide Metabolism: Mouth, Circulation, Skeletal Muscle, and Exercise Performance. Medicine and science in sports and exercise, 53(2), 280–294. https://doi.org/10.1249/MSS.0000000000002470
8. Zhang, H., & Barralet, J. E. (2017). Mimicking oxygen delivery and waste removal functions of blood. Advanced drug delivery reviews, 122, 84–104. https://doi.org/10.1016/j.addr.2017.02.001