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Absorptionswege – wie wir Moleküle aufnehmen

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Jeden Tag zerlegt unser Körper die Nahrung, die wir aufnehmen, in die molekularen Bestandteile. So können wir die Fette, Kohlenhydrate und Eiweiße für uns nutzbar machen. Aber auch all die sekundären Pflanzenstoffe, Mineralien, Vitamine und Mikronährstoffe finden ihren Weg über den Darm in unseren Körper. Wie genau das funktioniert, ist im Detail kompliziert. Es existieren verschiedene Absorptionswege, damit alle Moleküle an ihren Wirkungsort gelangen.

Damit du in Zukunft besser weißt, warum beispielsweise die Bioverfügbarkeit von Magnesium zwischen 4 und 80% schwankt, warum wir zu gewissen sekundären Pflanzenstoffen Öl dazu nehmen sollten, was die Bioverfügbarkeit überhaupt ist und welche Absorptionswege in unserem Körper überhaupt existieren, gibt dir dieser Artikel darüber Auskunft.

Absorptionswege – alles beginnt im Magen

Damit du dir die verschiedenen Absorptionswege besser vorstellen kannst, wollen wir uns gemeinsam ein Beispiel angucken. Sagen wir, du isst einen Apfel. Im Mund wird dieser schon zerkleinert und mit den ersten Verdauungsenzymen vermischt. Ganz allgemein gesprochen sind Verdauungsenzyme Helfer, die die Nahrung in kleinere Stücke zerlegen können. Die Amylase kann z.B. die langkettigen Kohlenhydratketten in kürzere Stücke schneiden.

Aber zurück zu unserem Apfel. Dieser landet nun zerkleinert in einem Säurebad – dem Magen. In dieser rauen Umgebung sollen möglichst viele Keime durch die Säure vernichtet und die Nahrung weiter aufgeweicht werden. Doch dies ist nicht die einzige Aufgabe des Magens. Er produziert auch den Intrinsic Factor (IF). Dieses Protein ist elementar, damit wir Vitamin B12 aufnehmen können. Ohne den Intrinsic Factor wäre dies kaum möglich.

Mikrobiom Bakterien Darmzotten

200m2 Darm zur Aufnahme

Nachdem unser Apfel durch die Magensäure bereits angedaut wurde, geht es nun in den Zwölffingerdarm, wo zusätzlich noch Gallenflüssigkeit und Pankreassaft auf den Speisebrei treffen. Im Pankreassekret sind Peptidasen enthalten, die dafür sorgen, dass die Proteine in unserer Nahrung in die einzelnen Aminosäuren zerlegt werden.

Nachdem nun fast alles zerkleinert ist, stellt sich aber noch die entscheidende Frage. Wie können wir die verbleibenden Moleküle aufnehmen?

Die Antwort zu dieser Frage versteckt sich in unserem Dünndarm. Dieser ist eine faszinierende Entwicklung der Evolution. Bei einem erwachsenen Menschen ist er etwa 5m lang und seine Oberfläche beträgt mehr als 200m2, was etwas weniger als ein ganzer Tennisplatz ist.

Auf dieser riesigen Fläche verteilen sich eine Menge Transporter, die uns dabei helfen alle für uns wichtigen Bestandteile aus der Nahrung aufzunehmen. So haben beispielsweise unsere Darmzellen einen speziellen Transporter, um Eisenionen aufzunehmen. Diese benötigen wir für den roten Farbstoff in unserem Blut, dem Hämoglobin. Wir können aber Eisen (in Form von Hämoglobin) auch über den Häm-Transporter, welches in Fleisch enthalten ist, zu uns nehmen.

First Pass Effekt – die Leber hat hier das Sagen

Die erste Hürde haben wir überstanden. Unsere Moleküle haben den Schritt von der Nahrung, über den Darm in unseren Körper geschafft. Über die Pfortader – ein Gefäß, welches das ganze Blut aus dem Verdauungstrakt sammelt – gelangen sie nun zur Leber. Sie dient als erste Entgiftungsstelle im Körper.

Alle Nährstoffe, die über das den Darm aufgenommen wurden, müssen zunächst durch die Leber, wo sie von den Leberzellen verarbeitet werden. Über verschiedene, biochemische Prozesse werden die Moleküle verarbeitet – und das hat durchaus Konsequenzen für den weiteren Verlauf. In der Medizin nennt man dieses Phänomen First Pass Effekt.

Vielleicht hilft dir hier ein Beispiel, um die Bedeutung des First Pass Effektes besser zu verstehen. In der Medizin nutzt man verschiedene Formen von Opioiden. Diese Klasse von Medikamenten bindet an die Opioidrezeptoren und sorgt so für eine starke Schmerzlinderung. Es gibt aber ein Opioid-Derivat, welches nicht gegen Schmerzen, sondern gegen Durchfall eingesetzt wird. Loperamid. Dieses bindet im Darm an die Enterozyten (Darmzellen) und sorgt so für eine langsamere Darmpassage. Es gelangt aber wie alle anderen Medikamente auch in die Blutbahn, wo es aber zu über 99% Prozent in der Leber eliminiert wird und so im übrigen Körper kaum noch Wirkung zeigt.

First Pass Effekt

Parenteral, sublingual, buccal und Co. – who is who?

Unsere Leber ist also eine Art vorgeschaltetes Schutzschild. Bevor ein Molekül ins Gehirn oder zum Herzen gelangt, muss es den „Eingangs-Check“ in der Leber bestehen. Dies ist aus evolutionärer Sicht durchaus sinnvoll, in der Medizin aber manchmal hinderlich. Man kann diesen First Pass Effekt teilweise umgehen, indem man die Konzentration des Ausgangstoffes erhöht, so dass die Leber es nicht schafft alle Moleküle zu „entgiften“. Dies ist aber häufig mit einigen Nebenwirkungen verbunden.

Etwas eleganter ist es in diesem Fall die Applikationsart zu ändern. Statt über den Mund stehen uns weitere parenterale (neben dem Darm) Absorptionswege zur Verfügung. Wenn es mal schnell gehen muss, kann die buccale (über die Wangenschleimhaut), bzw. sublinguale (unter der Zunge) Applikation von Medikamenten erfolgen. Dies sind überwiegend Schmerzmedikamente, die im Mund, bzw. unter der Zunge aufgelöst werden. Über die Blutgefäße gelangen diese Moleküle direkt zum Herzen. Die Leber wird so umgangen. Damit du die Wege besser nachvollziehen kannst, haben wir dir dazu eine Grafik mitgebracht.

Ganz ähnlich funktioniert dies mit Zäpfchen. Das Blut des Enddarms (Rektum) gelangt nicht mehr zur Leber, sondern geht über die untere Hohlvene direkt zum Herzen. Vor allem bei Kindern ist dies eine beliebte Methode, um Wirkstoffe an der Leber vorbeizuschleusen.

Die letzte Methode kennst du bestimmt aus dem Krankenhaus. Wir können Medikamente auch direkt über die Vene geben. So umgehen wir ebenfalls die Leber und den First-Pass-Effekt.

Absorptionswege Mensch Oral Sublingual Rektal

Liposomal vs. Hydrophil

Mittlerweile haben wir es in die Blutbahn geschafft, doch es warten noch weitere Hürden auf uns. Prinzipiell können wir zwischen Molekülen unterscheiden, die fettlöslich (lipophil) sind, wie die Vitamine A,D,E,K und wasserlösliche wie das Vitamin C. Wasserlösliche Stoffe können gut im Blut transportiert werden, haben es aber schwieriger in die Zellen zu kommen. Bei Fettlöslichen ist es genau andersrum. Im Blut benötigen sie oft spezielle Transportproteine, dafür kommen sie einfacher durch die Phospholipidschicht der Zellen.

Wenn wir von Blutfettwerten sprechen, dann schwimmen diese Fettpartikel auch nicht frei im Blut herum, sondern sind an Transportproteine, wie das Apolipoprotein B gebunden. Somit können diese Blutfette wasserlöslich gemacht werden. Wenn du mehr darüber erfahren willst und auch welche Blutfettwerte für deine Langlebigkeit wichtig sind, dann lies dir gerne unseren Artikel dazu durch.

Resveratrol Kapseln

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Quercesome (Quercetin Kapseln)

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Bioverfügbarkeit am Beispiel von Magnesium

Nicht alles, was wir essen, kommt auch genauso in unserem Blut an. Grob vereinfacht kann man sich so die Bioverfügbarkeit vorstellen. Man misst die Konzentration des Stoffes im Blutplasma (nachdem es die Leber passiert hat) und vergleicht sie mit der Ausgangskonzentration. Dabei können erhebliche Unterschiede entstehen.

Ein gutes Beispiel ist Magnesium. Dieses liegt natürlicherweise in verschiedenen Verbindungsformen, wie Magnesiumoxid, Magnesiumcitrat oder Magnesium-Bisglycinat vor. Die Bioverfügbarkeit von Magnesium unterscheidet sich enorm zwischen diesen Verbindungen.

Das bekannte Magnesiumoxid weist eine Bioverfügbarkeit von gerade einmal 4% auf! Das heißt, diese Form eignet sich zwar ganz gut bei Verstopfungen, aber zur Supplementierung von Magnesium sind andere Formen wesentlich effektiver. Magnesiumcitrat und Magnesium Bisglycinat werden beispielsweise beide von unserem Körper zu 80% aufgenommen. Zusätzlich kann Magnesium Bisglycinat noch über die Blut-Hirn-Schranke ins Gehirn gelangen.

Magnesium Artikelbild

Sekundäre Pflanzenstoffe – die Schwierigkeit mit der Bioverfügbarkeit

Sekundäre Pflanzenstoffe weisen eine Reihe von Gesundheitsvorteilen auf. Wir haben dir in einem separaten Artikel bereits eine Übersicht gegeben.

Das Problem der sekundären Pflanzenstoffe ist einerseits ihre Konzentration. In Studien werden große Mengen des Reinstoffes verwendet. Um z.B. die dort verwendete Menge an Quercetin zu uns zu nehmen, bräuchten wir bis zu 100 Äpfel – täglich. Beim Resveratrol sind es je nach Studie 12l Rotwein und beim Sulforaphan wären es bis zu 40kg Brokkoli – alles pro Tag.

Einige der der sekundären Pflanzenstoffe, wie Resveratrol oder Quercetin sind fettlöslich. Dadurch können wir sie aus den oben genannten Gründen schlechter aufnehmen und die Bioverfügbarkeit ist gering. Um dies zu umgehen können wir die Moleküle in eine Phospolipidschicht packen und so die Bioverfügbarkeit um das Vielfache steigern.

Bei dem blutzuckersenkenden Berberin kann diese Formulierung die Bioverfügbarkeit um das 10 Fache steigern und bei Quercetin um das 20 Fache! Ermöglicht wird dies einerseits durch die Kombination aus einer Lipidschicht und andererseits durch die Zugabe von Adjuvantien, also Molekülen, die bei der Aufnahme helfen können. Bei Quercetin ist dies Vitamin C und bei Berberin ein Mineralkomplex.

Berbersome Kapseln Berberin Anwendung
Bioverfügbares Berberin mit Chrom und Zink im Mineral-Komplex Berbersome

Absorption von sekundären Pflanzenstoffen -der Teufel steckt im Detail

Nicht nur Quercetin und Berberin benötigen ein wenig Hilfe, um die Bioverfügbarkeit zu steigern, sondern auch das im Brokkoli enthaltene Sulforaphan. In dem grünen Gemüse liegt dieses antientzündlich wirkende Molekül noch in seiner Vorstufe, dem Glucoraphanin vor. Dieses wird in unserem Darm mit Hilfe des Enzyms Myrosinase in Sulforaphan umgewandelt. Die Effizienz ist allerdings nicht sehr groß – sie liegt bei ungefähr 10% und meistens noch darunter, da z.B. durch zu langes Kochen die einzelnen Substanzen ausgewaschen werden.

Aus diesem Grund enthält Sulforapro sowohl Glucoraphanin als auch Myrosinase. Und es gibt noch einen weiteren Trick, wie sicher gestellt werden kann, dass der Wirkstoff auch genau dort ankommt, wo er gebraucht wird. Im Darm. Das Zauberwort hierbei ist: Magenresistente Kapseln. 

Sulforapro Sulforaphan Brokkoli Myrosinase Glucoraphanin
Sulforaphan aus Molekül-Vorstufen kombiniert mit feinstem Brokkoli-Extrakt - einer natürlichen Sulforaphan-Quelle

Auf die richtige Größe kommt es an

Die Moleküle, die wir täglich zu uns nehmen kommen alle in ganz unterschiedlichen Größen vor. Einige davon sind zu groß, um direkt aufgenommen zu werden – z.B. Kollagen und Hyaluron, beides wichtige Moleküle für die Hautgesundheit. Diese Stoffe bilden lange Molekülketten, die für unseren Körper nicht resorbierbar sind. Wollen wir also Kollagen oder Hyaluron über die Nahrung zu uns führen müssen wir die Moleküle kleiner verpacken, in sogenannte Peptidhüllen. In diesen befinden sich bereits zerkleinerte Stücke der Ausgangssubstanz. Hier wird es ein wenig kompliziert.

Bei Kollagen konnten die Studien zeigen, dass es von Vorteil ist, wenn die Fragmente in den Peptidhüllen möglichst klein sind. Bei Hyaluron ist es genau umgekehrt. Größere Fragmente, sogenanntes hochmolekulares Hyaluron, konnte in den Studien bei Menschen bessere Ergebnisse zeigen.

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Fazit Absorptionswege

Der Weg von der Nahrung zu unseren Zellen ist nicht immer so einfach, wie man es sich vorstellt. Fettlösliche und wasserlösliche Moleküle werden unterschiedlich gut aufgenommen. Die Leber verstoffwechselt viele Moleküle, bevor sie überhaupt in die Blutbahn kommen, und die Bioverfügbarkeit der Stoffe hängt von der Zusammensetzung ab.

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MoleQlar ONE vereint das Potential von 13 verschiedenen Longevity-Ingredients um Gesundheit und Langlebigkeit vollumfänglich auf molekularer Ebene zu fördern. Der Komplex hat positive Effekte auf alle zwölf Hallmarks of Aging.

Literatur

  • Vertzoni, Maria et al. “Impact of regional differences along the gastrointestinal tract of healthy adults on oral drug absorption: An UNGAP review.” European journal of pharmaceutical sciences : official journal of the European Federation for Pharmaceutical Sciences vol. 134 (2019): 153-175. Link
  • Riva, Antonella et al. “Improved Oral Absorption of Quercetin from Quercetin Phytosome®, a New Delivery System Based on Food Grade Lecithin.” European journal of drug metabolism and pharmacokinetics vol. 44,2 (2019): 169-177. Link
  • Regnard, Claud et al. “Loperamide.” Journal of pain and symptom management vol. 42,2 (2011): 319-23. Link
  • Houghton, Christine A. “Sulforaphane: Its „Coming of Age“ as a Clinically Relevant Nutraceutical in the Prevention and Treatment of Chronic Disease.” Oxidative medicine and cellular longevity vol. 2019 2716870. 14 Oct. 2019, Link
  • Petrangolini, Giovanna et al. “Development of an Innovative Berberine Food-Grade Formulation with an Ameliorated Absorption: In Vitro Evidence Confirmed by Healthy Human Volunteers Pharmacokinetic Study.” Evidence-based complementary and alternative medicine : eCAM vol. 2021 7563889. 27 Nov. 2021, Link
  • Science Direct: First-Pass Effect. Link

Grafiken

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