Karnityna

Karnityna

L-(-)-karnityna
Nazewnictwo Nomenklatura systematyczna (IUPAC) 3-hydroksy-4-(trimetyloamonio)butanian Inne nazwy i oznaczenia β-hydroksy-γ-trimetyloamoniomaślan
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	541-15-1
PubChem	10917
DrugBank	APRD01070
SMILES C[N+](C)(C)CC(CC(=O)[O-])O
Właściwości Rozpuszczalność w wodzie 2500 g/l Temperatura topnienia 200 °C (od 196 do 212 °C według różnych źródeł)
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2017-06-03] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Substancja nie jest klasyfikowana jako niebezpieczna według kryteriów GHS[{{{url}}} dane zewnętrzne] [dostęp: {{{data dostępu}}}]. Europejskie oznakowanie substancji oznakowanie ma znaczenie wyłącznie historyczne Na podstawie podanego źródła Drażniący (Xi) Zwroty R R36/37/38 Zwroty S S26, S36 Numer RTECS BP2980000
Podobne związki
Podobne związki	cholina, N,N,N-trimetyloglicyna
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)
Klasyfikacja medyczna
ATC	A 16 AA 01
Farmakokinetyka Biodostępność <10% Wiązanie z białkami osocza i tkanek 0% Metabolizm znikomy Wydalanie z moczem (> 95%)
Uwagi terapeutyczne Drogi podawania doustnie i dożylnie

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.

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 B_T, 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) zawierają tylko śladowe ilości karnityny.

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.

Funkcje karnityny

L-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.

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

• osłabienie lub zaniki mięśni szkieletowych (miopatia)
• niewydolność mięśnia sercowego (kardiomiopatia)

Zastosowanie lecznicze karnityny

• 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
• uszkodzenia mięśni
• niealkoholowa choroba stłuszczeniowa wątroby (NAFLD)
• 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.

• pomocniczo w leczeniu zaburzeń lipidowych
• pomocniczo w chorobie Alzheimera
• pomocniczo w AIDS

Działania niepożądane

Chociaż 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.