Карнитин (L-Carnitine)

Какво (не) знаем за аминокиселината, чието име често се приема за синоним на отслабване?

от четиво за 18 минути
Карнитин (L-Carnitine)

Какво представлява L-карнитинът?

L-карнитин (L-carnitine) представлява натурална, непротеинова аминокиселина. Първоначално е изолиран през 1905 година от месо, а латинската дума за месо / плът – carnis, e източник на наименованието му.

В човешкия организъм основното действие на карнитина е между клетъчните мембрани, подпомагайки осъществяването на един от механизмите за производство на енергия. В най-голяма степен това се случва в органите, където за производството на енергия се използват големи количества мастни киселини. Това са основно мускулите и сърцето.

В организма 99% от L-карнитина се намира във вътреклетъчното пространство и основните органи, в които се складира са скелетните мускули. Следващият по концентрация на L-карнитин орган е черният дроб.

През последните години аминокиселината се изследва като част от решенията за борба с метаболитния синдром поради добрите резултати, които показва при подобряването на инсулиновата чувствителност.

Как си набавяме L-карнитин?

Както повечето аминокиселини, L-карнитин се среща и в храната, която ядем. Най-вече в животинските продукти, сред които месото е най-богатият източник. В много по-малка степен L-карнитин може да се срещне и в млякото, а в растителните храни количествата са практически незначителни.

Въпреки че чрез храната си набавяме около 75% от общото количество L-карнитин за деня, останалите 25% организмът синтезира сам. Изключение са вегетарианците, които чрез храната успяват да си набавят едва 10% и синтезират останалите 90%.

Биоситнезът се случва в мозъка, бъбреците и черния дроб с помощта на две от есенциалните аминокиселини – лизин и метионин. Макар скелетните мускули да са най-големият склад на L-карнитин, те нямат способността да синтезират аминокиселината.

Два ензима, участващи в редицата химически реакции, са силно зависими от наличието на витамин C и дефицитът му може значително да наруши биоситеза на Л-Карнитин.

Аминокиселината съществува в организма в две форми – L-карнитин и ацетилираната форма ацетил-L-карнитин (Acetyl-L-Carnitine / ALCAR / АЛКАР). АЛКАР се получава, когато L-карнитин се свърже с отдадената ацетилна група от Ацетил-Коензим А (Acetyl-CoA).

Усвояване, метаболизъм и елиминиране

L-карнитинът, включително и АЛКАР, се усвоява в първата част на тънкото черво, основно чрез натриево-зависимия транспортер OCTN2.

Усвояването на L-карнитин от храната е много по-ефективно отколкото при прием като хранителна добавка. Усвояването от храната е от порядъка на 54-87%, докато орално приетата хранителна добавка, независимо от формата на карнитина, е от порядъка на 14-18%.

Предполага се, че тази разлика е заради способността на тялото да усвоява по-малки дози L-карнитин по-добре. Изчислено е, че 70 килограмов човек си набавя чрез храната между 20 и 200 мг L-карнитин на ден, докато концентрацията в хранителните добавки започва от 500 мг нагоре в една доза, а общото количество за деня около 2-3 грама.

И въпреки разликата в усвоимостта като проценти, чрез хранителна добавка може да се набави много повече L-карнитин, отколкото чрез храната.

Усвоимостта също зависи в много голяма степен и от вече наличния L-карнитин в организма. В случаите на дефицит и ниски нива на карнитин, усвоимостта в червата значително се повишава.

Това се наблюдава при прием на L-карнитин при вегетарианци и вегани, при които по принцип се наблюдават много по-ниски нива на аминокиселината в организма и са рискува група от дефицит. Научни изследвания показват около 10% по-висока усвоимост на L-карнитина при хора с ниски нива в сравнение с хора с нормални нива.

Серумните нива на L-карнитин са от порядъка на 23–73 µmol/L, а тези на ацетилираната форма – 3–14 µmol/L.

При орален прием на 2 грама L-карнитин, ацетил-L-карнитин или пропионил-L-карнитин (Propionyl-L-Carnitine/PLC) се наблюдава пик на серумната концентрация Cmax на L-карнитин (84.7+/-25.2 umol/L/h), последвана от АЛКАР (12.9+/-5.5) и PLC (5.08+/-3.08). Пикът настъпва около 3 часа след приема.

След навлизане в кръвта, карнитинът бива насочен към съответните клетки, където е нужен. За съжаление организмът няма възможност да съхранява големи количества карнитин и регулярният допълнителен прием не увеличава наличните запаси в тъканите, какъвто ефект се наблюдава при прием на други вещества, като креатин например.

Изледвания показват, че след еднократна доза 500 мг венозно инжектиран АЛКАР, по-голямата част от аминокиселината бива хидролизирана и нивата в кръвта се връщат в норма в рамките на около 12 часа.

Нивата на L-карнитин в кръвта се поддържат в съответните граници и с помощта на много ефективен процес на реабсорбция в бъбреците. Степента на обратно усвояване се адаптира бързо според нивата на карнитин в кръвта. Съответно при увеличаване на нивата в кръвта след венозен или орален прием, бъбреците започват да елиминират все повече L-карнитин, вместо да го връщат обратно в кръвта.

Физиологични функции

Макар в началото да не се е подозирало колко важен е L-карнитинът за работата на организма, през 50-те години на 20-ти век, редица изследвания проведени от и с помощта на Irving Fritz разкриват есенциалността на аминокиселината в производството на енергия в клетките.

Карнитинът има съществена роля, за да могат мастните киселини да бъдат използвани за енергия.

За да бъдат използвани мастните киселини, те трябват да минат през процес наречен бета-оксидация в клетъчната митохондрия.

Структурно митохондрията е разделена на две отделения с помощта на външна и вътрешна митохондриална стена. L-карнитинът има роля и на двете места, с помощта на два ензима наречени Carnitine Palmitoyltransferases. Те са съответно CPT1 и CPT2.

При външната митохондриална стена, L-карнитинът работи с помощта на CPT1, а при вътрешната стена - с помощта на CPT2.

Самият процес на бета-оксидация се случва във вътремембранното пространство. Проблемът е, че дълговерижните мастни киселини не могат самостоятелно да преминат вътрешната мембрана. 

С помощта на CPT1 и CPT2, L-карнитинът се свързва с дълговерижните мастни киселини и служи като совалка за тяхното пренасяне във вътремембранното пространство.

След като се стигне до вътремембранното пространство, CPT2 разделя молекулата на съставните и части. Тогава дълговерижните мастни киселини могат да преминат процеса на бета-оксидация, а останалият свободен L-карнитин може да изпълни и втората си важна роля в енергийния метаболизъм.

С помощта на ензима carnitine acetyltransferase (CAT), L-карнитинът във вътремембранното пространство може да бъде превърнат в ацетил-л-карнитин. В последствие АЛКАР може да отдаде ацетиловата си група, която да вземе участие в цикъла на Кребс за производството на енергия.

Необходимостта от L-карнитин за използването на мазнини за енергия се забелязва особено добре при провеждането на научно изследване, при което намаляването на нивата на L-карнитин в мускулите с 85% води до 75% намаляване на нивата на оксидация на палмитат, което е маркер за производството на енергия чрез бета-оксидация.

Дефицит на L-карнитин

Дефицит не се наблюдава при здрави хора. Дори и веганите, които са рискува група от дефицит и имат многократно по-ниски нива на карнитин, рядко страдат от здравословни последствия в следствие на дефицит.

Дефицит на L-карнитин обаче съществува при определени здравословни и генетични заболявания и се дели на два типа:

Първичен системен дефицит на L-карнитин

Първичният системен дефицит (ПСД) представлява рядко автозомно рецесивно заболяване на оксидацията на мастни киселини. Заболяването се изразява в многократно по-трудното усвояване на L-карнитина от клетките, съпътствано от дефектен процес на обратно усвояване в бъбреците. Двете заедно водят до системно изчерпване на нивата на L-карнитин в тялото, достигащи до под 10% от нормалните нива.

ПСД се среща на всеки 1-5 от 10 000 човека и най-често се проявява между 1 и 7 годишна възраст.

При ПСД се засягат три основни органа:

  • сърдечният мускул - водещо до прогресивна кардиомиопатия;
  • централната нервна система - водещо до хипокетонна хипогликемична енцефалопатия;
  • скелетните мускули - водещо до миопатия.

При ПСД приемането на L-карнитин под инжекционна или орална форма е животоспасяващо.

Вторичен дефицит на L-карнитин

Вторичният дефицит на L-карнитин (ВД) е много по-срещан в сравнение с ПСД, макар да не се среща добра статистика за броя заболявания.

Вторичният дефицит се изразява в повишено изхвърляне на L-карнитин чрез урината. За разлика от първичния, причината за наличието на вторичен дефицит се свързва с друго здравословно заболяване, например чернодробно или бъбречно.

ВД може да бъде причинен от дефект в метаболизма на мастните киселини или приемане на определени медикаменти, например пивампицилин или валпроева киселина. Някои лечебни методи, като хемодиализа, също намаляват значително нивата на L-карнитин, като спадът може да достигне 60%.

Доказани и потенциални здравословни ползи при хора

L-карнитинът и ацетил-L-карнитинът се подлагат на множество изследвания в най-различни области от човешкото здраве.

Метаболитен синдром

Научни изследвания с хора с нормално и наднормено тегло, както и с хора болни от диабет, показват значим ефект върху инсулиновата чувствителност и усвояването на глюкозата от клетките. 1,2,3,4

Усвояването на глюкозата се подобрява чрез стимулирането на AMPK.

За подобряването на инсулиновата чувствителност  помага намаляването на количеството ацил и ацетил групи в клетката, чието натрупване е показано, че води до намаляване на инсулиновата чувствителност.

Намаляването на тези групи може да стане чрез извеждането им извън клетката, последвано от изхвърлянето им чрез урината. Възможен механизъм е и вкарването на тези групи в митохондрията, където да бъдат използвани по време на бета-оксидацията.

Намаляване на симптомите при Алцхаймер

Карнитинът, най-вече АЛКАР в дози от около 3 грама дневно, е изследван в редица научни експерименти с цел подобряване на умствените възможности и забавяне на когнитивните функции при възрастни хора болни от Алцхаймер. 5

Докато половината от изследванията показват добри и статистически значими положителни резултати, за съжаление другата част от изследванията не намират разлика между изследваните групи хора.

Въпреки това трябва да се спомене, че дори и при наблюдаване на положителни резултати, потентността им не е достатъчно висока, за да може АЛКАР да бъде препоръчан като самостоятелно средство за борба със заболяването, но може да бъде добър вариант за допълнение на медикаментозно лечение.

Синдром на дефицит на вниманието и хиперактивност

Към момента има две добре проведени изследвания.

През 2002 година немски екип от учени откриват значимо подобрение на симптомите при деца с диагностициран ADHD, вариращо между 20 и 65% при различните участници. 6

Изследване от 2007 година, включващо 112 деца, наблюдава различни резултати според типа ADHD. Не се наблюдават подобрения при ADHD от смесен тип, но такива присъстват при заболяването от невнимателен тип (inattentive type). 7

И в двете изследвания се използват дози от порядъка на 3-4 грама АЛКАР дневно.

Кръвно налягане

Няколко изследвания показват и значителен потенциал на L-карнитина при борбата с високо кръвно налягане.

В едно от изследванията комбинацията от 1 г ацетил-L-карнитин и 400 мг алфа-липоева киселина водят до близо 10 единици спад на систолното кръвно налягане при хора над 55 годишна възраст с диагностицирана исхемична болест на сърцето. 8

Подобни резултати се наблюдават и при по-млади хора страдащи от високо кръвно. Наблюдава се и значително подобряване на инсулиновата чувствителност. 9

Интермитентна клаудикация

Propionyl-L-carnitine показва сериозни положителни резултати при хора страдащи от интермитентна клаудикация. Продължителен прием на тази форма в дози от около 2-3 грама дневно, неколкократно показва подобряване на симптомите и увеличаване на разстоянията, които могат да бъдат извървяни от пациентите. 10,11,12

Стандартната форма на L-карнитин също показва добри резултати в това отношение, но по-слаби в сравнение с пропионил-L-карнитин. Възможно е резултатите да се уеднаквят, ако дозата на стандартната форма бъде увеличена. 13

Вторична превенция при хора прекарали инфаркт

Хората прекарали инфаркт на миокарда вероятно също биха извлекли полза от приема на стандартна дозировка от около 3-4 грама L-карнитин на ден.

Не са малко научните изследвания, които показват значително намаляване на смъртността при изследваните групи приемащи L-карнитин. Наблюдава се и намаляване на страничните ефекти, причинени от инфаркта. 14,15,16,17,18

Мета-анализ от 2013 година проведен от DiNicolantonio JJ и неговият екип, включващ 13 добре проведени научни изследвания, потвърждава ползите от приема на L-карнитин от хора прекарали инфаркт. 19

Не отсъстват и изледвания, при които не се наблюдават положителни резултати, но също така не се наблюдават и отрицателни такива. 20,21

Превенция от дефицит при хора на хемодиализа

Хемодиализата често води до дефицит на определени вещества. L-карнитинът е едно от тях и това може да доведе до влошаване на наличните или появата на нови странични ефекти от този тип лечение.

Това е и причината приемът на L-карнитин при хора на хемодиализа да бъде одобрен и препоръчан от Администрацията по Храните и Лекарствата в САЩ (US FDA). 22

L-карнитин и ролята му в спорта

Карнитинът все още е една от най-продаваните хранителни добавки с цел подпомагане на отслабването и подобряване на спортните резултати.

Все още L-карнитин е първото нещо, което изниква в съзнанието на почти всички, които решават да свалят няколко излишни килограма и да намалят подкожните си мазнини.

Карнитинът често се използва и с цел подобряване на издръжливостта и намаляване на умората по време на тренировки с преобладаващ аеробен характер.

За съжаление карнитинът също така си остава и едно от веществата с най-противоречиви научни данни зад себе си, когато става въпрос за потвърждаване на неговата ефективност в този контекст.

Тези противоречия могат да се видят добре в анализа на Eric P Brass от 2000 година. 23

В него са подбрани 17 научни експеримента, най-ранното проведено през 1985 г., а последното през 1996 г.. Всички изследвания проследяват ефекта от приема на стандартни дози L-карнитин (3-4 г) върху различни тренировъчни параметри.

Проследяват се маркери като максимален обем приеман кислород (VO2 max), натрупване на лактат, респираторен коефициент (RQ) и други.

Повечето от изследванията не откриват положителен ефект от приема на L-карнитин, но няколко правят тъкмо обратното.

Тези противоречия продължават и се срещат и в по-скорошни научни изследвания, проведени преди последните няколко години. 24,25,26

Когато стане въпрос за отслабване, нещата стават още по-мрачни. Научни данни проведени върху хора или дори плъхове в тази посока липсват почти напълно.

Срещат се две изследвания върху плъхове, с отрицателни резултати 23, 24 и три върху хора, едно от които с отрицателни резултати и две с положителни. 27,28,29

На този етап не може да се твърди категорично дали L-карнитинът подобрява спортните постижения и телесната композиция. Не е напълно ясно, ако липсва резултат, защо липсва и съответно - ако има положителен резултат, каква е причината за това.

Но светлинка в тунела има и научен труд от последното десетилетие, проведен от Francis B. Stephens и негови колеги разкрива някои подробности и отваря път за провеждането на нови изследвания. 30

Без да навлизаме в сериозни подробности, които любопитните могат да прочетат сами, ще обясним накратко за какво става дума.

Научният труд поставя хипотезата за това, че наличието на свободен карнитин в клетките е ограничаващият фактор, който пречи на усвояването и използването на мастните киселини за енергия по време на физическо натоварване.

От наличните изследвания върху L-карнитин до момента е потвърден един основен проблем и това е, че нито оралният, нито венозният прием (инфузия с продължителност няколко часа) на Л-Карнитин успяват да увеличат нивата на аминокиселината в клетките.

Такъв проблем не се наблюдава при изследвани животни – плъхове, котки, коне и други.

Иначе казано, L-карнитинът не се натрупва в тялото ни, както например се получава с веществото и хранителната добавка креатин.

Потвърдено е също, че по време на физическа активност с висока интензивност, нивата на L-карнитин в клетките намаляват значително.

Екипът на Stephens наблюдават 65% намаляване на нивата на L-карнитин в клетките при физическа активност с интензивност над 75% Wmax, съпътствани от 35% намаляване на оксидацията на дълговерижни мастни киселини. Подобни резултати се наблюдават и от други научни експерименти.

Екипът на Stephens поставя основа на теорията, че нивата на усвоени и използвани за енергия мастни киселини по време на тренировки може да се увеличат, ако се намери начин да се увеличат и нивата на вътреклетъчен L-карнитин.

Те успяват да постигнат този ефект с помощта на контролирано венозно вливане на инсулин в дози, предизвикващи хиперинсулемия. Наблюдава се 15% увеличение на общия карнитин в скелетните мускули.

След това повтарят този ефект чрез по-практичен подход – чрез оралния прием на 4х500 мл напитки съдържащи 94 г въглехидрати и 3 г L-карнитин.

Именно на това може би се дължат и положителните резултати в едно от гореспоменатите научни изследвания въхру L-карнитина и спортните резултати. 25 В него атлетите са приемали дозата от 1,36 г L-карнитин заедно с 80 г въглехидрати.

Разбира се, тук е моментът да стъпим малко по-здраво на земята и да подчертаем, че приемът на огромни количества въглехидрати определено не е подходящ за всички хора и макар по-практичен подход от инжектирането на инсулин, не е гаранция за нищо.

Въпреки това екипът на Stephens поставя една нова основа, върху която през следващите години учените могат да градят.

Дозировка, възможни странични ефекти и противопоказания

Като цяло L-карнитинът е безопасно вещество и в препоръчителните дози не оказва странични ефекти.

Стандартна препоръчителна дозировка е от порядъка на 3-4 грама L-карнитин на ден, разпределени на 2-3 приема през деня.

Предвид особеностите по-горе в статията, може да експериментирате и да приемате дозите около хранения, богати на въглехидрати, когато нивата на инсулин ще бъдат високи.

Начинът на прием и дозата важи за всички популярни разновидности на карнитина. Няма значение дали продуктът се приема под формата на течност, капсула, таблетка, драже или прах.

Възможно е при някои хора високият прием на L-карнитин да доведе до синдром на рибената миризма - странна миризма на риба на потта, дъха или урината.

Причината за това е покачването на нивата на веществото триметиламин при метаболизма на L-карнитина и изхвърлянето му от тялото. Това е безопасно и се среща при висок прием и на други вещества, например триметилглицин (TMG) и холин.

При хора диагностицирани с Хашимото и понижена функция на щитовидната жлеза, приемът на L-карнитин е противопоказен поради наличието на данни, показващи, че приеманият орално L-карнитин пречи на навлизането на тироидни хормони в клетъчното ядро. 31

Заключение

L-карнитинът е едно от онези вещества. Една от онези хранителни добавки – добре проучени, но все още с много въпросителни пред себе си.

Явно е, че карнитинът притежава сериозен потенциал и може да бъде част от решението на голяма част от заболяванията, с които се борим в настоящето.

Повечето вероятно сте свикнали да свързвате L-карнитина с отслабването и подобряването на издръжливостта, но както отбелязахме, данните на този етап са твърде противоречиви.

Въпреки това, карнитинът е безопасен и ако прецените, нищо не пречи да си направите експеримент и да прецените сами за себе си.

В статията са използвани източници - виж списъка.

Хареса ли ти статията?
Статията написа Тихомир Велев
Тихомир е любознателна натура. Макар да притежава техническо образование в областта на телекомуникациите, в интересите му са силно застъпени фитнесът, храненето и всички техни производни. Стреми се да обогатява знанията си ежедневно, а с наученото да помага на който с каквото може.
Сподели своя коментар

Влез със своя акаунт, преди да коментираш. Ако нямаш акаунт, може да се регистрираш за минута.