L-Methionin und Schilddrüse: Aminosäure, Methylierung und Studienlage

L-Methionin ist eine essenzielle, schwefelhaltige Aminosäure, die der Körper nicht selbst bilden kann. Sie ist die Vorstufe von S-Adenosylmethionin (SAMe), dem wichtigsten Methylgruppendonor der Zelle, und über den Transsulfurierungsweg eine Quelle für L-Cystein, aus dem unter anderem Glutathion entsteht.¹,² Für die Schilddrüse ist L-Methionin über diesen Weg biochemisch von Interesse, weil Glutathion im Reagenzglas die Deiodase aktiviert, die in Leber und Niere T4 in T3 umwandelt.⁹ Ob eine höhere Methionin-Zufuhr die Schilddrüsenwerte beim Menschen verändert, ist nicht belegt.

Dieser Artikel beschreibt die chemischen Eigenschaften und den Stoffwechsel von L-Methionin, fasst die Studienlage zum Zusammenhang mit Homocystein, Leber und Schilddrüsenstoffwechsel sachlich zusammen und ordnet die Sicherheits- und Bedarfsdaten ein.

Was ist L-Methionin und wie viel davon braucht der Körper?

L-Methionin ist eine α-Aminosäure mit einer Thioether-Gruppe in der Seitenkette (Summenformel C₅H₁₁NO₂S). Sie zählt zu den neun für den Menschen essenziellen Aminosäuren, kann also im Körper nicht gebildet werden und muss über die Nahrung zugeführt werden.¹,³

Der Bedarf an schwefelhaltigen Aminosäuren wird in den Referenzwerten regelmäßig als Summe aus Methionin und Cystein angegeben, weil L-Cystein im Stoffwechsel teilweise aus L-Methionin gebildet werden kann, jedoch nicht umgekehrt. Die gemeinsame Expertenkommission von WHO, FAO und UNU nennt für Erwachsene einen mittleren Bedarf von rund 15 mg Methionin plus Cystein je Kilogramm Körpergewicht und Tag.³

Welche Rolle spielt L-Methionin im Methionin-Zyklus?

L-Methionin ist der erste Schritt in einem zentralen Kreislauf des C1-Stoffwechsels. Das Enzym Methionin-Adenosyltransferase überträgt einen Adenosyl-Rest aus ATP auf Methionin und bildet so S-Adenosylmethionin.²,⁴

S-Adenosylmethionin ist der wichtigste biologische Methylgruppendonor. Alle Körperzellen bilden SAMe, die größte Menge entsteht in der Leber.²,⁷ Die Substanz liefert die Methylgruppe für eine Vielzahl von Methyltransferase-Reaktionen: von der DNA-Methylierung über die Synthese von Phosphatidylcholin aus Phosphatidylethanolamin (PEMT-Reaktion) bis zur Methylierung kleiner Moleküle, etwa der Bildung von Kreatin aus Guanidinoacetat.²

Nach Abgabe der Methylgruppe entsteht S-Adenosylhomocystein, das zu Homocystein hydrolysiert wird. Homocystein steht an einer Verzweigung zweier Stoffwechselwege:

• Remethylierung. Homocystein kann unter Beteiligung der Methionin-Synthase (Vitamin-B12-abhängig) und N5-Methyltetrahydrofolat (Folat-abhängig) zurück zu Methionin remethyliert werden. In der Leber steht zusätzlich ein Weg über Betain zur Verfügung.⁴
• Transsulfurierung. Homocystein kann mit Serin über die Cystathionin-β-Synthase (Vitamin-B6-abhängig) zu Cystathionin und anschließend zu L-Cystein metabolisiert werden. L-Cystein ist die schwefelhaltige Aminosäure, die in den meisten Geweben die Glutathion-Synthese begrenzt.²,⁴

Die Balance zwischen Remethylierung und Transsulfurierung beeinflusst sowohl die Methylierungs-Kapazität als auch die Verfügbarkeit von Cystein für die Glutathion-Synthese und die Plasmakonzentration von Homocystein.⁴

Was hat Methionin mit Homocystein zu tun?

Eine erhöhte Plasmakonzentration von Gesamt-Homocystein (Hyperhomocysteinämie) wird in epidemiologischen Studien mit einem erhöhten kardiovaskulären Risiko in Verbindung gebracht. Refsum und Mitautoren legten in einer Expertenarbeit aus dem Jahr 2004 die methodischen Standards der Messung, die Referenzbereiche und die klinische Einordnung dar.⁵

Eine experimentelle Provokation lässt sich mit dem oralen Methionin-Belastungstest erzeugen: Die Gabe von rund 100 mg Methionin pro Kilogramm Körpergewicht führt innerhalb weniger Stunden zu einer deutlich erhöhten Homocystein-Konzentration. Im Forschungskontext wird der Test eingesetzt, um Personen mit ansonsten unauffälligem Nüchtern-Homocystein und gestörter Transsulfurierung zu identifizieren.⁵ Bellamy und Kollegen gaben 24 gesunden Erwachsenen in einer randomisierten Crossover-Studie 0,1 g Methionin je Kilogramm Körpergewicht. Nach vier Stunden war das Homocystein von 7,9 auf 23,1 µmol/l gestiegen und die flussvermittelte Erweiterung der Oberarmarterie hatte abgenommen.⁶

Diese Befunde aus der klinischen Diagnostik sind nicht auf übliche Mengen aus der Ernährung übertragbar. Garlick ordnet die Gefäßreaktion nach der Belastungsdosis als akut und wahrscheinlich ohne bleibenden Schaden ein.¹² Sie zeigen aber, dass große Mengen Methionin im Stoffwechsel nicht neutral sind.

Welche Bedeutung hat Methionin für die Leber?

Die Leber ist das Hauptorgan des Methionin-Stoffwechsels. Nach Mato und Kollegen wird dort rund die Hälfte des Methionins aus der Nahrung verstoffwechselt, entsprechend entsteht dort der größte Teil des SAMe. Die Autoren ordnen Veränderungen des SAMe-Stoffwechsels verschiedenen Lebererkrankungen zu.⁷

Für die Leber kommt es auf ein Gleichgewicht an. Mausmodelle zeigen, dass sowohl zu wenig als auch zu viel SAMe in der Leber schadet:²

• Mäuse ohne das leberspezifische Enzym MAT1A bilden zu wenig SAMe und entwickeln oxidativen Stress, eine Steatohepatitis und Leberzellkrebs.²
• Mäuse ohne das Enzym Glycin-N-Methyltransferase haben dauerhaft zu viel SAMe in der Leber und entwickeln ebenfalls Leberschäden und Fibrose. Kinder mit diesem seltenen Gendefekt haben erhöhte Transaminasen.²

Beim Menschen ist vor allem SAMe selbst untersucht, das als Arzneistoff eingesetzt wird. Lu und Mato beschreiben es als wirksam bei der Schwangerschaftscholestase; seine Rolle bei anderen Lebererkrankungen sei noch genauer zu bestimmen.² Für Methionin als Ergänzung bei Lebererkrankungen ist ein Nutzen nicht belegt. Biochemisch bleibt Methionin dennoch der Ausgangspunkt: Die Leber bildet daraus den größten Teil des SAMe. Die Tiermodelle zeigen, wie empfindlich sie auf einen gestörten SAMe-Haushalt reagiert.²,⁷

Gibt es einen Zusammenhang zwischen L-Methionin und der Schilddrüse?

Die periphere Aktivierung des Speicherhormons Thyroxin (T4) zum biologisch aktiveren Trijodthyronin (T3) erfolgt durch selenhaltige Enzyme, die Deiodasen: DIO1 vor allem in Leber und Niere, DIO2 unter anderem in Gehirn, Hypophyse, braunem Fettgewebe und Skelettmuskel. Beide enthalten Selenocystein im aktiven Zentrum.⁸ Wie sich die T3-Bildung im Körper auf beide Enzyme verteilt, ist in der Forschung umstritten.

Goswami und Rosenberg untersuchten 1988 in Mikrosomen, also isolierten Zellbestandteilen im Reagenzglas, wie reduzierende Thiole die 5'-Deiodase beeinflussen. Glutathion in physiologischen Konzentrationen (bis 5 mM) aktivierte eine 5'-Deiodase-Aktivität in Leber- und Nierenmikrosomen, nicht aber die Typ-2-Deiodase aus Hypophyse, Hirnrinde und braunem Fettgewebe; diese brauchte über 10 mM.⁹ Die Autoren werteten die Ansprechbarkeit auf physiologische Glutathion-Konzentrationen als Hinweis darauf, dass diese Enzyme auch im lebenden Organismus am Stoffwechsel der Schilddrüsenhormone beteiligt sind.⁹

Belegt sind damit zwei Glieder einer Kette. Über den Transsulfurierungsweg ist L-Methionin eine Quelle für L-Cystein und damit für Glutathion.¹,⁴ Glutathion wiederum aktiviert im Reagenzglas die Deiodase in Leber und Niere.⁹ Nicht belegt ist, dass eine höhere Methionin-Zufuhr die Deiodase-Aktivität oder die T4-T3-Konversion beim Menschen verändert; Humanstudien dazu fehlen. Biochemisch naheliegend ist eine andere Schlussfolgerung: Glutathion kann nur gebildet werden, wenn ausreichend Cystein vorhanden ist. Cystein stammt zum Teil aus Methionin.¹,² Eine ausreichende Versorgung mit schwefelhaltigen Aminosäuren ist damit eine Grundlage der Glutathion-Bildung, auch in den Geweben, in denen die Deiodasen arbeiten.

Was ist über Methylierung bei autoimmunen Schilddrüsenerkrankungen bekannt?

Die DNA-Methylierung als epigenetischer Mechanismus ist auch bei autoimmunen Schilddrüsenerkrankungen Gegenstand der Forschung. Cai und Kollegen werteten 2015 in einer genomweiten Methylierungsanalyse Blutproben von Patienten mit Morbus Basedow im Vergleich zu Kontrollen aus. Sie beschrieben 265 unterschiedlich methylierte Regionen (132 stärker, 133 schwächer methyliert), unter anderem im Gen ICAM1.¹⁰ Auf die Hashimoto-Thyreoiditis lassen sich diese Befunde nicht ohne Weiteres übertragen.

Aus solchen Methylierungs-Analysen lässt sich nicht ableiten, dass eine erhöhte Zufuhr von L-Methionin oder einzelner Methylierungs-Cofaktoren den Verlauf einer autoimmunen Schilddrüsenerkrankung beim Menschen verändert. Die Daten beschreiben Korrelationen auf molekularer Ebene, keine Interventions-Wirkungen.

In welchen Lebensmitteln steckt Methionin?

L-Methionin kommt in praktisch allen proteinhaltigen Lebensmitteln vor, mit den höchsten Konzentrationen in tierischen Proteinen. Eine grobe Orientierung nach der US-amerikanischen Nährwertdatenbank FoodData Central:¹¹

• Hartkäse, Parmesan, je 100 g: in einer Größenordnung von 900 mg Methionin
• Fisch (Lachs, Thunfisch), gegart, je 100 g: 600 bis 850 mg
• Geflügel (Huhn, Pute), gegart, je 100 g: 800 bis 860 mg
• Eier, je ganzes Ei: rund 150 bis 200 mg (je nach Eigröße)
• Paranüsse, je 100 g: rund 1.100 mg
• Hülsenfrüchte, gegart, je 100 g: rund 80 mg (Linsen) bis 220 mg (Sojabohnen)

In pflanzlich basierten Ernährungsformen ist die Methionin-Dichte im Mittel niedriger. Die Kombination unterschiedlicher Proteinquellen (z. B. Hülsenfrüchte und Getreide) deckt das vollständige Aminosäure-Profil über den Tag in der Regel ab.³

Wie sicher ist eine hohe Zufuhr von L-Methionin?

Garlick fasste 2006 die Humandaten zusammen: Bei üblichen Schwankungen der Zufuhr berichteten Ernährungsstudien an Erwachsenen und Kindern keine Nebenwirkungen. Mehr als das Fünffache der üblichen Zufuhr erhöhte das Homocystein.¹² Auf einem Expertenworkshop wurde 2020 für Methionin aus angereicherten Lebensmitteln und Nahrungsergänzungen ein Wert ohne beobachtete schädliche Wirkung (NOAEL) von 46 mg je Kilogramm Körpergewicht und Tag vorgeschlagen, rund 3,2 g pro Tag für gesunde Erwachsene. Das ist weniger als die zugleich vorgeschlagenen Werte für Histidin (8,0 g) und Lysin (6,0 g).¹³

Einen tolerierbaren oberen Zufuhrwert (UL) für L-Methionin hat die EFSA nicht festgelegt. Bei hohen Methioninkonzentrationen gewinnt zudem ein Nebenweg des Abbaus an Bedeutung, die Transaminierung, bei der toxische Endprodukte entstehen.¹

In der Ernährungsforschung wird zudem die Methionin-Restriktion diskutiert. Bei männlichen Ratten verlängerte eine lebenslang methioninarme Kost (0,17 statt 0,86 % des Futters) die Lebensspanne um 30 %, die Tiere wuchsen allerdings nicht mehr.¹⁴ Ob sich das auf den Menschen übertragen lässt, ist offen; klinische Endpunktstudien liegen nicht vor.

Häufige Fragen

Ist L-Methionin gut für die Schilddrüse?

Belegt ist die biochemische Verbindung: Methionin ist über Cystein eine Vorstufe von Glutathion. Glutathion aktiviert im Reagenzglas die Deiodase in Leber und Niere.⁴,⁹ Nicht belegt ist, dass eine höhere Methionin-Zufuhr Schilddrüsenwerte oder Beschwerden beim Menschen verändert, weil Humanstudien dazu fehlen. Naheliegend ist, dass eine ausreichende Versorgung mit Eiweiß und damit mit allen essenziellen Aminosäuren die Grundlage für diese Stoffwechselwege bildet.

Kann der Körper L-Methionin selbst herstellen?

Nein. Methionin gehört zu den neun essenziellen Aminosäuren und muss mit der Nahrung aufgenommen werden. Aus Homocystein kann der Körper zwar wieder Methionin bilden, das setzt aber zuvor aufgenommenes Methionin voraus.³,⁴

Wie hängen Methionin und Homocystein zusammen?

Homocystein entsteht, wenn SAMe seine Methylgruppe abgegeben hat. Es wird mithilfe von Folat und Vitamin B12 zu Methionin zurückgeführt oder mithilfe von Vitamin B6 zu Cystein abgebaut. Eine große Methioninmenge, etwa im Belastungstest, erhöht das Homocystein für einige Stunden.⁴,⁶

Reicht Methionin bei pflanzlicher Ernährung aus?

Pflanzliche Lebensmittel enthalten im Mittel weniger Methionin als tierische. Nach der Expertenkommission von WHO, FAO und UNU deckt eine Kombination verschiedener Proteinquellen wie Hülsenfrüchte und Getreide den Bedarf an allen essenziellen Aminosäuren über den Tag in der Regel ab.³

Zusammenfassung

L-Methionin ist eine essenzielle, schwefelhaltige Aminosäure mit einer zentralen Rolle im C1-Stoffwechsel. Über SAMe ist sie Quelle der Methylgruppen für eine Vielzahl biochemischer Reaktionen; über den Transsulfurierungsweg ist sie biochemisch eine Cystein-Quelle und damit eine indirekte Vorstufe von Glutathion.

Die Verbindungen zwischen Methionin, Glutathion und den selenhaltigen Deiodasen sind biochemisch beschrieben und vor allem im Reagenzglas und im Tiermodell untersucht. Dass eine höhere Methionin-Zufuhr die Schilddrüsenfunktion beim Menschen verändert, ist nicht belegt. Biochemisch spricht für die Bedeutung einer ausreichenden Versorgung, dass Methionin über Cystein in die Glutathion-Bildung eingeht.

Sehr hohe Zufuhren erhöhen das Homocystein. Für Methionin aus Nahrungsergänzungen wurde ein NOAEL von rund 3,2 g pro Tag vorgeschlagen, weniger als für andere dort bewertete Aminosäuren. Für die Rückführung von Homocystein zu Methionin werden Folat und Vitamin B12 benötigt, für seinen Abbau zu Cystein Vitamin B6.⁴

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Dieser Artikel dient der allgemeinen wissenschaftlichen Information und ersetzt keine ärztliche Beratung oder Diagnose. Bei Beschwerden, bestehenden Erkrankungen, Schwangerschaft, Stillzeit oder paralleler Medikamenteneinnahme ist eine ärztliche Abklärung erforderlich. Nahrungsergänzungsmittel können Neben- und Wechselwirkungen haben.

Quellenverzeichnis

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