Cholin: der Weg im Körper

Cholin ist Teil des Weges „Methylierung: Methionin und Homocystein“. Diese Seite zeigt den ganzen Weg; die Station von Cholin ist hervorgehoben.

Hier steht dieser Laborwert: Betain — aus Cholin, Trimethylglycin. Betain stammt aus der Nahrung oder entsteht in Leber und Niere aus Cholin. In der Leber gibt es über das Enzym BHMT eine Methylgruppe an Homocystein ab; das ist ein zweiter Weg zurück zu Methionin, unabhängig von Folat und Vitamin B12. Quelle 8, 9

Kurz erklärt

Methionin und Homocystein sind schwefelhaltige Aminosäuren eines Kreislaufs, der Methylgruppen bereitstellt. Aus Methionin entsteht SAM, das Methylgruppen an DNA, Eiweiße und Botenstoffe abgibt; mit Folat und Vitamin B12 wird Homocystein wieder zu Methionin. SAH bremst den Kreis.

11 Stationen · 9 Quellen

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Der Weg Schritt für Schritt

An jeder Station steht, was der Stoff dort tut. Drei Zeichen: ↑ liefert — baut auf oder stellt bereit · ↓ zehrt — hemmt, verbraucht oder entzieht · ↕ beides, je nach Menge. Dahinter steht, worauf die Aussage beruht: gesicherte Physiologie, in Studien beobachtet oder umstritten. Die Zeichen bewerten nicht; sie benennen die Richtung.

Methionin → SAM MAT · ATP, Magnesium Das Enzym MAT verbindet Methionin mit ATP zu S-Adenosylmethionin. SAM ist der Stoff, von dem die Zelle Methylgruppen abnimmt – kleine Kohlenstoffbausteine. SAM ist so der zentrale Methylgruppenspender und hemmt zugleich die MTHFR. Quelle 7, 1↑ liefert SAM ist der wichtigste Methylgruppenspender der Zelle: Methyltransferasen übertragen seine Methylgruppe auf DNA, Eiweiße, Fette und Botenstoffe. Zugleich steuert SAM den Kreis: Es hemmt die MTHFR und regt die CBS an. gesicherte Physiologie Quelle 7, 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Staut sich SAM, hemmt es die MTHFR und regt die CBS an: Weniger Homocystein wird zurückgeführt, mehr geht zu Cystein. In der Leber nimmt die Glycin-N-Methyltransferase überschüssiges SAM ab.

zu wenig — Ist wenig SAM da, stehen den Methyltransferasen weniger Methylgruppen zur Verfügung; die Bremse an der MTHFR lockert sich, und der Rückweg von Homocystein zu Methionin läuft stärker.

gesicherte Physiologie · Quelle 1, 7
SAM → SAH Methyltransferasen Methyltransferasen übertragen die Methylgruppe von SAM auf DNA, Eiweiße und Botenstoffe. Übrig bleibt S-Adenosylhomocystein. Staut sich SAH, hemmt es die Methyltransferasen. Quelle 1, 3↓ zehrt SAH bindet an die Methyltransferasen und hemmt sie; das Verhältnis von SAM zu SAH bestimmt mit, wie viel methyliert wird. Die SAH-Hydrolase hält SAH niedrig, indem sie es in Homocystein und Adenosin spaltet. gesicherte Physiologie Quelle 1, 7
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Staut sich SAH, hemmt es viele Methyltransferasen zugleich, und die Methylierung von DNA, Eiweißen und Botenstoffen läuft langsamer. Weil die Spaltung umkehrbar ist, steigt SAH mit, wenn sich Homocystein staut.

zu wenig — Ist wenig SAH da, bremst es die Methyltransferasen kaum; wie viel methyliert wird, hängt dann vor allem vom Vorrat an SAM ab.

gesicherte Physiologie · Quelle 1, 7
5,10-Methylen-THF → 5-Methyl-THF MTHFR · Vitamin B2 (FAD), NADPH Die MTHFR baut 5,10-Methylen-THF zu 5-Methyl-THF um. Die häufige Genvariante C677T führt zu einem weniger stabilen Enzym, das langsamer arbeitet. SAM hemmt die MTHFR und drosselt so den Nachschub. Quelle 4, 2↑ liefert 5-Methyl-THF gibt seine Methylgruppe über die Methionin-Synthase an Homocystein ab. Nur auf diesem Weg kehrt diese Folatform in den übrigen Folatkreislauf zurück. gesicherte Physiologie Quelle 2, 4
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Staut sich 5-Methyl-THF, weil die Methionin-Synthase ohne Vitamin B12 nicht weiterarbeitet, bleibt Folat in dieser Form gebunden und steht den anderen Folatwegen nicht zur Verfügung (Methylfalle).

zu wenig — Ist wenig 5-Methyl-THF da, etwa weil die MTHFR langsamer arbeitet, erhält die Methionin-Synthase weniger Methylgruppen, und Homocystein wird langsamer zu Methionin zurückgeführt.

gesicherte Physiologie · Quelle 2, 4
Homocystein → Methionin erneuert Methionin-Synthase · Vitamin B12 Die Methionin-Synthase überträgt die Methylgruppe von 5-Methyl-THF auf Homocystein. Vitamin B12 ist dabei der Cofaktor; so schließt sich der Kreis. In der Leber gibt es einen zweiten Rückweg über Betain. Quelle 2↑ liefert Die Rückführung spart Methionin: Dieselben Schwefelatome durchlaufen den Kreis mehrfach. Neben der Methionin-Synthase gibt es in der Leber einen zweiten Rückweg über die BHMT, die die Methylgruppe von Betain nimmt. gesicherte Physiologie Quelle 2, 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Läuft die Rückführung reichlich, steigt SAM; SAM hemmt dann die MTHFR und regt die CBS an, sodass mehr Homocystein den Weg zu Cystein nimmt.

zu wenig — Ist wenig Vitamin B12 oder 5-Methyl-THF da, kommt die Methionin-Synthase nicht nach; Homocystein staut sich, und in der Leber übernimmt der Betain-Weg einen Teil der Rückführung.

gesicherte Physiologie · Quelle 1, 2
Homocystein → Cystathionin CBS · Vitamin B6 (PLP), Serin Der zweite Weg heißt Transsulfurierung. Die Cystathionin-β-Synthase verbindet Homocystein mit Serin; sie arbeitet mit Pyridoxalphosphat, der aktiven Form von Vitamin B6. SAM regt die CBS an. Quelle 5↑ liefert Die Bildung von Cystathionin ist der Schritt ohne Rückweg: Was die CBS mit Serin verbindet, ist dem Methylkreislauf entzogen und geht in Richtung Cystein. SAM regt die CBS an. gesicherte Physiologie Quelle 5, 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Staut sich Cystathionin, weil die Cystathionin-γ-Lyase nicht nachkommt, entsteht daraus weniger Cystein, und die Bausteine bleiben in der Zwischenstufe gebunden.

zu wenig — Ist wenig Vitamin B6 da, arbeitet die CBS langsamer: Weniger Homocystein geht in den Weg zu Cystein und Glutathion, mehr bleibt im Kreis oder staut sich.

gesicherte Physiologie · Quelle 5
Cystathionin → Cystein Cystathionin-γ-Lyase · Vitamin B6 (PLP) Die Cystathionin-γ-Lyase spaltet Cystathionin; dabei entsteht Cystein. Auch dieses Enzym nutzt Pyridoxalphosphat. Ist wenig B6 da, entsteht Cystein langsamer. Quelle 5↑ liefert Cystein liefert den Schwefel für Glutathion und Eiweiße; in der Zelle ist es meist der knappste Baustein für Glutathion. Die Cystathionin-γ-Lyase bildet aus Cystein außerdem den Signalstoff Schwefelwasserstoff. gesicherte Physiologie Quelle 6, 5
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Kommt viel Cystein an, bildet die Zelle mehr Glutathion, bis Glutathion selbst die GCL bremst; mehr Cystein bringt dann kaum mehr Glutathion.

zu wenig — Ist wenig Cystein da, bildet die GCL weniger Glutathion, weil Cystein der knappste Baustein ist. Ist wenig B6 da, läuft der Weg aus Homocystein zu Cystein langsamer.

gesicherte Physiologie · Quelle 6, 5
Cystein → Glutathion GCL und GS · Glutamat, Glycin, ATP Zwei Enzyme verknüpfen Cystein mit Glutamat und Glycin zu Glutathion, dem häufigsten schwefelhaltigen Molekül der Zelle. Jeder Schritt verbraucht ATP. Es fängt reaktive Sauerstoffverbindungen ab. Quelle 6↑ liefert Glutathion fängt reaktive Sauerstoffverbindungen ab, hält Schwefelgruppen in Eiweißen reduziert und bindet Fremdstoffe für die Ausscheidung. Dabei wird es oxidiert und mit NADPH zurückgewonnen. gesicherte Physiologie Quelle 6
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Ist reichlich Glutathion da, hemmt es die GCL und bremst so seine eigene Bildung; der Vorrat pendelt sich ein.

zu wenig — Ist wenig Glutathion da, bleiben reaktive Sauerstoffverbindungen länger bestehen, und Fremdstoffe werden langsamer gebunden; die Hemmung der GCL lässt nach, und die Zelle bildet nach, soweit Cystein da ist.

gesicherte Physiologie · Quelle 6

Weitere Stationen

Methionin — Aminosäure aus der Nahrung Methionin ist eine schwefelhaltige Aminosäure. Der Körper kann sie nicht selbst aufbauen; sie stammt aus Nahrungseiweiß und aus dem Umbau körpereigener Eiweiße. Sie ist der Ausgangsstoff für SAM. Quelle 1↑ liefert Methionin ist der Ausgangsstoff für SAM und damit für die Methylgruppen der Zelle; daneben baut die Zelle es in Eiweiße ein. Besonders viel Methionin setzt die Leber um. gesicherte Physiologie Quelle 7, 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Kommt viel Methionin an, bildet die Leber mehr SAM; die Glycin-N-Methyltransferase gibt überschüssige Methylgruppen an Glycin ab, und Homocystein geht vermehrt in den Weg zu Cystein.

zu wenig — Ist wenig Methionin da, sinkt SAM; die Hemmung der MTHFR lässt nach, und Homocystein wird bevorzugt zu Methionin zurückgeführt, statt zu Cystein abgebaut zu werden.

gesicherte Physiologie · Quelle 1, 7
5,10-Methylen-THF — Folat-Form Folat aus der Nahrung liegt in der Zelle in mehreren Formen vor. 5,10-Methylen-THF trägt eine Ein-Kohlenstoff-Einheit (Methylengruppe), die noch weitergereicht werden kann. Es dient auch dem Bau des DNA-Bausteins Thymidin. Quelle 3↑ liefert 5,10-Methylen-THF ist eine Weiche: Es liefert die Ein-Kohlenstoff-Einheit für Thymidin, einen DNA-Baustein, oder die MTHFR baut es zu 5-Methyl-THF für den Methylkreislauf um. gesicherte Physiologie Quelle 3, 4
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Ist reichlich 5,10-Methylen-THF da, reicht es für Thymidin und für die MTHFR zugleich; wie viel davon in den Methylkreislauf geht, steuert die MTHFR, die von SAM gehemmt wird.

zu wenig — Ist wenig 5,10-Methylen-THF da, greifen der Bau von Thymidin für die DNA und die Bildung von 5-Methyl-THF auf denselben knappen Vorrat zu; beide Wege laufen langsamer.

gesicherte Physiologie · Quelle 3, 4
Homocystein — Aminosäure ohne Methyl Aus SAH spaltet die SAH-Hydrolase Adenosin ab; zurück bleibt Homocystein. Von hier führen zwei Wege: zurück zu Methionin oder weiter zu Cystein. Staut sich Homocystein, steigt SAH mit. Quelle 1, 5↕ beides, je nach Menge Homocystein ist Verteilpunkt: Zurück zu Methionin führen die Methionin-Synthase und in der Leber die BHMT mit Betain, weiter zu Cystein die CBS. Staut es sich, steigt über die umkehrbare Spaltung auch SAH. gesicherte Physiologie Quelle 1, 5
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Staut sich Homocystein, läuft die Spaltung von SAH rückwärts und SAH steigt mit; das hemmt die Methyltransferasen. Überschüssiges Homocystein gibt die Zelle zudem ins Blut ab, wo es messbar wird.

zu wenig — Ist wenig Homocystein da, läuft die SAH-Hydrolase ungehindert in Richtung Spaltung, und SAH wird rasch abgebaut; für den Weg zu Cystein kommt dann weniger Ausgangsstoff an.

gesicherte Physiologie · Quelle 1
Betain — aus Cholin, Trimethylglycin Betain stammt aus der Nahrung oder entsteht in Leber und Niere aus Cholin. In der Leber gibt es über das Enzym BHMT eine Methylgruppe an Homocystein ab; das ist ein zweiter Weg zurück zu Methionin, unabhängig von Folat und Vitamin B12. Quelle 8, 9↑ liefert Betain liefert Methylgruppen, mit denen die Leber Homocystein zu Methionin zurückbildet. Daneben hält es als Osmolyt Wasser in Zellen, etwa im Nierenmark. gesicherte Physiologie Quelle 8, 9
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Kommt viel Betain oder Cholin an, bildet die Leber über BHMT mehr Methionin aus Homocystein zurück; was übrig bleibt, geht in den Urin.

zu wenig — Kommt wenig Betain oder Cholin an, trägt der BHMT-Weg weniger bei, und die Rückbildung von Methionin hängt stärker vom Weg über Folat und Vitamin B12 ab.

gesicherte Physiologie · Quelle 8, 9

Cofaktoren dieses Weges

Folsäure — Liefert als 5-Methyl-THF die Methylgruppe, mit der Homocystein zu Methionin wird; ist wenig da, staut sich Homocystein Quelle 2, 3Im ORY-Katalog als Laborwert: Folsäure
Vitamin B12 — Cofaktor der Methionin-Synthase, die die Methylgruppe von Folat auf Homocystein überträgt; sonst stockt der Kreis Quelle 2Im ORY-Katalog als Laborwert: Vitamin B12
Vitamin B6 — Als Pyridoxalphosphat Cofaktor von CBS und Cystathionin-γ-Lyase; ist wenig da, läuft der Weg zu Cystein langsamer Quelle 5Im ORY-Katalog als Laborwert: Vitamin B6
Vitamin B2 (FAD) — Als FAD Cofaktor der MTHFR, die 5-Methyl-THF bildet; ist wenig FAD da, arbeitet die MTHFR langsamer Quelle 4
Magnesium — Begleitet ATP bei der MAT, die Methionin zu SAM umbaut; ohne ATP entsteht kein SAM Quelle 7Im ORY-Katalog als Laborwert: Magnesium
Serin — Wird von der CBS mit Homocystein zu Cystathionin verbunden; dieser Schritt führt Homocystein aus dem Kreis Quelle 5Im ORY-Katalog als Laborwert: Serin
Glycin — Baustein von Glutathion, zusammen mit Cystein und Glutamat; Glutathion fängt reaktive Sauerstoffverbindungen ab Quelle 6Im ORY-Katalog als Laborwert: Glycin
Betain — Methylgruppen-Spender der BHMT, eines zweiten Rückwegs zu Methionin in der Leber; arbeitet ohne Folat und B12 Quelle 1

Quellen

Selhub J. Homocysteine metabolism. Annu Rev Nutr 1999 · PubMed 10448523
Froese DS, Fowler B et al. Vitamin B12, folate, and the methionine remethylation cycle — biochemistry, pathways, and regulation. J Inherit Metab Dis 2019 · PubMed 30693532
Ducker GS, Rabinowitz JD. One-Carbon Metabolism in Health and Disease. Cell Metab 2017 · PubMed 27641100
Blomgren LKM, Guo S, Froese DS. 5,10-Methylenetetrahydrofolate Reductase — the Key Allosteric Regulator in One-Carbon Metabolism. Biochemistry 2026 · PubMed 41758688
Sbodio JI, Snyder SH, Paul BD. Regulators of the transsulfuration pathway. Br J Pharmacol 2019 · PubMed 30007014
Lu SC. Glutathione synthesis. Biochim Biophys Acta 2013 · PubMed 22995213
Lu SC. S-Adenosylmethionine. Int J Biochem Cell Biol 2000 · PubMed 10762064
Ueland PM. Choline and betaine in health and disease. J Inherit Metab Dis 2011 · PubMed 20446114
Craig SA. Betaine in human nutrition. Am J Clin Nutr 2004 · PubMed 15321791

Ganzer Weg: Methylierung: Methionin und Homocystein