Витаминоподобное вещество, которое синтезируется в организме в печени и почках. Обладает способностью увеличивать синтез белков (соответственно, усиливает рост мышечной ткани), "сжигать" жиры, снижать уровень холестерина, обезвреживать ряд токсических веществ, образующихся в организме в процессе энергетического обмена. Благодаря указанным свойствам используется в спортивном питании.
Популяризация фитнеса и спорта среди населения в современном мире привела к повышению интереса к различным биологически активным добавкам, к которым, в том числе, относится карнитин. Карнитин, или бета-бутиробетаин, впервые был выделен из мяса в 1905 году, химическая структура была определена в 1932. Тем не менее, несмотря на многочисленные фармакологические исследования, проводимые практически два десятилетия, физиологическая роль этого соединения была определена лишь в 1955 году. Было обнаружено, что карнитин важен для нормального окисления липидов в организме. Исследования в отношении этого соединения были стимулированы после обнаружения первичных карнитин-дефицитных состояний у человека.
L карнитин
L карнитин – это важное соединение, принимающее участие в транспорте длинных цепей жирных кислот в митохондриальный матрикс, где происходит их разложение с выделением энергии, которая запасается в форме АТФ. Как правило, в большинстве случаев в настоящее время прием карнитина обусловлен попытками повысить интенсивность жирового обмена с целью снижения массы тела.
Карнитин у детей
Для выживания и нормального развития новорожденных необходимо большое количество энергии, для получения которой требуется окисление длинноцепочечных жирных кислот с участием Л карнитина, осуществляющего их транспортировку. Благодаря многочисленным исследованиям стало известно, что концентрация карнитина в пуповине и крови эмбриона выше, чем в крови материнского организма, в связи с чем можно сказать о способности плаценты к активному транспорту этого соединения в направлении плода (как правило, способность к самостоятельному синтезу карнитина у детей гораздо ниже, чем у взрослых).
После рождения, в связи с низкой способностью к воспроизведению Л карнитина, ребенок практически полностью зависит от внешних источников этого вещества. Поэтому грудное вскармливание играет большое значение для достижения оптимальной концентрации карнитина в крови. Кроме того, биодоступность карнитина, содержащегося в грудном молоке, значительно выше, чем в молочных продуктах животного происхождения (коров, коз). Также, детские смеси на основе сои не содержат в своем составе карнитина, в связи с чем возможно развитие его дефицита. Поэтому нередко требуется включение дополнительного карнитина в состав питания для достижения нормальных концентраций этого соединения в крови младенцев.
Эффектом от введения карнитина у недоношенных младенцев является увеличение массы тела и роста. В связи с этим введение карнитина может быть использовано для компенсации нарушений, обусловленных преждевременными родами.
У новорожденных активность фермента, отвечающего за синтез карнитина, составляет порядка 15% от уровня взрослых и с возрастом приходит в норму лишь к 15 годам.
В связи с этим, до достижения возраста 14-16 лет, рекомендуется введение в рацион питания молока и мясных продуктов.
В ряде случаев возможно нарушение синтеза карнитина, обусловленное генетическим дефектом, что встречается у 1 из 50-100 тысяч человек (первичная недостаточность). В таком случае внешние проявления дефицита карнитина будут наблюдаться уже в детском возрасте. В связи с низкой адаптивной способностью детей к недостатку карнитина, при его длительном и выраженном недостатке может развиться тяжелое осложнение – синдром Рея, при котором наблюдается острая энцефалопатия, вызванная изменением функций печени из-за накопления в ней липидов.
Однако, недостаток карнитина также может быть результатом внешних или внутренних воздействий (вторичная недостаточность). Клиническими проявлениями вторичного дефицита карнитина являются гипотония, нарушение развития, частые, рецидивирующие инфекции, энцефалопатия, кардиомиопатия, гипогликемия. В мире были зарегистрированы случаи смертельных исходов, обусловленные недостатком карнитина.
В зависимости от локализации основного патологического процесса при первичной природе патологии, выделяют:
- системный дефицит карнитина;
- миопатический дефицит.
Системный дефицит карнитина обусловлен наследственным дефектом белков-транспортеров, обеспечивающих его перемещение через мембраны клеток.
Выделяют две формы этого заболевания:
- метаболическую (наиболее часто клинические проявления возникают в возрасте до 2 лет);
- кардиомегалическую (наблюдается преимущественно у пожилых).
Проявлениями системного дефицита карнитина является появление:
- энцефалопатии;
- поражений сердечной мышцы (нарушение сократительной функции приводит к кардиомегалии – расширению камер сердца);
- страха или постоянного волнения;
- рвоты;
- слабости мышц;
- гипогликемии.
При миопатическом дефиците карнитина имеется врожденное нарушение его метаболизма в скелетных мышцах при нормальном обмене в других тканях. При выраженном недостатке этого фермента наблюдается миопатия, связанная с избыточным накоплением липидов в мышечной ткани. Как правило, улучшение состояния отмечается при соблюдении диеты с высоким содержанием триглицеридов со средней длиной цепи и практически полным исключением триглицеридов с длинной цепью.
Карнитин у взрослых
Наибольшее распространение получило применение карнитина для похудения при тренировках, а также для достижения большего эффекта при наборе мышечной массы.
Кроме того, препарат иногда рекомендуют принимать вегетарианцам для восполнения его недостатка в рационе питания (что обусловлено исключением мясных и молочных продуктов).
У здоровых взрослых людей Л карнитин находится на нормальном уровне, позволяющем организму функционировать без выраженных нарушений. Наблюдается незначительное снижение уровня карнитина у беременных, что связано с экскреторной деятельностью плацента материнского организма с целью обеспечения плода достаточным количеством этого соединения.
В последнее время все чаще в клинической практике происходит применение карнитина в составе комплексного лечения ряда заболеваний.
Так, прием карнитина может назначаться специалистом при:
- идиопатическом пролапсе митрального клапана;
- увеличении концентрации холестерина в крови;
- увеличении концентрации триглицеридов в крови;
- усилении;
- усталости человека при целиалкии;
- болезнях почек, при которых применяется гемодиализ;
- диабете;
- болезнях печени;
- индуцированной алкоголем жировой дистрофии печени;
- циррозе печени;
- мышечных дистрофиях;
- низком числе и активности сперматозоидов у мужчин;
- приобретенном синдроме иммунодефицита.
Применение карнитина при различных заболеваниях и патологиях обусловлено многочисленными исследованиями, в которых оценивался положительный эффект от его применения.
Карнитин у пожилых
У людей с возрастом наблюдается замедление ряда биохимических процессов, что обусловлено возрастным снижением синтеза многих ферментов. Не является исключением и Л карнитин, снижение которого приводит к серьезным изменениям в метаболизме, что обусловлено его ролью в получении энергии.
Было проведено несколько исследований итальянскими учеными, где было выяснено, что прием карнитина у 96 людей старше 76 лет объективно позволил улучшить физические и ментальные функции, снизить слабость и другие неприятные ощущения (боль в мышцах, нарушения сна).
Также этой же группой ученых было проведено исследование эффективности приема карнитина в группе с возрастом от 100 до 106 лет (70 испытуемых). Половине испытуемых давался жидкий карнитин или в таблетках, в то время как вторая половина получала плацебо. Спустя длительное время были оценены изменения в организме людей. Так, у тех, кто пил карнитин, произошло снижение массы жировой ткани на 1,6 кг, против 0,6 кг у принимавших плацебо. Кроме того у пациентов, которые получили настоящий препарат, наблюдалось увеличение мышечной массы более, чем на 3 кг в среднем, что является важным фактором, обеспечивающим защиту от прогрессирования суставов и костей. Однако, для того, чтобы с уверенностью говорить о реальной эффективности этого препарата, следует увеличить количество испытуемых, чтобы свести к минимуму влияние случайных и системных ошибок на результаты исследования.
Также возможно применение карнитина у пожилых людей по медицинским показаниям при различных заболеваниях в составе комплексного лечения.
Показаниями могут служить:
- поражения сердечно-сосудистой системы;
- приступы стенокардии;
- острое поражение миокарда на фоне ишемии;
- некроз миокарда;
- аритмии и кардиотоксичность, индуцированная лекарственными средствами;
- сердечная миопатия;
- болезнь Альцгеймера;
- старческая депрессия;
- обусловленные возрастом нарушения памяти;
- хронические обструктивные болезни легких.
Биосинтез и метаболизм L карнитина
Синтез L карнитина в организме человека происходит из лизина и метионина. У не млекопитающих, синтез карнитина начинается с поэтапного метилирования свободного лизина и S-аденозилметионина до получения триметиллизина. У млекопитающих это соединение также является главным предшественником для синтеза карнитина. Триметиллизин затем преобразуется с в результате ряда ферментативных реакций (которые происходят в печени, почках, головном мозге, сердце и скелетных мышцах) в бутиробетаин, или L карнитин. Синтез карнитина в значительной степени контролируется активностью бутиробетаин – гидроксилазы, что сильно зависит от возраста. В младенчестве активность этого фермента составляет около 12% (по сравнению со взрослыми). Активность бутиробетаин-гидроксилазы достигает уровня взрослых лишь к 15 годам.
Для того, чтобы синтезировать L карнитин, требуются:
- незаменимые аминокислоты (лизин и метионин);
- аскорбиновая кислота;
- никотиновая кислота;
- витамин В6;
- ион железа.
Логичным является то, что недостаток любого из этих веществ может привести к существенному нарушению синтеза карнитина. Тем не менее, исследование на мышах, которые не способны синтезировать витамин С самостоятельно, показало нормальные значения карнитина. Исследователями было высказано предположение, что адекватные уровни глутатиона и глутатионпероксидазы может компенсировать или заменить недостающий витамин С в биосинтезе карнитина.
Сердце и скелетные мышцы, а также многие другие ткани сильно зависят от окисления жирных кислот в качестве источника энергии. В связи с этим большое значение играет транспорт карнитина в этих тканях. Конкретные карнитин-связывающие транспортные белки были идентифицированы в нескольких тканях (например, сердечной мышце, скелетных мышцах, печени, почках), переводящих карнитин из сыворотки в клетку. С помощью этого механизма активного транспорта, ткани могут концентрировать до 10 раз L карнитина больше, чем имеется в плазме.
Экскреция карнитина с мочой является основным маршрутом его ликвидации из организма. Так как реабсорбция карнитина почками является чрезвычайно эффективной, ежедневный оборот карнитина, по различным оценкам, составляет от 4% до 6% от общих запасов этого соединения в теле здорового человека.
Природные источники карнитина
Согласно ряду источников, в связи с тем, что впервые карнитин был выделен из мяса, его название имеет сродство с “carnis” – мясо.
В связи с тем, что цена карнитина напрямую зависит от затрат на получение этого вещества в промышленных масштабах, оправдано использование биологического сырья (как правило, мясо).
В большинстве же случаев, естественными источниками карнитина, являются:
- говядина;
- рыбная продукция;
- мясо птицы;
- молоко и его производные (сыр, сметана, творог).
В редких случаях карнитин содержится в малых концентрациях в хлопьях, фруктах и овощах.
Применение карнитина
В настоящее время применение карнитина ограничено рядом противопоказаний:
- аллергией на пищевые белки, яйца, молочные продукты;
- вероятностью голодания в ближайшее время;
- планируемой беременностью;
- болезнями щитовидной железы;
- онкологическими процессами.
Вне зависимости от возраста, самостоятельный прием карнитина не рекомендуется в связи с потребностью в консультации со специалистом.
Для профилактики и комплексного лечения болезней
В настоящее время вопросами по применению карнитина при различных патологиях занимается большое количество ученых.
Нормальная работа сердца сильно зависит от концентрации карнитина. Дефицит этого соединения в сердце приводит к выраженной энергетической недостаточности. Однако, в большинстве случаев поражения сердца связаны не с дефицитом карнитина, запасы которого в норме превышают потребности, а с недостатком кислорода, что становится причиной стенокардии.
Пероральный прием Л ацетил карнитина в течение 6 месяцев (1 грамм дважды в день) показало постепенное, но значительное снижение артериального давления у пациентов с высокими рисками развития сердечно-сосудистых заболеваний. Также отмечался эффект снижения инсулинорезистентности, который пропадал через 8 недель после прекращения приема карнитина (рацион, как правило, не менялся).
Применение карнитина при стенокардии обусловлено повышением эффективности использования кислорода и энергетическим метаболизмом в миокарде. Кроме повышения потребления жирных кислот, карнитин предотвращает возникновение токсичных метаболитов, которые изменяют свойства мембран кардиомиоцитов. Это позволяет сделать карнитин полезным в процессе реабилитации от сердечного приступа, кардиомиопатии, аритмии и сердечной недостаточности.
Также, наибольшее интерес в применении карнитина связан с :