Teacrina, der nächste Koffein-Kracher?

Wir erzählen dir alles über Teacrin, eine Substanz, die als neue Form von Koffein gilt, aber mit einigen Unterschieden.

Die Gesellschaft verlangt ganz klar:

Substanzen, die die psychomotorische Leistung steigern.

Auf der Suche nach komplexen Modulatoren des zentralen Nervensystems sind viele dopaminerge, katecholaminerge, cholinerge Agonisten aufgetaucht… Alle mit einem speziellen Wirkmechanismus und konkreten Zielstrukturen.

Was ist Teacrin?

Teacrin (1,3,7,9-Tetramethylurinsäure) ist eine dem Koffein homologe Molekülstruktur, mit Ausnahme der Zugabe einer Ketogruppe und einer Carboxylgruppe am Imidazolring.

Abbildung I. Molekularstruktur von Teacrin und Koffein.

Und was bedeutet das?

Dank seiner chemischen Struktur besitzt es, wie die anderen Methylxanthine, die Fähigkeit, das zentrale Nervensystem zu stimulieren.

Aber wie stark? Wie können wir das wissen?

Denn das ist der Hauptlimitierungsfaktor für Purine, um die Rezeptoren der Neuronen zu erreichen, die uns „aktiv halten“.

Woher stammt es?

Auf der Suche nach einem Alkaloid mit ähnlichen Effekten haben wir die Tetramethylurinsäure (oder Teacrin) entdeckt, eine methylierte Purinverbindung, die bis vor einigen Jahren unbekannt war; die wir aus dem Kucha-Tee extrahieren konnten und natürlich auch im Labor synthetisieren gelernt haben.

Abbildung II. Grafische Darstellung der Gewinnung von Teacrin aus Kucha-Tee (Camellia Assamica var. Kucha). (Li et al., 2015).

Methylxanthine

Das sind Substanzen mit einer Purinstruktur (wie Koffein, Theobromin oder Theophyllin), die Methylxanthine genannt werden, natürliche (und legale) Substanzen mit folgenden Eigenschaften:

Deshalb ist Koffein anderen Methylxanthinen überlegen, wenn es darum geht, das zentrale Nervensystem zu stimulieren, die Konzentration zu fördern und die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen; das liegt daran, dass es eine lipophilere Struktur besitzt als andere Methylxanthine, was den Transport und Agonismus verbessert (Monteiro et al., 2016).

Abbildung III. Zentrale und periphere Effekte der Methylxanthin-Wirkung. (Monteiro et al., 2016).

Eigenschaften von Teacrin

Teacrin besitzt die Fähigkeit, die Blut-Hirn-Schranke leicht zu überwinden.

In der folgenden Grafik sieht man, wie die Konzentrationen von Teacrin im Plasma und im Gehirn von 15 Minuten bis 2 Stunden nahezu perfekt korrelieren (Li et al., 2015):

Abbildung IV. Korrelation zwischen Teacrin-Konzentrationen im Plasma (gefüllte Balken) und im Gehirn (leere Balken); 15 min, 30 min, 1h und 2h nach Einnahme. (Li et al., 2015).

Die lipophile Eigenschaft einer Substanz verleiht ihr eine stärkere Leitfähigkeit und damit eine größere Fähigkeit, den Zielrezeptor zu erreichen oder die Lipiddoppelschicht zu durchdringen; also… mehr Power.

Allerdings kann eine extrem lipophile Substanz auch starke Toxizität verursachen; durch ihre hohe Transport-, Bindungs- und Retentionsfähigkeit kann sie länger im Körper wirken und eine längere Metabolisierungszeit benötigen.

Deshalb werden pharmakologische Substanzen meist eher hydrophil empfohlen (solange sie wirken können), weil sie einfach sicherer sind.

Aber nein, wir wissen nicht genau warum, aber tatsächlich ist es etwas „sanfter“ als Koffein selbst; vielleicht wegen der Ketonzusatzgruppe oder einem niedrigeren log-Verteilungskoeffizienten und geringerer Bioverfügbarkeit (He et al., 2017).

Was will ich damit sagen…?

Teacrin mit Koffein für mehr Effektivität

Die gleichzeitige Einnahme von Koffein mit Teacrin erhöhte signifikant die Aktivität von letzterem.

Die Daten in der Tabelle unten sind eindeutig: Teacrin allein braucht länger, um die maximale Blutkonzentration zu erreichen, wird schneller aus dem Körper eliminiert und benötigt höhere Dosen für Effekte.

Abbildung V. Metabolismus von Teacrin nach Einnahme von 25 mg (Bedingung 1), 125 mg (Bedingung 2) und 125 mg + 150 mg Koffein (Bedingung 3). (He et al., 2017).

Was will ich damit sagen?

Dass 150 mg Koffein eine maximale Konzentration von 33,4 ng/mL erreichen; Teacrin allein 34,1 ng/mL (also ungefähr gleich), aber es ist hydrophiler und daher weniger potent; und 150 mg sind eine niedrige Koffeindosis, während 125 mg eine hohe Teacrin-Dosis sind…

Teacrin ist NICHT der Ersatz für Koffein…

Genetische Frage

Außerdem ist es nie verkehrt zu erinnern, dass Personen, die den CYP1A2-Genotyp mit einem oder beiden C-Allel(en) exprimieren, als „langsame Metabolisierer“ gelten (ein übrigens irreführender Begriff) und eine geringere ergogene Wirkung (bei AC) bzw. keine oder sogar negative Wirkung (bei CC) auf Koffeinkonsum zeigen.

Diese Assoziation scheint bei regelmäßigen Konsumenten von Xenobiotika, die über diesen Weg metabolisiert werden (Raucher und regelmäßige Kaffeetrinker), besonders ausgeprägt zu sein.

Abbildung VI. Zeit bei einem Geschwindigkeitstest nach Einnahme von Placebo (gefüllte Balken), niedriger Koffeindosis (2 mg/kg, schraffierte Balken) und moderater Dosis (4 mg/kg, leere Balken); abhängig vom exprimierten Genotyp rs762551. Positiver Effekt bei (A; A) und negativer bei (C; C). (Guest et al., 2018).

Deshalb werden wir potenziell mit unserer individuellen Reaktion geboren.

Wie wirkt es sich auf die sportliche Leistung aus?

Da kaum Studien den exprimierten Genotyp der Teilnehmer analysieren, können wir auf solche Ergebnisse stoßen:

Abbildung VII. Veränderungen der 1RM im Bankdrücken und Kniebeugen nach Einnahme von Placebo, 300 mg Teacrin, 300 mg Koffein und 150 mg jeder Substanz; bei trainierten Probanden. (Cesareo et al., 2019).

Weder 300 mg Koffein, noch 300 mg Teacrin oder deren Kombination (eine ziemlich hohe Dosis) konnten die Leistung bei Krafttests auch nur ansatzweise steigern.

Allein Teacrin (weniger als die Hälfte der Dosis der vorherigen Studie) steigerte die Leistung der Athleten um 27 %; diese Probanden waren überwiegend „schnelle Metabolisierer“.

Abbildung VIII. Veränderungen der Zeit bis zur Erschöpfung bei einem maximalen Belastungstest nach Einnahme von Placebo, Teacrin, Koffein oder einer Kombination. (Bello et al., 2019).

Erklärung der Studienergebnisse

Koffein ist eines der stärksten ergogenen Hilfsmittel (akut) auf dem Markt, so stark, dass die WADA (Welt-Anti-Doping-Agentur) seit Jahren versucht, es zu verbieten, und es gibt Höchstkonzentrationen von Metaboliten im Urin, ab denen Doping angenommen wird.

Aber unsere Genetik bestimmt unsere individuelle Reaktion auf Methylxanthine, die exprimierten Allele in verschiedenen SNPs (Genomabschnitte, die zwischen Individuen variieren) in Verbindung mit bestimmten Genen bestimmen die Metabolisierung und positiven Effekte von Koffein (CYP1A2), Nebenwirkungen (ADORA2A), dopaminerge Effekte und Angst (DRD2) oder Effekte auf Fettabbau (ADRB2), neben vielen anderen bekannten und noch unbekannten.

Zu beachten…

Hier eine kurze Zusammenfassung der Daten:

Potenzial von Teacrin

Im Gegensatz zu Koffein „verursacht Teacrin keine Tachyphylaxie“, das heißt, es entsteht keine Toleranz bei der Anwendung.

Diese Schlussfolgerung basiert jedoch auf Stimmungsberichten, die zwar validiert sind, aber zumindest ungenau sein können (Taylor et al., 2016). Erst wenn wir die physiologische Reaktion auf eine kontinuierliche Teacrin-Einnahme bewerten, können wir das mit 100 % Sicherheit sagen.

Und obwohl sie Wirkmechanismen teilen, hat Teacrin durch seine sehr lange Halbwertszeit (besonders in Kombination mit Koffein) gezeigt, dass es Phosphodiesterasen in den Neuronen von Mäusen hemmt und den corticalen Glukosestoffwechsel verbessert, wenn sie Stressfaktoren ausgesetzt sind.

Es verbessert das Gleichgewicht zwischen Serotonin und Dopamin, sodass die Mäuse „ruhiger“ waren und ihr Lernen und Gedächtnis besser funktionierten.

Abbildung IX. Wirkmechanismus, der das Potenzial von Teacrin zeigt, kognitive Defizite nach Stressreizen durch Kontrolle des Glukosestoffwechsels zu mildern (höhere Aktivität von GLUT1 und 3; Hemmung von LDH, Steigerung der 5HT-Synthese und Gleichgewicht der inhibitorischen/exzitatorischen Neurotransmitter). (Li et al., 2015).

Fazit

Das Potenzial von Teacrin liegt in Zukunft eher in seiner nootropen Wirkung als in seinem stimulierenden Profil, das eher durch die Kombination mit Koffein relevant wird.

Weitere Forschung ist nötig, denn die Pharmakokinetik dieses Purins ist interessant und möglicherweise sind noch nicht alle potenziellen Effekte bekannt.

Quellen

1. Cesareo, K. R., Mason, J. R., Saracino, P. G., Morrissey, M. C., & Ormsbee, M. J. (2019). Die Effekte eines koffeinähnlichen Supplements, TeaCrine®, auf Muskelkraft, Ausdauer und Leistungsfähigkeit bei Kraftsportlern. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 16(1), 47.
2. Di, L., & Kerns, E. H. (2016). Kapitel 10 – Blut-Hirn-Schranke. In L. Di & E. H. Kerns (Hrsg.), Drug-Like Properties (Second Edition) (Second Edition, S. 141–159).
3. Guest, N., Corey, P., Vescovi, J., & El-Sohemy, A. (2018). Koffein, CYP1A2-Genotyp und Ausdauerleistung bei Athleten. Medicine and Science in Sports and Exercise, 50(8), 1570–1578.
4. He, H., Ma, D., Crone, L. B., Butawan, M., Meibohm, B., Bloomer, R. J., & Yates, C. R. (2017). Bewertung des Wechselwirkungspotenzials zwischen Theacrin und Koffein beim Menschen. Journal of Caffeine Research, 7(3), 95–102.
5. Li, Y.-F., Chen, M., Wang, C., Li, X.-X., Ouyang, S.-H., He, C.-C., … He, R.-R. (2015). Teacrin, ein Purinalkaloid aus Camellia assamica var. kucha, verbessert Lern- und Gedächtnisstörungen durch restriktive zentrale Ermüdung. Journal of Functional Foods, 16, 472–483.
6. Monteiro, J. P., Alves, M. G., Oliveira, P. F., & Silva, B. M. (2016). Struktur-Wirkungs-Beziehungen von Methylxanthinen: Versuch, alle Versprechen und Nachteile zu verstehen. Molecules (Basel, Switzerland), 21(8).
7. Taylor, L., Mumford, P., Roberts, M., Hayward, S., Mullins, J., Urbina, S., & Wilborn, C. (2016). Sicherheit von TeaCrine(R), einem nicht gewohnheitsbildenden, natürlich vorkommenden Purinalkaloid bei achtwöchiger kontinuierlicher Anwendung. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 13, 2.

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