Karnityna
Karnityna (β-hydroksy-γ-trimetyloamoniomaślan), (CH3)3N+–CH2–CH(OH)–CH2–COO− – organiczny związek chemiczny o budowie betainowej, N,N,N-trimetylowa pochodna kwasu γ-amino-β-hydroksymasłowego (GABAOB). W organizmach jest syntetyzowany w wątrobie, nerkach i mózgu z aminokwasów (lizyny i metioniny) i pełni rolę w transporcie kwasów tłuszczowych z cytozolu do mitochondriów. Dość obficie występuje w mięśniach.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ogólne informacje | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wzór sumaryczny |
C7H15NO3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Inne wzory |
(CH3)3N+–CH2–CH(OH)–CH2–COO− | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Masa molowa |
161,199 g/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wygląd |
bezbarwny, krystaliczny proszek | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Identyfikacja | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Numer CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| PubChem | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| DrugBank | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Podobne związki | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Podobne związki | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa) | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Klasyfikacja medyczna | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| ATC | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||
Karnityna jest związkiem chiralnym, w którym centrum stereogeniczne stanowi 3 atom węgla. Substancja pochodzenia naturalnego, o nazwie zwyczajowej „L-karnityna”, jest enancjomerem o konfiguracji R. Tylko ten enancjomer ma działanie biologiczne, dlatego w tej postaci powinna być obecna w codziennej diecie lub podawana jako suplement.
Nazwa karnityny pochodzi stąd, że po raz pierwszy wyizolowano ją z mięśni (nazwa od łac. caro, carnis – mięso) w 1905 roku. Początkowo nazywano ją witaminą BT, ponieważ jej brak w pożywieniu prowadził do gromadzenia tłuszczu u larw mącznika młynarka (Tenebrio molitor). Ponieważ karnityna u człowieka pochodzi z dwóch źródeł: jest syntetyzowana i dostarczana z pożywieniem, bywa nazywana substancją witaminopodobną. Jest ona naturalnie występującą substancją w organizmie. Głównym źródłem karnityny w żywności są mięso i przetwory mleczne. Najbogatsze w karnitynę są baranina, wołowina, wieprzowina i ryby. Mniej L-karnityny zawiera mięso z drobiu. Pokarmy pochodzenia roślinnego (warzywa, owoce) w większości zawierają tylko śladowe ilości karnityny[potrzebny przypis]. Dobrym źródłem są niektóre grzyby, szczególnie boczniak ostrygowaty[1].
Dzienne zapotrzebowanie zdrowej, dorosłej osoby na karnitynę wynosi średnio 15 mg. Dzienne synteza karnityny wynosi 11–34 mg, a z dietą dostarczane jest codziennie średnio 20–200 mg. U wegan i niektórych wegetarian ilość karnityny w pożywieniu jest dużo mniejsza i wynosi ok. 1 mg/dzień.
Karnityna nie podlega metabolizmowi. W nerkach ulega filtracji w kłębuszkach nerkowych, a następnie prawie w całości wchłaniana zwrotnie w kanalikach nerkowych. U osób zdrowych na ogół nie stwierdza się niedoboru karnityny, gdyż biosynteza i codzienna dieta zaspokaja potrzeby organizmu. Jednakże niedobory karnityny mogą pojawiać się u osób niedożywionych, przy nieprawidłowej, ubogiej diecie, a także u osób na diecie wegańskiej lub w schorzeniach nerek czy wątroby[potrzebny przypis].
Funkcje karnityny
edytujL-karnityna spełnia funkcje transportowe wobec kwasów tłuszczowych o długich łańcuchach, które przekazywane są do mitochondriów, gdzie ulegają przemianom, w wyniku których powstaje energia niezbędna do prawidłowego funkcjonowania komórek organizmu. Enzym palmitoilotransferaza karnitynowa I obecna w zewnętrznej błonie mitochondrialnej, katalizuje transformację długołańcuchowych acylo-CoA w acylokarnitynę, która może przenikać wewnętrzną błonę mitochondrialną i umożliwiać kwasom tłuszczowym dostęp do enzymatycznego układu β-oksydacji. Translokaza karnitynoacylokarnitynowa jest wymiennikiem i przenośnikiem karnityny w wewnętrznej błonie mitochondrium. Transport cząsteczki acylokarnityny do wnętrza mitochondrium jest skojarzony z transportem jednej cząsteczki karnityny na zewnątrz. Acylokarnityna po wniknięciu do mitochondrium reaguje z CoA, co jest katalizowane przez enzym – palmitoilotransferazę karnitynową II, zlokalizowaną na wewnętrznej powierzchni błony wewnętrznej mitochondrium. Zatem w macierzy mitochondrialnej zostaje odtworzony acylo-CoA i uwolniona jest karnityna[2].
L-Karnityna również bierze udział w usuwaniu z mitochondriów średnio- i krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, mających w nadmiarze działanie toksyczne. Istnieje w mitochondriach enzym acetylotransferaza karnitynowa, katalizująca przenoszenie krótkołańcuchowych grup acylowych między CoA i karnityną. Zdolność L-karnityny do przyłączania grup acylowych pozwala na wypełnianie roli w procesach detoksykacyjnych.
Inne funkcje L-karnityny to:
- transport z peroksysomów produktów utleniania kwasów tłuszczowych o bardzo długim łańcuchu do mitochondriów
- utrzymanie w komórkach odpowiedniego stosunku acetylo-CoA do CoA
- donor grup acetylowych w biosyntezie neuroprzekaźnika – acetylocholiny.
Skutki niedoboru karnityny
edytuj- osłabienie lub zaniki mięśni szkieletowych (miopatia)
- niewydolność mięśnia sercowego (kardiomiopatia)
Zastosowanie lecznicze karnityny
edytuj- niewydolność krążenia
- choroba wieńcowa
- kardiotoksyczne działanie leków onkologicznych
- chromanie przestankowe – badania wskazują, że przyjmowanie karnityny lub (lepiej) jej estru propionowego w umiarkowany sposób zwiększa dystans, który są w stanie pokonać pacjenci[3]
- uszkodzenia mięśni
- niealkoholowa choroba stłuszczeniowa wątroby (NAFLD)[4]
- dializoterapia
- pomocniczo w leczeniu otyłości
- Niektóre badania wskazują, ze doustnie przyjmowana karnityna zmniejsza masę tkanki tłuszczowej, a zwiększa masę tkanki mięśniowej i obniża uczucie zmęczenia, co może prowadzić do utraty wagi u niektórych osób. Pomimo że karnityna jest oznaczana w handlu jako substancja wspomagająca odchudzanie, brak jest dowodów naukowych na takie działanie[5].
- pomocniczo w leczeniu zaburzeń lipidowych
- pomocniczo w chorobie Alzheimera
- pomocniczo w AIDS
Działania niepożądane
edytujChociaż stosowanie L-karnityny może w niektórych przypadkach spowodować dolegliwości ze strony układu pokarmowego (nudności, bóle brzucha, biegunka), to na podstawie badań klinicznych można stwierdzić, że karnityna jest substancją dobrze tolerowaną i bezpieczną. Nie jest mutagenna, kancerogenna i teratogenna. Nie stwierdzono negatywnego wpływu dużych dawek karnityny na rozwijający się płód u zwierząt i brak dowodów na jej szkodliwe działanie na rozwój płodu u ludzi.
Brak dotąd ostatecznej oceny toksyczności L-karnityny w długoterminowym stosowaniu, jednak wyniki eksperymentów na myszach i ludziach przeprowadzonych przez zespół Stanleya Hazena z Kliniki Cleveland wskazują, że bakterie jelitowe metabolizują L-karnitynę do trimetyloaminy (CH3)3N, która w wątrobie zostaje następnie przekształcona w szkodliwy N-tlenek trimetyloaminy (CH3)3N→O, zwiększający ryzyko chorób sercowo-naczyniowych. Zarówno N-tlenek trimetyloaminy, jak i jego prekursory, L-karnityna i cholina, hamują transport zwrotny cholesterolu w przewodzie pokarmowym. Z badań in vivo na myszach wynika, że regularne spożywanie L-karnityny prowadzić może do niekorzystnej zmiany składu flory bakteryjnej w kierunku szczepów powiązanych ze zwiększoną syntezą N-tlenku trimetyloaminy[6][7].
Przypisy
edytuj- ↑ Bartłomiej Rospond, Joanna Chłopicka, Funkcje biologiczne L-karnityny i jej zawartość w wybranych produktach spożywczych, „Przegląd Lekarski”, 2 (70), 2013, s. 85–91, PMID: 23879010 (pol.).
- ↑ Robert Kincaid Murray, Daryl K. Granner, Victor W. Rodwell: Biochemia Harpera ilustrowana. Wyd. VI uaktualnione. Warszawa: Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2008, s. 230. ISBN 978-83-200-3573-5.
- ↑ Victor Kamoen i inni, Propionyl-L-carnitine for intermittent claudication, „Cochrane Database of Systematic Reviews”, 2021 (12), 2021, DOI: 10.1002/14651858.CD010117.pub2, PMID: 34954832, PMCID: PMC8710338 (ang.).
- ↑ Mariano Malaguarnera i inni, L-carnitine supplementation to diet: a new tool in treatment of nonalcoholic steatohepatitis--a randomized and controlled clinical trial, „The American Journal of Gastroenterology”, 105 (6), 2010, s. 1338–1345, DOI: 10.1038/ajg.2009.719, PMID: 20068559 [dostęp 2022-06-13] (ang.).
- ↑ Carnitine (L-carnitine) [online], University of Maryland Medical Center, 5 czerwca 2013 [zarchiwizowane z adresu 2013-06-05] (ang.).
- ↑ Robert A. Koeth i inni, Intestinal microbiota metabolism of L-carnitine, a nutrient in red meat, promotes atherosclerosis, „Nature Medicine”, 19 (5), 2013, s. 576–585, DOI: 10.1038/nm.3145, PMID: 23563705, PMCID: PMC3650111 [dostęp 2022-06-13] (ang.).
- ↑ Cleveland Clinic researchers discover new link between heart disease and red meat [online], esciencenews.com [dostęp 2022-06-13] (ang.).
