Cholin und die Leber: Funktion, Bedarf und Studienlage

Cholin ist ein essenzieller Nährstoff, der lange im Schatten der bekannteren Vitamine stand. Erst 1998 wurde er vom US-amerikanischen Institute of Medicine offiziell als für den Menschen unentbehrlich eingestuft.¹ Mittlerweile zeigt eine wachsende Forschungslage, dass Cholin im Stoffwechsel der Leber eine zentrale Rolle spielt — und dass die durchschnittliche Aufnahme über die Ernährung in vielen Ländern unter den Referenzwerten liegt.²

Dieser Artikel beschreibt die Funktion von Cholin, den körperlichen Bedarf, die wichtigsten Nahrungsquellen und die Studienlage zum Zusammenhang zwischen Cholin und der Leber.

Was ist Cholin?

Cholin ist eine wasserlösliche, stickstoffhaltige Verbindung, die chemisch in die Nähe der B-Vitamine eingeordnet wird, aber eine eigene Stoffklasse bildet.³ Der menschliche Körper kann kleine Mengen in der Leber selbst herstellen (über das Enzym PEMT, Phosphatidylethanolamin-N-Methyltransferase), erreicht damit aber nicht den Gesamtbedarf. Der überwiegende Teil muss über die Nahrung zugeführt werden.

Cholin ist Ausgangsstoff für mehrere Verbindungen, die im Organismus unterschiedliche Aufgaben übernehmen:

• Phosphatidylcholin — Hauptbestandteil aller Zellmembranen und zentraler Bestandteil der VLDL-Partikel, mit denen die Leber Fette in den Blutkreislauf abgibt.
• Acetylcholin — Neurotransmitter, der unter anderem an der Muskel- steuerung, an Gedächtnisprozessen und an der Funktion des autonomen Nervensystems beteiligt ist.
• Betain — Methylgruppendonor im Homocystein-Stoffwechsel.
• Sphingomyelin — Bestandteil der Myelinscheide, die Nervenfasern isoliert.

Cholin im Stoffwechsel der Leber

Die Leber ist sowohl das Hauptorgan des Cholin-Stoffwechsels als auch auf eine ausreichende Cholinversorgung angewiesen. Der zentrale Mechanismus betrifft den Fettexport aus der Leber.

VLDL und der Fettexport

Triglyzeride, die in der Leber synthetisiert oder zwischengelagert werden, verlassen das Organ als Bestandteil von VLDL-Partikeln (Very Low Density Lipoprotein). Die Hülle dieser Partikel besteht zu einem relevanten Anteil aus Phosphatidylcholin. Steht in der Leber zu wenig Cholin zur Verfügung, kann nicht genügend Phosphatidylcholin synthetisiert werden, was im Tiermodell zu einer Anreicherung von Triglyzeriden in den Hepatozyten führt. Cholin-Mangeldiäten werden in der Tierforschung deshalb genutzt, um Fettlebermodelle zu erzeugen.⁴

Weitere Funktionen

• Methylgruppen-Donator. Cholin ist über sein Stoffwechselprodukt Betain am Homocystein-Stoffwechsel beteiligt. Methylierungs- prozesse betreffen unter anderem die Genregulation.⁵
• Mitochondrien. In experimentellen Modellen geht ein Cholin-Mangel mit Veränderungen der mitochondrialen Funktion und einer höheren Last an oxidativem Stress einher.⁶
• Galle. Phosphatidylcholin ist Bestandteil der Galle und an der Fettverdauung beteiligt.
• Endoplasmatisches Retikulum. Das Verhältnis von Phosphatidylcholin zu Phosphatidylethanolamin in den Membranen des endoplasmatischen Retikulums beeinflusst die zelluläre Stressantwort.

Diese Mechanismen sind biochemisch gut beschrieben. Welche quantitative Bedeutung sie für das Auftreten oder Fortschreiten einer Lebererkrankung beim Menschen haben, ist Gegenstand laufender Forschung.

Studienlage zu Cholin und Leber

Kontrollierte Mangelstudien

In einer kontrollierten Ernährungsstudie an 57 gesunden Erwachsenen entwickelten unter einer Cholin-armen Diät 77 % der Männer, 80 % der postmenopausalen Frauen und 44 % der prämenopausalen Frauen Zeichen einer hepatischen Funktionsstörung (erhöhte Leberwerte oder eine hepatische Fettakkumulation in der Bildgebung). Diese Veränderungen bildeten sich nach Wiederzufuhr von Cholin in der Studienpopulation zurück.⁷ Die Studie ist klein, illustriert aber, wie eng der Cholin-Status mit Lebermarkern korreliert.

Beobachtungsstudien zu NAFLD

Mehrere Beobachtungsstudien haben einen Zusammenhang zwischen Cholinzufuhr und dem Auftreten einer nichtalkoholischen Fettleber- erkrankung (NAFLD) untersucht.

• Yu et al. (2014) werteten in einer chinesischen Querschnitts- studie Daten von 56 195 Erwachsenen aus den Shanghai Women's und Men's Health Studies aus. Eine höhere Cholinaufnahme war mit einem geringeren Risiko für eine selbstberichtete Fettleber- diagnose assoziiert. Der Effekt war in der Subgruppe der normalgewichtigen Frauen statistisch signifikant, bei Personen mit Übergewicht oder Adipositas dagegen nicht.⁸
• Mazidi et al. (2019) werteten US-amerikanische NHANES-Daten (n = 20 643) aus. Eine höhere Cholinaufnahme war mit einem geringeren Fatty Liver Index assoziiert; im obersten Quartil der Aufnahme lag das NAFLD-Risiko rund 14 % niedriger als im untersten.⁹
• Guerrerio et al. (2012) berichteten in einer Kohorte von rund 660 Patientinnen und Patienten mit NAFLD, dass postmenopausale Frauen mit einer Cholinaufnahme unter der AI eine stärker ausgeprägte Leberfibrose aufwiesen als Frauen mit ausreichender Aufnahme.¹⁰

Querschnitts- und Kohortenstudien können einen kausalen Zusammen- hang zwischen Cholinzufuhr und Lebererkrankungen nicht belegen. Konfundierende Faktoren wie Gesamternährungsqualität, körperliche Aktivität, Gewichtsstatus und genetische Varianten sind in der Auswertung zu berücksichtigen.

Parenterale Ernährung

Patientinnen und Patienten, die langfristig über eine parenterale Ernährung versorgt werden, entwickeln häufig hepatische Verän- derungen. In einer Pilotstudie an vier Langzeit-TPN-Patientinnen und -Patienten löste sich unter intravenöser Cholinchloridgabe (1–4 g/Tag über sechs Wochen) die hepatische Steatose in der Computertomographie auf.¹¹ Die Stichprobe ist klein und die Befunde stammen aus einer hochselektierten klinischen Population; sie sind nicht auf den allgemeinen Cholin-Bedarf gesunder Menschen übertragbar.

Einordnung

Die Evidenz reicht von biochemisch plausiblen Mechanismen über kontrollierte Mangel-Beobachtungen bis zu epidemiologischen Korrelationen. Sie reicht nicht aus, um eine direkte ursächliche Linie zwischen Cholinaufnahme und der Vermeidung oder Rückbildung einer Lebererkrankung beim Menschen abzuleiten. Insbesondere bei Personen mit Adipositas oder Insulinresistenz wird der Einfluss der Cholinzufuhr in mehreren Studien kleiner berichtet als bei Normalgewichtigen.

Referenzwerte für die Cholinzufuhr

Cholin gilt erst seit Ende der 1990er-Jahre als essenzieller Nährstoff. Für eine Empfehlung der täglichen Zufuhr (Recommended Dietary Allowance, RDA) reichen die Daten nicht; deshalb wurde stattdessen eine Adequate Intake (AI) festgelegt.

Adequate Intake nach Institute of Medicine (USA, 1998)¹:

• Männer ab 19 Jahren: 550 mg pro Tag
• Frauen ab 19 Jahren: 425 mg pro Tag
• Schwangere: 450 mg pro Tag
• Stillende: 550 mg pro Tag

Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) hat 2016 eine etwas niedrigere AI für Erwachsene (400 mg pro Tag, jeweils für Männer und Frauen) festgelegt.¹² Für Schwangere wurde die AI um 80 mg auf 480 mg, für Stillende um 140 mg auf 520 mg erhöht.

Eine Tolerable Upper Intake Level (UL) für Cholin wurde vom Institute of Medicine auf 3 500 mg pro Tag festgelegt, oberhalb derer in Studien Nebenwirkungen wie ein fischiger Körpergeruch, Übelkeit oder Blutdruckabfall beobachtet wurden.¹

Wieviel die Bevölkerung tatsächlich aufnimmt, ist mehrfach untersucht. In US-amerikanischen NHANES-Daten lag die mittlere Aufnahme bei rund 300 mg pro Tag, also unter der AI. In einer Auswertung erreichten etwa 8 % der erwachsenen US-Bevölkerung die AI von 425/550 mg pro Tag.² In europäischen Erhebungen liegen die Werte in einer vergleichbaren Größenordnung.¹²

Nahrungsquellen

Cholin kommt in vielen Lebensmitteln vor, in höchsten Konzentra- tionen jedoch in tierischen Produkten. Eine Auswahl an Werten je Standardportion (USDA FoodData Central und USDA Database for the Choline Content of Common Foods, Release 2)¹³:

• Rinderleber, gekocht, 85 g: rund 360 mg Cholin
• Hühnerleber, gekocht, 85 g: rund 247 mg
• Ei, ganzes Hühnerei, ein großes (50 g): rund 147 mg, nahezu vollständig im Eigelb
• Sojabohnen, geröstet, eine halbe Tasse (rund 86 g): rund 107 mg
• Hühnerbrust, gegart, 85 g: rund 72 mg
• Rindfleisch, gegart, 85 g: 70–120 mg, je nach Schnitt
• Lachs, gegart, 85 g: 75–90 mg
• Weizenkeime, geröstet, 85 g: rund 150 mg
• Blumenkohl, gekocht, 160 g: rund 70 mg
• Brokkoli, gekocht, 160 g: rund 60 mg

Die täglichen Referenzwerte lassen sich durch eine alltagsübliche Mischkost decken, in der Eier, Fisch oder Fleisch enthalten sind. Bei einer ausschließlich pflanzlich basierten Ernährung sind die Mengen schwieriger zu erreichen, weil pflanzliche Lebensmittel im Mittel weniger Cholin enthalten als tierische.²

Gruppen mit erhöhtem Risiko einer Unterversorgung

Verschiedene Faktoren erhöhen den individuellen Bedarf oder verringern die effektive Aufnahme:

• Postmenopausale Frauen. Östrogen stimuliert die körpereigene Cholinproduktion über PEMT. Nach der Menopause sinkt die endogene Synthesekapazität, der ernährungsbedingte Bedarf steigt.⁷
• Schwangere und Stillende. Der fetale und kindliche Bedarf für Wachstum und Neuralentwicklung erhöht den Cholinbedarf der Mutter.¹²
• Personen mit bestimmten genetischen Varianten. Polymorphismen in den Genen PEMT, CHKA oder MTHFR können den individuellen Cholinbedarf deutlich verändern. Eine breite klinische Testung ist nicht etabliert.¹⁴
• Personen mit langfristiger parenteraler Ernährung. Standard- Infusionslösungen enthalten häufig kein Cholin.¹¹
• Patientinnen und Patienten mit Mukoviszidose (cystische Fibrose). Erhöhte fäkale Verluste können einen Cholinmangel begünstigen.¹⁵

Supplementformen

In Nahrungsergänzungsmitteln und in klinischen Studien werden verschiedene Cholinformen eingesetzt:

• Cholinbitartrat. Eine kostengünstige, salzartig gebundene Form mit rund 40 % Cholinanteil. In Studien zur mikrobiellen Bildung von Trimethylamin-N-oxid (TMAO) wurden Unterschiede zwischen freien Cholinsalzen und Phosphatidylcholin berichtet.¹⁶
• Alpha-Glycerophosphocholin (Alpha-GPC). Enthält rund 40 % Cholin und gilt als gut bioverfügbar; wird in Studien zur kognitiven Funktion eingesetzt.¹⁷
• Cytidin-5'-Diphosphocholin (CDP-Cholin, Citicolin). Enthält rund 18 % Cholin und wird zu Cholin und Cytidin metabolisiert; wird ebenfalls in Studien zur kognitiven Funktion eingesetzt.¹⁸
• Phosphatidylcholin (Lecithin). Cholinanteil rund 13 %. Wird seit langem als Nahrungsbestandteil und Supplement verwendet.

Welche Form für welche Anwendung im Einzelfall sinnvoll ist, hängt vom konkreten Ziel ab und sollte mit medizinischem Fachpersonal besprochen werden.

TMAO — eine offene Frage

Ein Teil des Nahrungscholins wird im Darm von Mikroben zu Trimethyl- amin (TMA) umgewandelt und in der Leber zu Trimethylamin-N-oxid (TMAO) oxidiert. Erhöhte TMAO-Werte im Blut wurden in Beobachtungs- studien mit kardiovaskulären Endpunkten in Verbindung gebracht.¹⁹ Ob TMAO ursächlich an Herz-Kreislauf-Erkrankungen beteiligt ist oder eher als Biomarker fungiert, ist wissenschaftlich nicht abschließend geklärt.¹⁶

Zusammenfassung

Cholin ist ein essenzieller Nährstoff mit einer gut beschriebenen biochemischen Rolle im Stoffwechsel der Leber, insbesondere im Fettexport über VLDL. Beobachtungsdaten zeigen eine Assoziation zwischen niedriger Cholinzufuhr und der Häufigkeit hepatischer Veränderungen, ohne dass daraus eine kausale Aussage für die Bevölkerung allgemein abgeleitet werden kann. Die tatsächliche Aufnahme in vielen Ländern liegt unter den Referenzwerten, insbesondere bei Personen mit überwiegend pflanzlicher Ernährung, in der postmenopausalen Lebensphase und in Schwangerschaft und Stillzeit. Eine ausgewogene Ernährung mit Eiern, Fisch und Fleisch deckt den Bedarf in der Regel; alternativ können pflanzliche Quellen wie Sojabohnen oder Weizenkeime einen Beitrag leisten.

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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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