l-karnitin

A L-karnitin ez egy nélkülözhetetlen metabolit, amely számos kritikus szerepet játszik az összes állat köztes anyagcseréjében. A karnitin két sztereoizomerje, az L- és a D-karnitin közül csak az L-karnitin (levokarnitin) természetes és biológiailag aktív, és ezért a Metabolik úgy lett megfogalmazva, hogy csak tiszta L-karnitint tartalmaz.

Az L-karnitin, még önmagában is, képes ellensúlyozni a anyagcserezavarok jellemzően a tehén átmeneti időszak: zsírsavak felhalmozódása a májban, oxidatív stressz, hyperammonemia és gyulladás.

Az L-karnitin szerepe a zsíranyagcserében

A karnitin legismertebb és legfontosabb biológiai funkciója a zsírsav transzport a citoplazmától a mitokondrium mátrixáig, ahol β-oxidációval oxidálódnak energiatermelés céljából.

Metabolizálódás céljából a savaknak először meg kell kötődniük a CoA-val, hogy acetil-CoA-t kapjanak, amely a zsírsavak aktivált formája. A mitokondriális membrán belseje át nem ereszkedik az acetil-CoA-hoz, mert kötődniük kell a karnitinhez, hogy a keletkező acetil-karnitin a mitokondriális mátrixba kerüljön.

Ez az áttelepülés három karnitin-függő enzim által katalizált reakciók sorozatán keresztül történik, amelyek együttesen képviselik a karnitin-transzport rendszert:

  • A CoA-val észterezett acilcsoport a karnitin-palmitoil-transzferáz 1 (CPT-1) a külső mitokondriális membránban helyezkedik el.
  • Acetil-karnitin acetil-karnitin-karnitin-transzlokáz (CACT) szállítja a belső térbe, amely közvetíti az acetil-karnitin transzmembráncserét karnitinre.
  • Az acil-karnitin válik acil-CoA a belső mitondriális membránban elhelyezkedő karnitin-palmitoil-transzferáz 2 (CPT-2) révén. A zsírsavat most a mitokondriális mátrixban észterezik CoA-val, és a szabad karnitin az acetilkarninitin-karnitin-transzlokáz hatására diffundál a membránon át a citoszolba.

A CPT-1 és CPT-2 mellett a karnitin számos más karnitin-függő acetil-transzferáz szubsztrátja is, amelyeknek az intracelluláris eloszlása ​​és a lánc különböző jellemzői eltérőek. A karnitin-acetil-transzferázok katalizálják az acilcsoportok cseréjét a CoA és a karnitin között, potenciálisan mérgező metabolitok, megkönnyítve a felesleges szénhidrogének mitokondriális áramlását, amely modulálja az acetil-CoA/CoA arányt a különböző intracelluláris rekeszekben, és ezáltal számos döntő szerepet játszik az anyagcserében.

Ezen kulcsszabályozó funkciók miatt a karnitin védi a mitokondriális funkciókat, és elengedhetetlen az egészséges energia-anyagcseréhez.

A kérődzők máj nem képes hatékonyan exportálni a zsírokat, például a nagyon kis sűrűségű lipoproteineket (VLDL), azonban a zsírsavak máj-β-oxidációját exogén karnitin stimulálja, ezért a karnitin beadása a zsírkatabolizmus javításának képességével fontos eszköz a zsíros májkontroll és a kapcsolódó rendellenességek.

A karnitin szintén csökkenti a zsírsavak szintézisét (lipogenezis) a májban az acetil-maradékok acetil-karnitin felé terelésével, amelyet a máj később a keringésbe enged.

A szarvasmarha májának szövettani szakaszait alkalmazó in vitro vizsgálatok azt mutatták, hogy a karnitin javítja a zsírsavak oxidációját és gátolja a trigliceridek szintézisét.

Bizonyított, hogy a karnitin csökkenti a máj lipidfelhalmozódását a kísérletileg indukált negatív energiaegyensúlyú teheneknél.

Ezenkívül a karnitin számos más alapvető intracelluláris és metabolikus funkciót is ellát:

  • A peroxiszomális béta-oxidáció során keletkező zsírsavakat a mitokondriumba továbbítja, az oxidáció elősegítése amely peroxiszómákban nem lehet teljes.
  • Javítsa a CoA újrahasznosítását kiküszöbölve a mitokondriumokban felhalmozódó acilcsoportok rövid láncolatát, emelve a szabad CoA szintjét, amely rendelkezésre áll a β-oxidáció és a Krebs-ciklus folytatásának támogatására.
  • A karnitin a védőhatás a ketózis ellen, mert elősegíti a zsírsavak teljes oxidációját, acetil-pufferként működik, növeli a β-hidroxi-butirát használatát a perifériás szövetekben, és javítja az acetil-karnitin vizelettel történő kiválasztását.
  • A karnitin bemutatásra került fokozza a máj glükoneogenezisét, serkenti a metabolitok áramlását a piruvát-karboxilázon keresztül és növeli az aminosavak elérhetőségét az elágazó láncú α-keto-sav-dehidrogenáz gátlásán keresztül, ami csökkenti az elágazó láncú aminosavak lebontását és elősegíti a fehérjeszintézist.

L-karnitin és hatása az oxidatív stressz ellen

A reaktív oxigénfajok (ROS) számos anyagcsere-rendellenesség patogenezisében vesznek részt, így a oxidatív stressz szabályozása tejelő teheneknél kötelező terápiás célkitűzést jelent a peripartum rendellenességeinek megelőzésében.

Az L-karnitin számos állatfajban hatékonynak bizonyult kóros helyzetekben, amelyeket megnövekedett oxidatív stressz jellemez, és bizonyítékok vannak arra, hogy kritikus szerepet játszik a sejtes stresszválasz modulátoraként, mind egészségügyi helyzetben, mind betegség alatt.

Az L-karnitin képes csökkenti az oxidatív stresszt különböző módon:

  • közvetlenül tevékenysége révén radikális elfogás, amint azt in vitro és in vivo is bizonyították;
  • képességére stabilizáció mitokondriális membránok, csökkentve az ROS keletkezését az elektrontranszportláncon keresztül;
  • megakadályozza a felhalmozódást a lipidperoxidáció végső metabolitjainak mennyisége.

Ezenkívül az L-karnitin fém kelátképző aktivitással rendelkezik, amely csökkenti a citoszolos vas koncentrációját, amely elem növeli a szabad gyökök képződését.

Az L-karnitin gyulladáscsökkentő hatása

Számos megállapítás következetesen megmutatta, hogy az L-karnitin képes csökkentse a gyulladásos folyamatot sok kóros állapotban.

Állatmodellekben magas vérnyomás, L-karnitinnel egészítették ki, hogy sikeresen ellensúlyozzák az IL-1β, IL-6 és TNF-α növekedését a plazmában és a szívszövetben.

Az L-karnitin-kezelés csökkenti az akut fázisú fehérjék C-reaktív fehérjét és a szérum amyloid A-t, valamint növeli az összes fehérje és az akut fázis negatív fehérjék (albumin és transzferrin) plazmaszintjét hemodializált betegeknél.

A carrageenan által kiváltott gyulladás modelljében felnőtt patkányokban (amely jó, nagyon prediktív modellnek bizonyult a gyulladáscsökkentő gyógyszerek aktivitásának tesztelésére) az L-karnitin képes volt helyreállítani a gyulladásos sejtfunkciók változását és a szövetek pusztulását, a szuperoxid anionok termelésének csökkentése.

A karnitin a mitokondriális funkció javításával képes csökkenti az oxidatív stresszt, amely fontos szerepet játszik a pro-gyulladásos citokinek felszabadulásában olyan körülmények között, amelyek károsítják a sejtenergia homeosztázisát.

Azt is felvetették, hogy az L-karnitin képes modulálni az immunválaszt, és bebizonyosodott, hogy hiánya felelős az immunválasz meghibásodásáért endotoxin-közvetített többszerves elégtelenség esetén.

L-karnitin ammónium méregtelenítőként (NH4 +)

A ammónium Ez egy fehérje anyagcseréből származó mérgező termék, amelynek összetett metabolizmusa különböző szerveket, különösen a májat érint, ahol a karbamid ciklus zajlik, ami elengedhetetlen a eliminációhoz.

Az L-karnitin az ammónia méregtelenítésében is szerepet játszik, és beadása kimutatták, hogy csökkenti a vér ammónia szintjét, megakadályozza az ammónia toxicitását és javítja az ammónia anyagcseréjének zavarait emberekben és állatokban.

L-karnitint is bemutattak megakadályozza a hyperammonemiát kérődzőkben. Az L-karnitin intravénás beadása juhoknál csökkentette a plazma ammóniumszintjét azoknál az állatoknál, akik orális oldatot kaptak karbamiddal. Egy másik tanulmányban az L-karnitin-kiegészítés enyhítette a hyperammonemiát azoknál a kérődzőknél, akiket nem fehérje.

Az L-karnitin az ammónia-toxicitás elleni védekezésének mechanizmusát kevéssé ismert, de felvetették, hogy működhet ureogenezis kiváltásával, a mitokondriumok szerkezetének és metabolikus integritásának javításával, vagy megakadályozhatja az ureogenezis acetil-CoA származékokkal történő gátlását.

A karnitin egy alapvető darab, amely az anyagcsere kereszteződésében áll, és kapcsolatot teremt a zsírsavak anyagcseréje és a karbamid szintézise között, negatív energiaegyensúly esetén.

L-karnitin és inzulinérzékenység

A karnitinigény metabolikus stressz körülményei között növekszik, amellyel a tejelő teheneknél az átmeneti időszakban találkozunk, és ez karnitin-hiány, mitokondriális diszfunkció és károsodott inzulinérzékenység, amelyet karnitin kiegészítéssel meg lehet fordítani.

Kimutatták, hogy a karnitin-kiegészítés helyreállítja az inzulinreakciót többszörös glükóz-intolerancia-rendellenességekben, és jelentős hatással van egészséges egyénekre glükózfelvétel az egész testben.

A karnitin ezen metabolikus hatásának mechanizmusát nem sikerült teljesen tisztázni, de a karnitin számos, ehhez a hatáshoz kapcsolódó intézkedését javasolták:

  • Az acetil és az acil transzportjának szabályozása az intracelluláris rekeszek között
  • A piruvát-dehidrogenáz komplex aktivitásának szabályozása
  • A glikolitikus és glükoneogén enzimeket és az inzulin szignál kaszkád komponenseit kódoló gének expressziójának modulálása
  • Az inzulin növekedési faktor (IGF) stimulálása.

Az IGF ezen aktiválása megmagyarázhatja a karnitin kiegészítés pozitív hatását a reproduktív teljesítményre.