Cholin

Cholin, ein wichtiger essentieller Nährstoff, wird weit weniger beachtet als es ihm zusteht.(1) Cholin ist als Vorläufer von Phospholipiden (Phosphatidylcholin, Sphingomyelin), PAF (Plättchenaktivierender Faktor), Plasmalogenen, Acetylcholin, Betain und Dimethylglycin an wichtigen physiologischen Prozessen im Körper beteiligt.(2) Als Vorläufer des Methyldonors Betain beeinflusst Cholin die Genexpression. Tierstudien legen nahe, dass ein guter Cholinstatus zu einem längeren Leben mit mehr gesunden Lebensjahren beiträgt.(3) Die Cholinzufuhr und der Cholinbedarf der Menschen sind sehr unterschiedlich, und es ist wahrscheinlich, dass viele Menschen weniger Cholin zu sich nehmen, als sie benötigen. Von entscheidender Bedeutung ist eine hohe Zufuhr von Cholin während der Schwangerschaft und Stillzeit. Cholin spielt eine äußerst wichtige Rolle bei der neurokognitiven Entwicklung des Kindes und beeinflusst durch eine (anhaltende) epigenetische Programmierung die Gesundheit und das Risiko für chronische Krankheiten im späteren Leben.

Das quaternäre Ammoniumsalz Cholin (siehe Abbildung 1) wurde 1849 von dem deutschen Chemiker Strecker entdeckt. Einhundertfünfzig Jahre später (1998) wurde Cholin als essentieller (Vitamin-B-ähnlicher) Nährstoff anerkannt, obwohl der Körper in der Leber selbst (Phosphatidyl-)Cholin durch (folatabhängige) Methylierung von Phosphatidylethanolamin herstellen kann, wobei S-Adenosylmethionin (SAMe) als Methyldonor fungiert.(4,5) Bei der endogenen Synthese von Cholin wird SAMe verbraucht, während Cholin aus der Nahrung (über Betain) wiederum zu einer Zunahme von SAMe führt (siehe Abbildung 2). Aufgrund des höheren Östrogenspiegels ist die Cholinproduktion bei prämenopausalen Frauen etwas höher als bei Männern und postmenopausalen Frauen.(6) Die körpereigene Cholinsynthese des Menschen ist jedoch zu gering, um den täglichen Bedarf zu decken.(7) In der Nahrung kommt Cholin hauptsächlich in Form von Phosphatidylcholin (Lecithin), freiem Cholin, Phosphocholin, Sphingomyelin, Glycerophosphocholin und Lysophosphatidylcholin vor.(1,4,8) Gute Nahrungsquellen für Cholin sind Eier, Fleisch, Leber, Geflügel, Fisch, Soja und Weizenkeime, während Getreide, Hülsenfrüchte, Nüsse, Obst, Gemüse (Kohlarten) und Milchprodukte geringere Mengen an Cholin enthalten. Die Umstellung auf eine überwiegend oder vollständig pflanzliche Ernährung erhöht das Risiko eines Cholinmangels.(9) Cholin kann auf Wunsch als Nahrungsergänzung zugeführt werden, zum Beispiel in Form von Cholinbitartrat, Cholinchlorid oder Phosphatidylcholin.

Abbildung 1: Strukturformel von Cholin (2-Hydroxyethyl-trimethylammonium)

Abbildung 2. Homocystein-Metabolismus

(a) Homocystein wird zu Methionin (re)methyliert und erhält die Methylgruppe von 5-MTHF (5-Methyltetrahydrofolat) oder Betain. Homocystein kann auch in Cystein umgewandelt werden.

(b) Methionin ist die Vorstufe von SAMe (S-Adenosylmethionin, dem universellen Methyldonor). SAMe ist für die Bildung von Phosphatidylcholin aus Phosphatidylethanolamin (endogene Synthese von Cholin) erforderlich. Phosphatidylcholin kann auch aus Cholin aus der Nahrung hergestellt werden (CDP-Syntheseweg).

Phospholipide: Ein Großteil des Cholins aus der Nahrung wird für die Synthese von Phospholipiden (Phosphatidylcholin, Sphingomyelin) verwendet. Diese sind für die Struktur und Funktion (Signalübertragung, Stofftransport) der Zellmembranen wichtig und bilden einen Bestandteil der Lipoproteine. Phospholipide sind Vorläufersubstanzen von Diacylglycerin und Ceramid, die bei der intrazellulären Signalübertragung eine Rolle spielen. Phosphatidylcholin ist das wichtigste Phospholipid in Zellmembranen, Gallenflüssigkeit und Lipoproteinen wie VLDL und HDL. Phosphatidylcholin spielt eine Rolle im Fettstoffwechsel, beim Transport von Fetten und Cholesterin und bei der Ausscheidung von Cholesterin mit der Gallenflüssigkeit. Sphingomyelin bildet die Myelinscheide um Nervenzellfortsätze und sorgt für eine effiziente Übertragung von Nervenimpulsen. Cholinmangel führt unter anderem zu Leberverfettung und 'undichten' Zellmembranen.(8,10,11)

PAF: Cholin ist Bestandteil des Phospholipids PAF (Plättchenaktivierender Faktor), das unter anderem für die Blutgerinnung, Entzündungen, die Wundheilung, die Angiogenese, die Signalübertragung in Zellen, die Einnistung der befruchteten Eizelle in die Gebärmutter, die Entwicklung des Fötus und die Einleitung der Wehen wichtig ist.(12) Im Gehirn spielt PAF unter anderem eine Rolle bei der Genexpression, der Übertragung von Nervenimpulsen, der Gedächtnisbildung und der Vermehrung und Differenzierung von Nervenzellen.(13)

Plasmalogene: Cholin ist Bestandteil der Plasmalogene, die in hoher Konzentration im Herzmuskelgewebe vorhanden und wichtig für die Pumpfunktion des Herzens sind.(12)

Acetylcholin: Der Neurotransmitter Acetylcholin wird in cholinergen Neuronen im Gehirn und im peripheren Nervensystem gebildet. Die cholinerge Neurotransmission ist wichtig für die kognitiven Funktionen, die Stimmung, die zirkadianen Rhythmen, die Kontrolle der (Skelett-)Muskeln (über die motorischen Neuronen) und die Aktivität des (para)sympathischen Nervensystems, das unbewusst Prozesse wie Atmung, Herzschlag, Blutdruck, (Energie-)Stoffwechsel, Immunsystem und Verdauung reguliert. Die Synthese von non-neuronalem Acetylcholin erfolgt unter anderem in Muskelgewebe, Epithelzellen (Atemwege, Verdauungstrakt, Urogenitaltrakt, Haut), Gefäßendothel, Plazenta und Immunzellen (Lymphozyten, Makrophagen, Mastzellen).(2,14) Über die Funktionen von non-neuronalem Acetylcholin ist noch nicht viel bekannt, aber man nimmt an, dass es an grundlegenden Zellfunktionen wie Genexpression, Zellteilung und -differenzierung, Kontakt zwischen Zellen (Tight Junctions, Gap Junctions), Bildung des Zytoskeletts, Zellmigration, Sekretion und Absorption beteiligt ist.(14) Non-neuronales Acetylcholin trägt auch zur Regulation des Immunsystems (Freisetzung von Zytokinen, Teilung, Aktivierung und Hemmung von Immunzellen) und zur Erhöhung der Barrierefunktion bei. Cholinerge Bürstenzellen („tuft cells“, chemosensorische Zellen) im Darmepithel spielen möglicherweise eine wichtige Rolle bei der mukosalen Immunität (Immunsystem der Schleimhäute), insbesondere bei Infektionen und Krebs.(15) Wissenschaftler glauben, dass non-neuronales Acetylcholin möglicherweise die Entwicklung von akuten und chronischen Entzündungen, lokalen und systemischen Infektionen, Demenz, Atherosklerose und Krebs beeinflussen kann.(14)

Betain: Cholin kann in der Leber und den Nieren zu Betain (Trimethylglycin, TMG) oxidiert werden. Betain ist an der Osmoregulation beteiligt (Regulation des Zellvolumens, Konstanthaltung des Natrium-Serumspiegels durch die Nieren) und hat eine entzündungshemmende Wirkung (Hemmung von NFκB und des NLRP3-Inflammasoms).(7,16) In erster Linie (re)methyliert Betain als Methyldonor in der Leber Homocystein über das Enzym Betain-Homocystein-Methyltransferase (BHMT) zu Methionin, der Vorstufe von SAMe (S-Adenosylmethionin, dem universellen Methyldonor), siehe Abbildung 2. Cholin beeinflusst (über Betain/SAMe) die Methylierung von DNA und Histonen und damit die Genexpression. Folat (in Form von 5-MTHF, 5-Methyltetrahydrofolat) recycelt ebenfalls Homocystein und normalerweise wird auf beiden Routen etwa die Hälfte des vorhandenen Homocysteins recycelt. Das aus Betain gebildete Dimethylglycin (DMG) ist als Methyldonor an verschiedenen biochemischen Reaktionen im Körper beteiligt.

Die Umwandlung von Cholin zu Betain ist irreversibel. Zwischen den Methyldonoren Betain und Folsäure besteht eine starke Wechselwirkung. Bei einem Folatmangel (oder einer erschwerten Umwandlung von Folat zu 5-Methyltetrahydrofolat (5-MTHF) oder einem Mangel an Vitamin B12) ist der Cholinbedarf erhöht, da mehr Cholin zur Remethylierung von Homocystein in Betain umgesetzt wird.(7) Umgekehrt wirkt eine gute Versorgung mit Folat/5MTHF und Vitamin B12 cholinerhaltend. Cholin und Folsäure können einander jedoch nicht vollständig ersetzen. Eine niedrige Cholinzufuhr ist mit einem Anstieg des Homocysteinspiegels assoziiert, während eine höhere Zufuhr von Cholin (oder Betain) den Homocysteinspiegel senkt, auch bei ausreichender Zufuhr von Folsäure und anderen B-Vitaminen.(6,17-19) Ein Anstieg des Homocysteinspiegels aufgrund von Cholinmangel (und/oder Mangel an Folsäure und anderen beteiligten B-Vitaminen) wird u. a. mit einem erhöhten Risiko für Neuralrohrdefekte, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Knochenbrüche, Krebs, kognitiven Leistungsabfall und Demenz in Verbindung gebracht.(17,18)

Bisher ist es den Wissenschaftlern noch nicht gelungen, genau zu bestimmen, wie hoch der Cholinbedarf eigentlich ist, und auf dieser Grundlage eine RDA, die empfohlene Tagesdosis, zu ermitteln. Daher wird auf die adäquate Zufuhrmenge AI (Adequate Intake) zurückgegriffen, die bei etwa 7-7,5 mg/kg/Tag liegt. Die AI für Cholin wurde in Europa von der EFSA (Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit) und in den Vereinigten Staaten vom IOM (Institute of Medicine) festgelegt, siehe die Tabellen 1 und 2.(4,5) Die Vermeidung von Leberschäden und Leberfunktionsstörungen aufgrund eines Cholinmangels, gemessen anhand des ALAT-Serumspiegels (Alanin-Aminotransferase), ist das Hauptkriterium für die Festlegung der AI bei gesunden Erwachsenen.(1) Ein Cholinmangel führt auch zu Muskelschäden (Anstieg des Blutspiegels der Kreatinphosphokinase). Die AI zielt eher auf die Vorbeugung von Symptomen eines Cholinmangels ab als auf eine optimale Gesundheit und Krankheitsprävention.

Darüber hinaus hat eine Interventionsstudie mit gesunden Erwachsenen gezeigt, dass die tägliche Cholindosis, die ausreicht, um Leber- und/oder Muskelfunktionsstörungen aufgrund von Cholinmangel (mit Anstieg der ALAT und/oder Kreatinphosphokinase) zu verhindern oder zu behandeln, von Person zu Person sehr unterschiedlich sein kann.(6) Einige der Teilnehmer (Männer und postmenopausale Frauen) benötigten (viel) mehr als 550 mg Cholin pro Tag (bezogen auf ein Gewicht von 70 kg), einige etwa 825 mg Cholin pro Tag.(6)

Der Cholinbedarf hängt zum Teil vom Östrogenspiegel und der Aufnahme von Methionin, Folsäure, Vitamin B12 und Betain (das in geringen Mengen in grünem Blattgemüse, Getreide, Fisch, Fleisch und Geflügel enthalten ist) ab. Dabei verursacht eine Reihe häufig vorkommender genetischer Varianten (Polymorphismen) von Enzymen, die am Stoffwechsel von Cholin und Folat beteiligt sind, eine (starke) Erhöhung des individuellen Cholinbedarfs.(1,20-24) Dies ist bei schätzungsweise einem Drittel bis der Hälfte der US-Bevölkerung der Fall, insbesondere bei Personen mit europäischen Wurzeln.(1) Wie hoch der individuelle Cholinbedarf ist, lässt sich also nicht so einfach bestimmen. Ein weiteres Problem ist, dass es noch keine zuverlässigen Labortests zur Messung des Cholinstatus gibt.

Tabelle 1: Adäquate Zufuhrmenge / Adequate Intake AI (mg/Tag) von Cholin (EFSA)(4)

 Tabelle 2: Adäquate Zufuhrmenge / Adequate Intake AI (mg/Tag) von Cholin (IOM)(5)

In Europa wurden zwischen 2000 und 2012 in mehreren Ländern, darunter auch in den Niederlanden, Reihenuntersuchungen zur Cholinaufnahme durchgeführt.(25) Die Cholinaufnahme variiert stark und liegt oft unter der AI. In den Niederlanden nehmen erwachsene Männer 241 bis 707 mg Cholin pro Tag (durchschnittlich 448 mg/Tag) auf und erwachsene Frauen 185 bis 543 mg pro Tag (durchschnittlich 334 mg/Tag). Auch bei Jugendlichen und älteren Menschen ist die (durchschnittliche) Cholinaufnahme eher dürftig. In den Vereinigten Staaten nehmen nur 11 % der Erwachsenen (8 % der schwangeren Frauen) ausreichend Cholin mit der Nahrung auf, wobei die durchschnittliche Cholinaufnahme bei 300 mg/Tag liegt.(1,7,26) Risikogruppen für einen (schweren) Cholinmangel sind Vegetarier und Veganer (in einer US-Studie lag die Cholinaufnahme bei Vegetariern bei durchschnittlich 192 mg/Tag), schwangere oder stillende Frauen, Alkoholiker und Menschen mit einem erhöhten Cholinbedarf aufgrund genetischer Polymorphismen.(1) Eine ergänzende Zufuhr von Cholin (schätzungsweise 100-500 mg/Tag oder mehr) kann erforderlich sein. Die sichere Obergrenze (UL, tolerable upper intake level) für die Aufnahme von Cholin (aus Lebensmitteln und Nahrungsergänzungsmitteln) liegt bei 3500 mg/Tag (Alter über 18 Jahre, auch während der Schwangerschaft und Stillzeit), 3000 mg/Tag (14-18 Jahre), 2000 mg/Tag (9-13 Jahre) und 1000 mg/Tag (1-8 Jahre).(5,25)

Ein zu niedriger Cholinstatus stört den Fettstoffwechsel in der Leber, fördert die Insulinresistenz, führt zu vermehrten DNA-Schäden und Zelltod (Apoptose, Nekrose), verursacht Veränderungen in der Genexpression (Abnahme der Methylierung von DNA und Histonen, insbesondere in Kombination mit einem Folsäuremangel) und erhöht die Blutspiegel von Homocystein und Harnsäure. Ein Cholinmangel geht mit einer (nichtalkoholischen) Fettleber und Funktionsstörungen der Leber, der Muskeln und des Gehirns einher (Studien am Menschen) und kann auch zu Nierenfunktionsstörungen, Blutungen und Wachstumsverzögerungen führen (Tierstudien).(6,25,27) Bei Personen mit Cholinmangel kann Sport zu einem übermäßigen Verlust von Muskelgewebe führen.

Zudem gibt es Hinweise darauf, dass das Risiko für Angststörungen, (altersbedingten) kognitiven Abbau, neurodegenerative Erkrankungen, Krebs und (beschleunigte) Arteriosklerose bei geringer Cholinaufnahme im Laufe der Zeit erhöht ist.(2,28-31) In einer Humanstudie wurde eine geringe Cholinaufnahme bei gesunden Erwachsenen mit erhöhten Biomarkern für (chronische) niedriggradige Entzündungen (CRP, IL-6, TNF-α) in Verbindung gebracht.(32) Unter anderem spielt eine chronische niedriggradige Entzündung eine Rolle bei der Entstehung der Atherosklerose.

Cholin ist während des gesamten Lebens für die Gesundheit wichtig. Vor allem in der Pränatalzeit (Fetalperiode) und in den ersten Lebensjahren wird viel Cholin für Wachstum und Entwicklung benötigt. Eine zu geringe Versorgung mit Cholin kann weitreichende Folgen für die Gesundheit des Kindes haben, auch auf lange Sicht.(7) Es ist wichtig, dass Frauen, die schwanger sind oder stillen, dies wissen und auf eine ausreichend hohe Cholinzufuhr achten, auch um einen Cholinmangel bei sich selbst zu vermeiden.(1) Die Transportsysteme in der Plazenta und Brustdrüse entziehen der Mutter viel Cholin. Die Plasma- und Gewebespiegel von Cholin sind beim Kind sechs- bis zehnmal höher als bei der Mutter.(7) Es gibt immer mehr wissenschaftliche Beweise dafür, dass der AI-Wert (adäquate tägliche Zufuhrmenge) für Cholin während der Schwangerschaft und Stillzeit zu niedrig ist. Derzeit empfiehlt es sich, die Cholinaufnahme auf maximal 1000 mg (aus Nahrungsmitteln und Nahrungsergänzungsmitteln) pro Tag zu erhöhen. Zur optimalen Tagesdosis sind weitere Untersuchungen erforderlich.(1,8,34,35)

Prävention angeborener Fehlbildungen

In einer kanadischen prospektiven Studie mit 180.000 schwangeren Frauen wurde ein starker linearer, inverser Zusammenhang zwischen der täglichen Cholinaufnahme und dem Risiko von Neuralrohrdefekten beim Kind festgestellt.(36) Eine unzureichende Cholinaufnahme wird auch mit anderen angeborenen Anomalien in Verbindung gebracht, darunter Schisis (Hasenscharte), Herzfehler und Hypospadie (die Harnröhre mündet nicht an der Penisspitze).(1,2) Das Risiko von Geburtsfehlern beim Baby ist besonders bei Müttern mit einem aufgrund von genetischen Polymorphismen gesteigerten Cholinbedarf erhöht.(1,24,37)

Gesunde Plazenta

Der Fötus erhält Sauerstoff und alle Nährstoffe über die Plazenta. Für eine gesunde und gut funktionierende Plazenta ist eine ausreichende Zufuhr von Cholin während der gesamten Schwangerschaft wichtig.(1,8) In einer Humanstudie nahmen Frauen im dritten Schwangerschaftsdrittel 12 Wochen lang 930 oder 480 mg Cholin pro Tag ein.(34) In der Plazenta von Frauen, die die hohe Cholindosis einnahmen, verbesserte sich die Expression mehrerer Gene, die an der Bildung von Blutgefäßen und Kapillaren beteiligt sind.(1,34) Auch war die Entzündungsaktivität in der Plazenta geringer. Die Plazenta produzierte signifikant weniger sFLT-1 (soluble Fms-like tyrosine kinase-1), ein Protein, das die Angiogenese (Neubildung von Blutgefäßen aus bestehenden Blutgefäßen) hemmt und mit einem höheren Risiko für Plazenta-Funktionsstörungen, fetale Wachstumsverzögerung und Präeklampsie (Schwangerschaftsintoxikation) verbunden ist.(8,34,38) Die Absenkung des sFLT-1-Wertes könnte auf eine erhöhte Acetylcholin-Synthese und -Aktivität in der Plazenta von Frauen mit hoher Cholinaufnahme zurückzuführen sein.(34)

Prävention einer Hyperhomocysteinämie

Eine optimale Cholinaufnahme führt (zusammen mit anderen essentiellen Nährstoffen, die an Methylierungsprozessen beteiligt sind) zu einer Senkung des Homocysteinspiegels. Ein erhöhter Homocysteinspiegel während der Schwangerschaft ist mit einem größeren Risiko für Präeklampsie, fetale Wachstumsverzögerung, wiederholte Fehlgeburten, Totgeburten, Frühgeburten, Neuralrohrdefekte, tiefe Venenthrombosen und Plazentarupturen verbunden.(24,39)

Prä- und postnatale neurokognitive Entwicklung

Es gibt immer mehr wissenschaftliche Beweise aus Tier- und Humanstudien, dass die Verfügbarkeit einer reichlichen Cholinversorgung während der Fetalperiode und im Kindesalter in hohem Maße zu einer optimalen neurokognitiven Entwicklung beiträgt.(1,7,8,40-42) Cholin ist u. a. wichtig für die Synthese von Phospholipiden (Gewebewachstum, Myelinisierung), die Aufnahme von DHA im Gehirn, die Genexpression und die Synthese von Acetylcholin. Acetylcholin beeinflusst beispielsweise die Teilung und Differenzierung von Progenitorzellen, die Bildung von Neuronen und Gliazellen, die synaptische Plastizität und die Entwicklung des Hippocampus (wichtig für Aufmerksamkeit, Lernen und Gedächtnis).(8) Auch für die Sehfunktion (Netzhautentwicklung) ist Cholin wichtig.(43)

In einer Beobachtungsstudie war die (visuelle) Gedächtnisfunktion von 7-jährigen Kindern besser entwickelt, wenn die Mutter während der Schwangerschaft eine Cholinzufuhr in der Größenordnung der AI anstelle einer Zufuhr von etwa 50 % der AI hatte.(41)

Die AI für Cholin für schwangere Frauen (480 mg/Tag) ist wahrscheinlich nicht ausreichend, um eine optimale neurokognitive Entwicklung des Kindes zu gewährleisten. Dies zeigt unter anderem eine kürzlich durchgeführte kontrollierte Ernährungsstudie.(8,35) Die Aufnahme von 930 mg Cholin pro Tag (380 mg aus der Nahrung, 550 mg aus einem Nahrungsergänzungsmittel) während des dritten Trimesters führte im Vergleich zu einer Aufnahme von 480 mg pro Tag (380 mg aus der Nahrung, 100 mg aus einem Nahrungsergänzungsmittel) zu einer signifikanten Steigerung der Informationsverarbeitungsgeschwindigkeit des Säuglings, die im Alter von 1, 7, 10 und 13 Monaten gemessen wurde.(35) Auch im Vorfeld der Studie wurde schon eine günstige Wirkung auf die Geschwindigkeit der Informationsverarbeitung erkannt, wobei ein linearer Zusammenhang für die Dauer der Exposition gegenüber der höheren Cholindosis gefunden wurde. (35) Die Geschwindigkeit der Informationsverarbeitung bei Säuglingen ist ein guter Prädiktor für die kognitive Leistung im späteren Leben.

Im Alter von 7 Jahren wurden die Kinder erneut getestet. Die Kinder von Müttern mit der hohen Cholinzufuhr schnitten im Vergleich zur Kontrollgruppe in den Bereichen Aufmerksamkeit, Gedächtnis und Problemlösungsfähigkeit signifikant besser ab.(1,44) Es sind weitere Forschungen erforderlich, auch um festzustellen, ob die beobachteten positiven Auswirkungen auf die Gehirnfunktion bis ins hohe Alter anhalten, wie dies in Tierstudien gezeigt wurde.(1,8)

Epigenetische (fetale) Programmierung

Cholin (als Vorläufersubstanz von Betain) beeinflusst die Methylierung von DNA und Histonen (Proteine, um die die DNA gewickelt ist), zwei wichtige epigenetische Prozesse, die die Genexpression regulieren. Einige der positiven Auswirkungen einer hohen Cholinaufnahme während der Schwangerschaft und Stillzeit auf die Gehirnfunktion und die physiologischen Prozesse des Kindes sind auf eine (anhaltende) epigenetische Programmierung zurückzuführen.(8,39) Nach der DOHaD-Hypothese (Developmental Origins of Health and Disease) beeinflusst die Ernährung während der frühen Entwicklung – insbesondere durch epigenetische Mechanismen – das Risiko für chronische Krankheiten im späteren Leben, darunter Herz-Kreislauf-Erkrankungen, das metabolische Syndrom, Typ-2-Diabetes, Fettleibigkeit, neuropsychiatrische Erkrankungen, Entzündungskrankheiten, Nierenerkrankungen und Krebs.(7,45-50)

• Stresssystem: Eine hohe Cholinzufuhr (930 mg gegenüber 480 mg/Tag) während der Schwangerschaft verringerte in einer Humanstudie die fetalen Plasmacortisolwerte, was vermutlich auf eine Veränderung der Genexpression fetaler Cortisol-regulierender Gene zurückzuführen ist.(1,51) Zudem verringerte sich der Spiegel von CRH (Corticotropin-releasing hormone) in der Plazenta, einem wichtigen Regulator der Stressreaktion bei Mutter und Kind. Wissenschaftler vermuten, dass eine gute Versorgung mit Cholin zu einer optimalen epigenetischen (fetalen) Programmierung des Stresssystems (HHN-Achse, Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse) beim Kind beiträgt, was möglicherweise das Risiko von stressbedingten Erkrankungen im späteren Leben wie z. B. Depressionen, Bluthochdruck und Typ-2-Diabetes verringert.(1,8)
• Prävention von fetalem Überwachstum und (kindlicher) Fettleibigkeit: Bei schwangeren Frauen, die adipös sind und/oder an Schwangerschaftsdiabetes leiden, wächst der Fötus aufgrund einer übermäßigen Zufuhr von Makronährstoffen zu schnell, und es besteht ein hohes Risiko für (kindliche) Fettleibigkeit. Tierstudien deuten darauf hin, dass eine erhöhte Cholinzufuhr fetales Überwachstum verhindert und den Fettsäure- und Glukosestoffwechsel in der Plazenta normalisiert, was zum Teil auf der Beeinflussung des Epigenoms beruht.(8,52)
• Optimale Hirnfunktion: Die positiven Auswirkungen von Cholin auf die neurokognitive Entwicklung sind zum Teil auf eine (nachhaltige) Beeinflussung des Epigenoms zurückzuführen. Tierstudien zeigen, dass eine hohe Cholinzufuhr während der Schwangerschaft mit einer besseren Gehirnfunktion im Erwachsenenalter und einem besseren Schutz vor altersbedingtem kognitivem Abbau assoziiert ist.(8,53)
• Erkrankungen des Gehirns: Präklinische Studien deuten darauf hin, dass eine gute Cholinversorgung in der Fetalperiode und in den ersten Lebensjahren (teilweise aufgrund einer epigenetischen Programmierung) einen besseren Schutz vor neuro(pathophysio)logischen Schäden bietet, die mit Epilepsie, fetalem Alkoholsyndrom, Schizophrenie, Autismus-Spektrum-Störung, Down-Syndrom und Alzheimer einhergehen.(8,44,54-57)

Es gibt deutliche Hinweise darauf, dass eine ausreichende Zufuhr von Cholin, Betain und anderen Methyldonoren das Krebsrisiko senkt, was teilweise auf epigenetische Regulationsmechanismen zurückzuführen ist.(7,58,59) Eine Meta-Analyse von 11 epidemiologischen Humanstudien deutet darauf hin, dass eine geringe Cholinaufnahme (und eine geringe Betainaufnahme) über die Nahrung mit einem signifikant höheren Risiko verbunden ist, an Krebs – darunter Lungenkrebs, Nasenrachenkrebs und Brustkrebs – zu erkranken.(59-61) Eine Erhöhung der Cholin- (und Betain-) Zufuhr um 100 mg pro Tag war mit einer 11%igen Abnahme des Krebsrisikos verbunden.(59) Eine höhere Zufuhr von Cholin und Betain senkt möglicherweise das Risiko von Lungenkrebs, insbesondere bei Rauchern.(60) In einer Meta-Analyse von 28 Beobachtungsstudien am Menschen wurde allein ein höherer Betainspiegel im Blut mit einem um 18 % geringeren Krebsrisiko, insbesondere für Kolorektalkrebs, in Verbindung gebracht.(62) Im US-amerikanischen Long Island Breast Cancer Study Project wurde eine hohe Aufnahme von freiem Cholin mit einem geringeren Brustkrebs-Risiko in Verbindung gebracht.(63) Darüber hinaus war die Aufnahme von Betain, Phosphocholin und freiem Cholin dosisabhängig mit einer Verringerung des Risikos assoziiert, an (Brust-)Krebs zu sterben.(63) Eine chinesische Fall-Kontroll-Studie legt nahe, dass eine hohe Zufuhr von Cholin und Betain den Schutz vor primärem Leberkrebs verbessert.(64)

Cholinmangel führt zu einer Fettlebererkrankung (Steatose) und Steatohepatitis, die bei Menschen mit genetischen Polymorphismen für den Cholinstoffwechsel stärker ausgeprägt ist.(65) Tierstudien deuten außerdem darauf hin, dass Cholinmangel das Risiko für spontanen Leberkrebs erhöht und die Leber für krebserregende Stoffe empfänglicher macht.(66) In einer Humanstudie an postmenopausalen Frauen mit nichtalkoholischer Fettleber wurde eine niedrige Cholinaufnahme mit einer Zunahme der Leberfibrose in Verbindung gebracht.(67)

Cholin ist wichtig für den Fettstoffwechsel, und Tierstudien haben gezeigt, dass eine Cholin-Supplementierung hilft, die Fettmasse zu reduzieren. Eine kanadische Bevölkerungsstudie (3214 Männer und Frauen) zeigt, dass eine höhere Cholinaufnahme über die Nahrung signifikant mit einem niedrigeren Körpergewicht und einer besseren Körperzusammensetzung (geringere Fettmasse, höhere magere (Muskel-)Masse, geringerer Anteil an Bauchfett) assoziiert ist.(68) Um diese positiven Auswirkungen zu bestätigen, sind Interventionsstudien mit Cholin erforderlich.

Viele Sportler, die Judo oder Taekwondo betreiben, wollen vor einem Wettkampf schnell abnehmen, um in eine niedrigere Gewichtsklasse zu kommen. Zu diesem Zweck verwenden sie unter anderem Cholin-Präparate. Eine placebokontrollierte Studie, an der 22 weibliche Judoka und Taekwondo-Sportlerinnen teilnahmen, deutet darauf hin, dass eine Cholin-Supplementierung (1000 mg Cholin zweimal täglich zu den Mahlzeiten) eine Woche lang vor einem Wettkampf tatsächlich zu einer schnelleren Gewichtsabnahme beiträgt.(69) Im Vergleich zur Kontrollgruppe war eine stärkere Abnahme des Body-Mass-Index (BMI) um 12,2 % (gegenüber 7,9 %), eine Abnahme des Körperfetts um 10,2 % (gegenüber 4,1 %) und eine Abnahme der Leptinwerte um 5,7 % (gegenüber 2 %) zu verzeichnen. Die Supplementierung mit Cholin hatte keine unerwünschten Nebeneffekte.

In einer Bevölkerungsstudie (2394 Erwachsene) wurde eine signifikante umgekehrte Korrelation zwischen der Cholinaufnahme über die Nahrung und dem Nüchternblutzucker- und Insulinspiegel sowie dem Grad der Insulinresistenz festgestellt.(70) Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um zu klären, ob eine Cholin-Supplementierung gegen Insulinresistenz, metabolisches Syndrom und Typ-2-Diabetes hilft.

Tierstudien legen nahe, dass eine optimale Cholinzufuhr (oberhalb des derzeitigen AI-Werts) während des gesamten Lebens stark zur Vorbeugung und/oder Hemmung der Alzheimer-Krankheit beiträgt, indem unter anderem die Beta-Amyloid-Synthese blockiert und die Aktivierung der Mikroglia im Gehirn gehemmt wird.(71-73) Die Einnahme von Cholin in Dosen, die mit dem 4,5-fachen der AI für Menschen vergleichbar und niedriger als der UL-Wert sind, hatte positive Auswirkungen auf die Gehirnfunktion, ohne dabei negative Nebeneffekte zu verursachen.(71) Spektakulär ist, dass Wissenschaftler vor kurzem in Tierversuchen gezeigt haben, dass eine pränatale Cholin-Supplementierung über mehrere Generationen hinweg vor der Alzheimer-Krankheit schützt.(74)

In einer norwegischen Bevölkerungsstudie (Hordaland Health Study) wurde ein signifikanter positiver Zusammenhang zwischen der Cholinaufnahme über die Nahrung und der Knochenmineraldichte festgestellt, insbesondere bei Erwachsenen mittleren Alters.(75) Auch der Blutspiegel des Entzündungsmarkers CRP (C-reaktives Protein) stand in umgekehrtem Zusammenhang mit der Cholinaufnahme über die Nahrung. Cholin hat möglicherweise einen positiven Einfluss auf die Knochenqualität, indem es Entzündungen hemmt und den Homocysteinspiegel senkt.(75) Es gibt auch Hinweise aus präklinischen Studien, dass non-neuronales Acetylcholin in Osteoblasten eine wichtige Rolle bei der Knochenbildung und beim Knochenumbau spielt.(76)

Asthmatiker können von einer zusätzlichen Supplementierung mit Cholin profitieren. In einer Humanstudie nahm die Hälfte von 76 Asthma-Patienten (15-45 Jahre) 6 Monate lang ein Cholinpräparat (zweimal täglich 1500 mg Cholinchlorid) ein, während der Rest (Kontrollgruppe) nur die Standardbehandlung (Budesonid, Formoterol, Levosalbutamol nach Bedarf) erhielt.(77) In der Cholingruppe gingen die Asthmasymptome und der Medikamentenverbrauch im Vergleich zur Ausgangssituation und zur Kontrollgruppe deutlich zurück, und die Forscher stellten eine signifikante Abnahme der bronchialen Hyperreaktivität fest, die mit dem Histamin-Provokationstest gemessen wurde.(77) Auch Asthma-assoziierte Biomarker für (allergische) Entzündungen und oxidativen Stress (IL-4, IL-5, TNF-α, Cysteinyl-Leukotrien, Leukotrien B4, 8-Isoprostan) gingen in der Cholingruppe signifikant zurück. Cholin wurde auch an 30 älteren Asthma-Patienten (65 Jahre und älter) getestet. Sie nahmen 6 Wochen lang ein Cholinpräparat (310 mg Cholinbitartrat zweimal täglich) oder ein Placebo ein.(78) Die Cholin-Supplementierung hatte in dieser Pilotstudie keinen signifikanten Einfluss auf die Asthmabeschwerden und die Lungenfunktion. Die Untersucher halten Folgestudien mit mehr Asthmatikern, einer höheren Cholin-Tagesdosis und einer längeren Behandlungsdauer für sinnvoll.(78)

Die Supplementierung mit Cholin kann die Symptome der allergischen Rhinitis lindern. In einer Cross-over-Studie mit 60 Probanden mit allergischer Rhinitis wurden zwei Therapiemethoden miteinander verglichen: die orale Einnahme von Cholin (in Form von Tricholincitrat, dreimal täglich 500 mg) und die Anwendung von Budesonid-Nasenspray (zweimal täglich 200 µg).(79) Budesonid-Nasenspray linderte die Symptome bei 76 % der Probanden, während das Cholinpräparat 43 % von ihnen half.

Mukoviszidose (zystische Fibrose) ist eine schwere Erbkrankheit, die durch Mutationen des CFTR-Gens (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator gene, Gen für den Mukoviszidose-Transmembran-Leitwertregulator) verursacht wird. Die Schleimhäute sondern zähen, klebrigen Schleim ab, der insbesondere in den Atemwegen, der Leber, den Gallengängen, der Bauchspeicheldrüse und den Darmwegen zu Verstopfungen führt – mit allen damit verbundenen Folgen. Menschen mit Mukoviszidose sterben oft an Lungen- und/oder Leberversagen. Wissenschaftler vermuten, dass chronischer Cholinmangel die Verschlechterung der Lungen- und Leberfunktion beschleunigen kann. Der Cholinbedarf ist bei Mukoviszidose erhöht. Die exokrine Pankreasinsuffizienz verringert den Abbau von Phosphatidylcholin in der Galle, was die Wiederaufnahme von Cholin (enterohepatischer Kreislauf) verringert und den Verlust von Cholin mit den Fäzes erhöht.(80) Eine unzureichende Cholinaufnahme über die Nahrung und eine Malabsorption tragen ebenfalls zu einem Cholinmangel bei. In einer Pilotstudie mit 10 Erwachsenen (18-45 Jahre) mit Mukoviszidose, die 84 Tage lang dreimal täglich 1 Gramm Cholinchlorid (2,2 Gramm Cholin pro Tag) einnahmen, normalisierte sich der Cholinstatus. Dies ging mit einer signifikanten Verbesserung der Lungenfunktion und einer signifikanten Abnahme der Leberverfettung einher.(80) Diese Ergebnisse legen nahe, dass die Korrektur des Cholinmangels bei Mukoviszidose klinisch relevant ist. Weitere Untersuchungen sind erforderlich.

Eine sehr hohe Cholinzufuhr (7,5-20 g/Tag), die weit über der empfohlenen Obergrenze für die Cholinaufnahme (UL) liegt, kann unter anderem zu Hypotonie, fischigem Körpergeruch, Magen-Darm-Beschwerden, Lebertoxizität, übermäßigem Speichelfluss und starkem Schwitzen führen.(1) Der Fischgeruch wird durch eine übermäßige Produktion und Ausscheidung von TMA (Trimethylamin), einem bakteriellen Cholin-Metaboliten, verursacht.

Cholin und Betain senken den Homocysteinspiegel, einen Risikofaktor für Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Andererseits können Cholin und Betain von Darmbakterien in TMA (Trimethylamin) umgewandelt werden, das dann nach der Aufnahme in der Leber zu TMAO (Trimethylamin-N-oxid) umgesetzt werden kann. TMAO wird unter anderem mit beschleunigter Arteriosklerose, erhöhtem Thromboserisiko, Nierenerkrankungen und Kolorektalkrebs in Verbindung gebracht.(2,81,82) Die TMAO-Produktion ist höher, wenn im Magen-Darm-Trakt ein abnormales (höheres) Verhältnis von Firmicutes- zu Bacteroides-Bakterien besteht, wie dies beim metabolischen Syndrom und bei Fettleibigkeit der Fall ist.(44) Erhöhte TMAO-Werte bei Krankheiten sind möglicherweise eher ein Biomarker für Dysbiose (ein ungesundes Darmmikrobiom), als dass sie eine kausale Rolle im Krankheitsprozess spielen.(44,83-85) Wasserlösliche Ballaststoffe und Trigonellin aus Bockshornklee wirken der intestinalen Dysbiose entgegen und verringern die TMA-Produktion.(86,87) Bislang gibt es keine Beweise für einen signifikanten Zusammenhang zwischen der Cholinaufnahme und dem Risiko von Herz-Kreislauf-Erkrankungen.(1,44,88,89)

• Allergie/Überempfindlichkeit gegenüber Cholin, Lecithin, Phosphatidylcholin
• Hohe Cholin-Dosen (ca. 3500 mg/Tag) sind kontraindiziert bei Depressionen, der Parkinsonschen Krankheit und schweren Leber- und Nierenerkrankungen.(5)

• Eine hohe Dosis Cholin kann den Blutdruck und/oder den Blutzuckerspiegel senken. Dies sollte bei der Einnahme von Diabetes-Medikamenten oder blutdrucksenkenden Medikamenten beachtet werden.
• Eine Cholin-Supplementierung (350 mg/Tag als Cholinbitartrat) kann die Wirksamkeit von Lithium bei einer bipolaren Störung erhöhen.(90)
• Cholin und DHA haben eine synergistische Wirkung (in Form von Phosphatidylcholin-DHA), auch auf die neurokognitive und visuelle Entwicklung von Föten und (jungen) Kindern.(8,91)
• Eine Supplementierung mit Cholin, DHA und Vitamin E führt bei Kindern (4-16 Jahre) mit nichtalkoholischer Fettleber in Kombination mit Ernährung und Bewegung zu einer besseren Wiederherstellung der Leberstruktur und -funktion als die Supplementierung mit den einzelnen Nährstoffen.(92)
• Eine prä- und/oder postnatale Cholin-Supplementierung (Kindheit, Jugend) trägt dazu bei, Verhaltensänderungen sowie neurologische und kognitive Schäden zu begrenzen, die durch die pränatale Exposition gegenüber hohen Alkoholkonzentrationen (fetales Alkoholsyndrom, fetale Alkoholspektrumstörung, FASD) verursacht werden (Tierstudien, Humanstudie).(93-98) Ein hoher Alkoholkonsum während der Schwangerschaft führt auch zu einer Wachstumsverzögerung des Fötus. In einer Humanstudie führte eine Cholin-Supplementierung (1000 mg Cholin (Bitartrat) zweimal täglich während der zweiten Hälfte der Schwangerschaft) bei alkoholabhängigen Frauen im Vergleich zu Placebo zu einem besseren Aufholwachstum nach der Geburt und einer besseren kognitiven Entwicklung des Babys.(99)
• Cholin und Folat haben eine synergistische Wirkung, auch während des Wachstums und der Entwicklung des Fötus.(39) Eine geringe Folsäurezufuhr erhöht den Cholinverbrauch und umgekehrt. Achten Sie auf eine ausreichende Zufuhr von Cholin und Folsäure.
• Wasserlösliche Ballaststoffe und Trigonellin, ein Alkaloid aus Bockshornklee (Trigonella foenum-graecum), reduzieren die unerwünschte Umsetzung von Cholin zu TMA (Trimethylamin) durch (pathogene) Darmbakterien, indem sie unter anderem einer Darmdysbiose entgegenwirken (präklinische Studien).(86,87)
• Eine Cholin-Supplementierung hemmt möglicherweise die negativen (epigenetischen) Auswirkungen des Rauchens in der Adoleszenz auf das Verhalten und die Gehirnfunktion (Aufmerksamkeit, Lernen, Gedächtnis, Aktivität des präfrontalen Kortex) (Tierstudie).(100)
• Cholin, L-Carnitin und Koffein haben eine synergistische Wirkung bei der Stimulierung der mitochondrialen Fettsäureoxidation und der Senkung des Körperfettanteils (Tierstudie).(101) Cholin hat eine L-Carnitin erhaltende Wirkung, indem es die renale Ausscheidung von L-Carnitin verringert. Die Einnahme von Cholin (940 mg/Tag) und L-Carnitin (680 mg/Tag) über einen Zeitraum von 21 Tagen durch gesunde Frauen stimuliert die Fettsäureverbrennung und verringert die Lipidoxidation in Verbindung mit leichter körperlicher Betätigung (Humanstudie).(102)
• Cholinmangel beeinträchtigt die Aktivität von Leberenzymen, die an der Umwandlung und dem Abbau von Medikamenten beteiligt sind. Dies kann die Wirksamkeit und Toxizität von Medikamenten wie Phenobarbital und Paracetamol verändern. Achten Sie bei der Einnahme von Medikamenten auf eine ausreichende Zufuhr von Cholin.(103)
• Eine pränatale Cholin-Supplementierung mildert die nachteiligen Auswirkungen auf die kognitiven Funktionen bei fetal-neonatalem Eisenmangel (Tierstudie).(104)

Methotrexat erhöht den Cholinbedarf (Tierstudie).(105)

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