Arginin (L-Arginin)

L-Arginin ist eine essentielle Aminosäure bei Jugendlichen, die aber mit zunehmendem Alter semiessentiell wird. Denn L-Arginin wird bei den meisten Säugetieren einschließlich dem Menschen aus den Aminosäuren Glutamat, Glutamin und Prolin in den Mitochondrien der Enterocyten über die intestinale-renale Achse synthetisiert. Neben der Niere können nahezu alle Zelltypen Citrullin in Arginin konvertieren. Dazu gehören Adipozyten, Endothelzellen, Enterozyten, Makrophagen, Neuronen und Myozyten. In Nahrungsmitteln findet man vor allem in Seafood, Wassermelonensaft, Nüssen, Fleisch, Reis- und Sojaprotein hohe Mengen Arginin, eher weniger Arginin ist in Milch und Milchprodukten enthalten.

Der Abbau von L-Arginin erfolgt über mehrere Wege. Durch das Enzym Arginase wird L-Arginin in L-Ornithin, einer Vorstufe von  Polyaminen und Harnstoff, umgewandelt. Große Bedeutung liegt in der Rolle von L-Arginin bei der Synthese von Stickoxid (NO), einem freien Radikalmolekül, das in allen Zellen aus L-Arginin über drei verschiedene NO-Synthasen synthetisiert wird. NO scheint die Hauptform des EDNF (endothelium-derived relaxing factor) zu sein. Verschiedene Erkrankungen, assoziiert mit vaskulärer Dysfunktion wie Arteriosklerose, Diabetes, Bluthochdruck oder Präklampsie, hängen mit einer veränderten Stickoxid-Signalstruktur zusammen. Ein bekannter Mechanismus, der zu diesen Veränderungen führt, kann eine verringerte Bioverfügbarkeit von L-Arginin und Tetrahydrobiopterin (BH4) sein.

L-Arginin dient als Vorstufe von Creatin, das eine wichtige Rolle im Energiemetabolismus von Muskel- und Nervenzellen spielt. Die Creatinsynthese aus L-Arginin reguliert die Verfügbarkeit eines Methylgruppendonors für andere Methylierungsreaktionen, zum Beispiel für die Bildung von Methionin aus Homocystein. Somit beeinflusst L-Arginin indirekt den Methylierungsmetabolismus im gesamten Körper.

L-Arginin wird schließlich auch benötigt, um den extrem neurotoxischen Ammoniak aus dem zentralen Nervensystem zu entgiften.