Cholin und die Leber: Funktion, Bedarf und Studienlage

Illustration: KI-generiert

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. Die durchschnittliche Aufnahme über die Ernährung liegt in den USA und in Europa unter den Referenzwerten.²,¹²

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.⁶ 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 Muskelsteuerung, 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. Methylierungsprozesse 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.⁴
  • 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.⁴,⁶

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 Organfunktionsstörung (hepatische Fettakkumulation oder Muskelschädigung). 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 Markern der Organfunktion zusammenhängt.

Beobachtungsstudien zu NAFLD

Mehrere Beobachtungsstudien haben einen Zusammenhang zwischen Cholinzufuhr und dem Auftreten einer nichtalkoholischen Fettlebererkrankung (NAFLD) untersucht. Seit der internationalen Nomenklaturreform von 2023 wird für dieses Krankheitsbild der Begriff MASLD verwendet.²⁰ Die im Folgenden referierten Arbeiten sind älter und beruhen durchgehend auf der NAFLD-Definition.

  • Yu et al. (2014) werteten in einer chinesischen Querschnittsstudie 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 Fettleberdiagnose assoziiert. Nach zusätzlicher Adjustierung für metabolische Vorerkrankungen und Body-Mass-Index war dieser Zusammenhang in der Gesamtkohorte nicht mehr statistisch signifikant. In der Subgruppe der normalgewichtigen Frauen blieb er signifikant, bei Personen mit Übergewicht oder Adipositas 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. Die Autoren berichten, dass der Zusammenhang bei höherem Body-Mass-Index stärker ausgeprägt war.⁹
  • Guerrerio et al. (2012) berichteten in einer Kohorte von rund 660 Patienten mit NAFLD, dass postmenopausale Frauen mit einer Cholinaufnahme unter 50 % der AI eine stärker ausgeprägte Leberfibrose aufwiesen als Frauen mit ausreichender Aufnahme.¹⁰

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

Parenterale Ernährung

Patienten, die langfristig über eine parenterale Ernährung versorgt werden, entwickeln häufig hepatische Veränderungen. In einer Pilotstudie an vier Langzeit-TPN-Patienten löste sich unter intravenöser Cholinchloridgabe (1 bis 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. Die Befunde zur Rolle des Körpergewichts sind uneinheitlich. In der chinesischen Kohorte war der Zusammenhang nur bei normalgewichtigen Frauen statistisch signifikant, in den NHANES-Daten war er dagegen bei höherem Body-Mass-Index stärker ausgeprägt.

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 120 mg auf 520 mg erhöht.

Das Institute of Medicine hat für Cholin ein Tolerable Upper Intake Level (UL) von 3 500 mg pro Tag festgelegt. Der UL ist ein Sicherheitswert, der über einen Unsicherheitsfaktor aus Studien abgeleitet wurde, in denen bei deutlich höheren Mengen ein fischiger Körpergeruch und ein Blutdruckabfall auftraten.¹

Wieviel die Bevölkerung tatsächlich aufnimmt, ist mehrfach untersucht. In US-amerikanischen NHANES-Daten lag die übliche Aufnahme bei Personen ohne Eierverzehr bei 294 mg pro Tag, bei Eierverzehrern bei 525 mg pro Tag. Insgesamt 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 Konzentrationen 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 bis 120 mg, je nach Schnitt
  • Lachs, gegart, 85 g: 75 bis 90 mg
  • Weizenkeime, geröstet, 28 g: rund 50 mg
  • Blumenkohl, gekocht, 160 g: rund 60 mg
  • Brokkoli, gekocht, 160 g: rund 60 mg

Auch in einer Mischkost mit Eiern, Fisch oder Fleisch werden die Referenzwerte häufig nicht erreicht. In den NHANES-Auswertungen erreichten 8 % der Erwachsenen die AI, unter den Eierverzehrern waren es 57 %.² Bei einer ausschließlich pflanzlich basierten Ernährung sind die Mengen schwieriger zu erreichen, weil pflanzliche Lebensmittel im Mittel weniger Cholin enthalten als tierische. Die Einordnung cholinreicher Lebensmittel in eine leberfreundliche Ernährung ist an anderer Stelle beschrieben.

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 MTHFD1 können den individuellen Cholinbedarf deutlich verändern. Eine breite klinische Testung ist nicht etabliert.⁶,¹⁴
  • Personen mit langfristiger parenteraler Ernährung. Standard-Infusionslösungen enthalten häufig kein Cholin.¹¹
  • Patienten mit Mukoviszidose (cystische Fibrose). Bei betroffenen Kindern wurden veränderte Phosphatidylcholin- und Phosphatidylethanolamin-Profile sowie ein veränderter Methionin-Stoffwechsel beschrieben.¹⁵

Supplementformen

In Nahrungsergänzungsmitteln und in klinischen Studien werden verschiedene Cholinformen eingesetzt:

  • Cholinbitartrat. Eine kostengünstige, salzartig gebundene Form mit rund 40 % Cholinanteil.
  • Alpha-Glycerophosphocholin (Alpha-GPC). Enthält rund 40 % Cholin. Die Form wurde in einer klinischen Studie bei Alzheimer-Demenz untersucht.¹⁷
  • Cytidin-5'-Diphosphocholin (CDP-Cholin, Citicolin). Enthält rund 18 % Cholin und wird zu Cholin und Cytidin metabolisiert. Die Form wird in klinischen Studien zu neurologischen Fragestellungen untersucht.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 Trimethylamin (TMA) umgewandelt und in der Leber zu Trimethylamin-N-oxid (TMAO) oxidiert. Erhöhte TMAO-Werte im Blut wurden in Beobachtungsstudien mit kardiovaskulären Endpunkten in Verbindung gebracht.¹⁶,¹⁹ Ob TMAO ursächlich an Herz-Kreislauf-Erkrankungen beteiligt ist oder eher als Biomarker fungiert, ist wissenschaftlich nicht abschließend geklärt.

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 liegt in den USA und in Europa unter den Referenzwerten, insbesondere bei Personen mit überwiegend pflanzlicher Ernährung, in der postmenopausalen Lebensphase und in Schwangerschaft und Stillzeit. Auch eine Mischkost mit Eiern, Fisch oder Fleisch erreicht die Referenzwerte nicht regelmäßig; pflanzliche Quellen wie Sojabohnen oder Weizenkeime tragen im Mittel weniger bei.

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

  1. Institute of Medicine (US). Dietary Reference Intakes for Thiamin, Riboflavin, Niacin, Vitamin B6, Folate, Vitamin B12, Pantothenic Acid, Biotin, and Choline. Washington, DC: National Academies Press; 1998.
  2. Wallace TC, Fulgoni VL. Usual Choline Intakes Are Associated with Egg and Protein Food Consumption in the United States. Nutrients. 2017;9(8):839. DOI: 10.3390/nu9080839.
  3. Zeisel SH, da Costa K-A. Choline: an essential nutrient for public health. Nutr Rev. 2009;67(11):615-623. DOI: 10.1111/j.1753-4887.2009.00246.x.
  4. Corbin KD, Zeisel SH. Choline metabolism provides novel insights into nonalcoholic fatty liver disease and its progression. Curr Opin Gastroenterol. 2012;28(2):159-165. DOI: 10.1097/MOG.0b013e32834e7b4b.
  5. Mehedint MG, Zeisel SH. Choline's role in maintaining liver function: new evidence for epigenetic mechanisms. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2013;16(3):339-345. DOI: 10.1097/MCO.0b013e3283600d46.
  6. Sherriff JL, O'Sullivan TA, Properzi C, Oddo J-L, Adams LA. Choline, Its Potential Role in Nonalcoholic Fatty Liver Disease, and the Case for Human and Bacterial Genes. Adv Nutr. 2016;7(1):5-13. DOI: 10.3945/an.114.007955.
  7. Fischer LM, daCosta KA, Kwock L, et al. Sex and menopausal status influence human dietary requirements for the nutrient choline. Am J Clin Nutr. 2007;85(5):1275-1285. DOI: 10.1093/ajcn/85.5.1275.
  8. Yu D, Shu X-O, Xiang Y-B, et al. Higher dietary choline intake is associated with lower risk of nonalcoholic fatty liver in normal-weight Chinese women. J Nutr. 2014;144(12):2034-2040. DOI: 10.3945/jn.114.197533.
  9. Mazidi M, Katsiki N, Mikhailidis DP, Banach M. Adiposity may moderate the link between choline intake and non-alcoholic fatty liver disease. J Am Coll Nutr. 2019;38(7):633-639. DOI: 10.1080/07315724.2018.1507011.
  10. Guerrerio AL, Colvin RM, Schwartz AK, et al. Choline intake in a large cohort of patients with nonalcoholic fatty liver disease. Am J Clin Nutr. 2012;95(4):892-900. DOI: 10.3945/ajcn.111.020156.
  11. Buchman AL, Dubin MD, Moukarzel AA, et al. Choline deficiency: a cause of hepatic steatosis during parenteral nutrition that can be reversed with intravenous choline supplementation. Hepatology. 1995;22(5):1399-1403. DOI: 10.1002/hep.1840220510. (Pilotstudie, n = 4.)
  12. EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies (NDA). Dietary Reference Values for choline. EFSA Journal. 2016;14(8):4484. DOI: 10.2903/j.efsa.2016.4484.
  13. Patterson KY, Bhagwat SA, Williams JR, Howe JC, Holden JM. USDA Database for the Choline Content of Common Foods, Release 2. U.S. Department of Agriculture, Agricultural Research Service; 2008.
  14. Resseguie ME, da Costa K-A, Galanko JA, Patel M, Davis IJ, Zeisel SH. Aberrant estrogen regulation of PEMT results in choline deficiency-associated liver dysfunction. J Biol Chem. 2011;286(2):1649-1658. DOI: 10.1074/jbc.M110.106922.
  15. Innis SM, Davidson AG, Chen A, Dyer R, Melnyk S, James SJ. Increased plasma homocysteine and S-adenosylhomocysteine and decreased methionine is associated with altered phosphatidylcholine and phosphatidylethanolamine in cystic fibrosis. J Pediatr. 2003;143(3):351-356. DOI: 10.1067/S0022-3476(03)00326-3.
  16. Tang WHW, Wang Z, Levison BS, et al. Intestinal microbial metabolism of phosphatidylcholine and cardiovascular risk. N Engl J Med. 2013;368(17):1575-1584. DOI: 10.1056/NEJMoa1109400.
  17. De Jesus Moreno Moreno M. Cognitive improvement in mild to moderate Alzheimer's dementia after treatment with the acetylcholine precursor choline alfoscerate: a multicenter, double-blind, randomized, placebo-controlled trial. Clin Ther. 2003;25(1):178-193. DOI: 10.1016/s0149-2918(03)90023-3.
  18. Secades JJ, Gareri P. Citicoline: pharmacological and clinical review, 2022 update. Rev Neurol. 2022;75(S5):S1-S89. DOI: 10.33588/rn.75s05.2022311.
  19. Wang Z, Klipfell E, Bennett BJ, et al. Gut flora metabolism of phosphatidylcholine promotes cardiovascular disease. Nature. 2011;472(7341):57-63. DOI: 10.1038/nature09922.
  20. Rinella ME, Lazarus JV, Ratziu V, et al. A multisociety Delphi consensus statement on new fatty liver disease nomenclature. Hepatology. 2023;78(6):1966-1986. DOI: 10.1097/HEP.0000000000000520.
Regresar al blog