Карнитин: функции, источники и применение¶

Карнитин — природное азотсодержащее соединение, относящееся к классу аминокислотоподобных веществ (кватернарных аминов). В физиологии известен прежде всего как переносчик длинноцепочечных жирных кислот через внутреннюю мембрану митохондрий, где происходит их окисление с образованием энергии. Наиболее распространённая форма — L-карнитин; именно она биологически активна в организме человека и животных. Вещество синтезируется в печени и почках из аминокислот лизина и метионина при участии витамина C, железа, витаминов B6 и B3. Открыто в 1905 году российскими химиками В. С. Гулевичем и Р. П. Кримбергом, выделившими его из экстракта мышц, что и дало название (от лат. caro, carnis — «мясо»).

¶Химическая природа и формы

Карнитин — низкомолекулярное водорастворимое соединение, хорошо растворимое в воде и устойчивое в нейтральных растворах. В организме существует в двух основных стереоизомерах: L-карнитин (биологически активная форма) и D-карнитин, который не участвует в метаболизме жирных кислот. Синтетический D,L-карнитин (смесь изомеров) в качестве пищевой добавки не применяется из-за возможного антагонизма к природной форме.

Производные карнитина — ацилкарнитины — образуются при связывании с остатками жирных кислот и служат транспортной формой. Именно ацилкарнитиновый цикл обеспечивает доставку жирных кислот внутрь митохондрий.

¶Биологическая роль

Основная функция карнитина — участие в так называемом карнитиновом шаттле. Длинноцепочечные жирные кислоты не могут самостоятельно проходить внутреннюю мембрану митохондрий. Карнитин связывает их в ацилкарнитин, переносит через мембрану и высвобождает внутри, после чего жирная кислота подвергается β-окислению с образованием ацетил-КоА и далее — энергии в цикле Кребса. Этот механизм особенно важен для тканей с высоким энергопотреблением: сердечной и скелетных мышц, печени, почек.

Дополнительные функции:

• выведение из митохондрий избытка короткоцепочечных органических кислот, предотвращая их накопление;
• участие в буферизации соотношения ацетил-КоА/КоА, влияющего на обмен углеводов;
• модуляция активности некоторых ферментов и антиоксидантная роль в отдельных исследованиях.

¶Источники и синтез

Организм взрослого человека синтезирует карнитин самостоятельно, однако при ряде состояний эндогенного синтеза может быть недостаточно. Основные пищевые источники — продукты животного происхождения:

В растительных продуктах карнитин практически отсутствует, поэтому у строгих вегетарианцев уровень вещества в организме может быть ниже. Биодоступность карнитина из пищи составляет около 54–86 %; всасывание происходит преимущественно в тонком кишечнике.

¶Дефицит и его причины

Первичный дефицит карнитина — редкое наследственное заболевание, связанное с нарушением работы транспортёра OCTN2, отвечающего за перенос карнитина в клетки. Проявляется мышечной слабостью, кардиомиопатией, гипогликемией, задержкой роста. Вторичный дефицит развивается при хронических заболеваниях почек (в том числе при гемодиализе), приёме некоторых лекарств (например, вальпроевой кислоты), тяжёлом недоедании, нарушениях обмена.

¶Применение

L-карнитин используется как пищевая добавка и в медицине.

• Спорт и фитнес. Распространено мнение, что добавки карнитина усиливают сжигание жира и повышают выносливость. Контролируемые исследования дают неоднозначные результаты: заметный эффект чаще наблюдается у людей с исходным дефицитом или при сочетании с физической нагрузкой и диетой.
• Медицина. Применяется при первичном и вторичном дефиците карнитина, в кардиологии (в составе комплексной терапии), при хронической почечной недостаточности. Форма ацетил-L-карнитин исследуется в неврологии.
• Пищевая промышленность. Добавляется в некоторые продукты детского и спортивного питания, напитки.

¶Безопасность и критика

Карнитин обычно хорошо переносится. Возможны тошнота, дискомфорт в желудке, при больших дозах — специфический запах тела. Длительный приём высоких доз изучался ограниченно. Ряд исследований связывает карнитин с образованием в кишечнике триметиламиноксида (TMAO), который ассоциируют с риском сердечно-сосудистых заболеваний, однако причинно-следственная связь не доказана.

Маркетинговые заявления о «жиросжигающих» свойствах карнитина часто преувеличены: без дефицита калорий и физической активности добавка сама по себе не приводит к заметному снижению массы тела. Научные обзоры призывают различать доказанные медицинские показания и рекламные обещания.