Войти
 | |
 | |
| Клинические данные | |
|---|---|
| AHFS / Drugs.com | Подробная информация для потребителей Micromedex |
| Беременность. категория |
|
| Способы. введения | Пероральный, внутривенный |
| ATC код | |
| Правовой статус | |
| Правовой статус |
|
| Фармакокинетические данные данные | |
| Биодоступность | <10% |
| Связывание с белками | Нет |
| Метаболизм | незначительно |
| Экскреция | Моча (>95%) |
| Идентификаторы | |
Название IUPAC
| |
| Номер CAS | |
| PubChem CID | |
| DrugBank | |
| ChemSpider | |
| UNII |
|
| KEGG | |
| ChEBI | |
| ChEMBL |
|
| CompTox Dashboard (EPA ) | |
| ECHA InfoCard | 100.006.343  |
| Химические и физические данные | |
| Формула | C7H15NO3 |
| Молярная масса | 161,201 г · моль |
| 3D-модель (JSmol ) | |
SMILES
| |
InChI
| |
| (что это?) | |
Карнитин (β-гидрокси-γ-N-триметиламиномасляная кислота, 3-гидрокси-4-N, N, N-триметиламинобутират ) представляет собой четвертичное аммониевое соединение, вовлеченное в метаболизм у большинства млекопитающих, растений и некоторых бактерии. Для поддержки энергетического метаболизма карнитин транспортирует длинноцепочечные жирные кислоты в митохондрии для окисления для производства энергии, а также участвует в удалении продуктов метаболизма из клеток.. Учитывая его ключевую метаболическую роль, карнитин концентрируется в таких тканях, как скелет и сердечная мышца, которые метаболизируют жирные кислоты в качестве источника энергии. Здоровые люди, в том числе строгие вегетарианцы, синтезируют достаточно L-карнитина in vivo, чтобы не требовать добавок.
Карнитин существует как один из двух стереоизомеров ( два энантиомера d-карнитин (S - (+) -) и l-карнитин (R - (-) -)). Оба являются биологически активными, но только l-карнитин в природе встречается у животных, а d-карнитин токсичен, поскольку он подавляет активность l-формы. При комнатной температуре чистый карнитин представляет собой белый порошок и водорастворимый цвиттерион с низкой токсичностью. Полученный из аминокислот, карнитин был впервые извлечен из мясных экстрактов в 1905 году, что привело к его названию от латинского «caro / carnis» или мясо.
Некоторые люди с генетическим или медицинские расстройства (например, недоношенные дети) не могут производить достаточно карнитина, что требует пищевых добавок. Предварительные клинические исследования указывают на то, что он может улучшить функцию сердца у людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями или невропатией у людей, получающих химиотерапию. Несмотря на то, что спортсмены часто употребляют добавки карнитина для улучшения физической работоспособности или восстановления, высококачественных клинических доказательств недостаточно, чтобы указать, что это дает какую-либо пользу.
Биосинтез карнитина Многие эукариоты обладают способностью синтезировать карнитин, в том числе и люди. Люди синтезируют карнитин из субстрата TML (6-N-триметиллизин), который, в свою очередь, является производным метилирования аминокислоты лизина. Затем TML гидроксилируется в гидрокситриметиллизин (HTML) с помощью триметиллизиндиоксигеназы, что требует присутствия аскорбиновой кислоты и железа. Затем HTML расщепляется альдолазой HTML (пиридоксальфосфат, требующий фермента), давая 4-триметиламинобутиральдегид (TMABA) и глицин. Затем TMABA дегидрируется в гамма-бутиробетаин в НАД-зависимой реакции, катализируемой дегидрогеназой TMABA. Затем гамма-бутиробетаин гидроксилируется гамма-бутиробетаингидроксилазой (ферментом, связывающим цинк ) в l-карнитин, при этом требуется железо в форме Fe.
. Карнитин участвует в транспортировке жирные кислоты через митохондриальную мембрану, образуя длинноцепочечный ацетилкарнитиновый эфир и транспортируясь карнитинпальмитоилтрансферазой I и карнитинпальмитоилтрансферазой II. Карнитин также играет роль в стабилизации уровней ацетил-КоА и коэнзима A за счет способности принимать или отдавать ацетильную группу.
Распределение ферментов биосинтеза карнитина в тканях у людей указывает на то, что TMLD активен в печени, сердце, мышцах, головном мозге и наиболее высок в почках. Активность HTMLA обнаруживается в основном в печени. Скорость окисления TMABA самая высокая в печени, со значительной активностью также в почках.
Свободно плавающие жирные кислоты, высвобождаемые из жировые ткани с кровью, связываются с молекулой белка-носителя, известной как сывороточный альбумин, которая переносит жирные кислоты в цитоплазму клеток-мишеней, таких как сердце, скелетные мышцы, и клетки других тканей, где они используются в качестве топлива. Но прежде чем клетки-мишени смогут использовать жирные кислоты для производства АТФ и β-окисления, жирные кислоты с длиной цепи из 14 или более атомов углерода должны быть активированы и впоследствии транспортированы в митохондриальный матрикс клетки в трех ферментативных реакциях карнитинового шаттла .
Первая реакция карнитинового шаттла представляет собой двухэтапный процесс, катализируемый семейством изоферментов ацил-КоА-синтетазы, которые находятся во внешних митохондриях. мембраны,, где они способствуют активации жирных кислот за счет образования тиоэфирной связи между карбоксильной группой жирной кислоты и тиоловой группой кофермента A с образованием жирного ацила-CoA.
На первой стадии реакции ацил-КоА-синтетаза катализирует перенос аденозинмонофосфатной группы (АМФ) из молекулы АТФ на жирную кислоту, образуя промежуточный жирный ацил-аденилат и пирофосфат группа (PP i). пирофосфат, образованный в результате гидролиза двух высокоэнергетических связей в АТФ, немедленно гидролизуется до двух молекул P i неорганической пирофосфатазой. Эта реакция в высшей степени эксергонична, что ускоряет реакцию активации и делает ее более благоприятной. На втором этапе тиольная группа цитозольного кофермента A атакует ацил-аденилат, вытесняя AMP с образованием тиоэфирного жирного ацил-КоА.
На втором этапе В результате реакции ацил-КоА временно присоединяется к гидроксильной группе карнитина с образованием жирного ацил-карнитина. Эта переэтерификация катализируется ферментом, обнаруженным во внешней мембране митохондрий, известным как карнитинацилтрансфераза 1 (также называемая карнитин-пальмитоилтрансфераза 1, CPT1).
Образовавшийся жирный ацил-карнитиновый эфир затем диффундирует через межмембранное пространство и проникает в матрикс с помощью облегченной диффузии через карнитин-ацилкарнитинтранслоказу (CACT), расположенную на внутренней митохондриальной мембране. Этот антипортер возвращает одну молекулу карнитина из матрицы в межмембранное пространство на каждую молекулу жирного ацилкарнитина, которая перемещается в матрицу.
В третьей и заключительная реакция карнитинового челнока, жирная ацильная группа переносится с жирного ацилкарнитина на кофермент А, регенерируя жирный ацил-КоА и свободную молекулу карнитина. Эта реакция происходит в митохондриальном матриксе и катализируется карнитин-ацилтрансферазой 2 (также называемой карнитин-пальмитоилтрансферазой 2, CPT2), которая расположена на внутренней поверхности внутренней митохондриальной мембраны. Образованная молекула карнитина затем перемещается обратно в межмембранное пространство с помощью того же котранспортера (CACT), в то время как жирный ацил-КоА вступает в β-окисление.
Карнитин- опосредованный процесс входа является фактором, ограничивающим скорость окисления жирных кислот, и важным моментом регулирования.
Печень начинает активно вырабатывать триглицериды из избытка глюкозы, когда он снабжен глюкозой, которая не может окисляться или храниться в виде гликогена. Это увеличивает концентрацию малонил-КоА, первого промежуточного продукта в синтезе жирных кислот, что приводит к ингибированию карнитинацилтрансферазы 1, тем самым предотвращая попадание жирных кислот в матрикс митохондрий для β-окисления. Это ингибирование предотвращает распад жирных кислот во время синтеза.
Активация карнитинового челнока происходит из-за необходимости окисления жирных кислот, которое требуется для производства энергии. Во время интенсивного сокращения мышц или во время голодания концентрация АТФ снижается, а концентрация АМФ увеличивается, что приводит к активации AMP-активированной протеинкиназы (AMPK). AMPK фосфорилирует ацетил-CoA карбоксилазу, которая обычно катализирует синтез малонил-CoA. Это фосфорилирование ингибирует ацетил-КоА-карбоксилазу, что, в свою очередь, снижает концентрацию малонил-КоА. Более низкие уровни малонил-КоА подавляют карнитинацилтрансферазу 1, позволяя импортировать жирные кислоты в митохондрии, в конечном итоге пополняя запасы АТФ.
рецептора, активируемого пролифератором пероксисом альфа (PPARα) ядерный рецептор, который функционирует как фактор транскрипции. Он действует в мышцах, жировой ткани и печени, чтобы включить набор генов, необходимых для окисления жирных кислот, включая переносчики жирных кислот карнитин-ацилтрансферазы 1 и 2, жирные ацил-КоА дегидрогеназы для коротких, средних, длительных и очень длительных ацильные цепи и родственные ферменты.
PPARα действует как фактор транскрипции в двух случаях; как упоминалось ранее, когда возникает повышенная потребность в энергии в результате катаболизма жиров, например, во время голодания между приемами пищи или при длительном голодании. Кроме того, переход от эмбрионального к неонатальному метаболизму в сердце. У плода источниками топлива в сердечной мышце являются глюкоза и лактат, но в сердце новорожденного жирные кислоты являются основным топливом, которое требует активации PPARα, чтобы он, в свою очередь, мог активировать гены, необходимые для жирных кислот. метаболизм на этой стадии.
Более 20 генетических дефектов человека в транспорте жирных кислот или окислении были идентифицированы. В случае дефекта окисления жирных кислот ацилкарнитины накапливаются в митохондриях и переносятся в цитозоль, а затем в кровь. Уровни ацилкарнитина в плазме крови новорожденных могут быть обнаружены в небольшом образце крови с помощью тандемной масс-спектрометрии.
Когда β-окисление является дефектным из-за мутации или дефицита карнитина, ω-окисление жирных кислоты становятся более важными для млекопитающих. Фактически, ω-окисление жирных кислот - это еще один путь деградации ЖК у некоторых видов позвоночных и млекопитающих, который происходит в эндоплазматическом ретикулуме печени и почек, это окисление ω (омега) углерода - углерода, наиболее удаленного от карбоксильная группа (в отличие от 
В качестве примера нормального синтеза человек весом 70 кг (150 фунтов) вырабатывает 11–34 мг карнитина в день. Взрослые, употребляющие смешанную диету из красного мяса и других продуктов животного происхождения, потребляют около 60–180 мг карнитина в день, а веганы потребляют около 10–12 мг в день. Большая часть (54–86%) карнитина, полученного с пищей, всасывается в тонком кишечнике перед попаданием в кровь. Общее содержание карнитина в организме составляет около 20 граммов (0,71 унции) у человека весом 70 кг (150 фунтов), причем почти весь он содержится в клетках скелетных мышц. Карнитин метаболизируется со скоростью около 400 мкмоль в день, что составляет менее 1% от общих запасов организма.
Дефицит карнитина не существует у здоровых людей без метаболических нарушений, что указывает на то, что большинство у людей нормальный, адекватный уровень карнитина, который обычно вырабатывается метаболизмом жирных кислот. Даже веганы не проявляют признаков дефицита карнитина. Младенцы, особенно недоношенные, имеют низкие запасы карнитина, что требует использования обогащенных карнитином детских смесей в качестве замены грудного молока, при необходимости.
Существует два типа состояний дефицита карнитина. Первичный дефицит карнитина - это генетическое нарушение клеточной системы переносчиков карнитина, которое обычно проявляется к пяти годам с симптомами кардиомиопатии, слабости скелетных мышц и гипогликемии. Вторичный дефицит карнитина может возникать в результате определенных заболеваний, таких как хроническая почечная недостаточность, или в условиях, снижающих всасывание карнитина или увеличивающих его выведение, таких как использование антибиотиков, недоедание и плохое всасывание после переваривания.
Карнитин изучался при различных кардиометаболических состояниях, что указывает на его использование в качестве вспомогательного средства при сердечных заболеваниях и диабет и многие другие заболевания. Карнитин не влияет на предотвращение смертности, связанной с сердечно-сосудистыми заболеваниями, и не оказывает значительного влияния на липиды крови. Карнитин не влияет на большинство параметров терминальной стадии почечной недостаточности, хотя может снизить c-реактивный белок.
Несмотря на широко распространенный среди спортсменов интерес к использованию карнитина для улучшения физической работоспособности, подавление мышечных судорог или улучшения восстановления после физической подготовки, качество исследований этих возможных преимуществ было низким, что не позволяет сделать вывод о каком-либо эффекте. При добавлении 2–6 граммов (0,071–0,212 унции) в день в течение месяца не было убедительных доказательств того, что карнитин влияет на упражнения или физическую работоспособность. Добавки карнитина не улучшают потребление кислорода или метаболические функции во время тренировок, а также не увеличивают количество карнитина в мышцах. Фактически, вопреки различным заблуждениям, L-карнитин также не влияет на метаболизм жира, то есть на сжигание жира без упражнений.
Содержание карнитина семенной жидкости напрямую связано с количеством и подвижностью сперматозоидов, что позволяет предположить, что это соединение может быть полезным при лечении мужского бесплодия. Одно исследование пришло к выводу, что добавление карнитина может улучшить качество спермы, и сообщенные преимущества могут быть связаны с повышенным окислением митохондриальных жирных кислот (обеспечивающим больше энергии для сперматозоидов) и снижением гибели клеток в семенниках мышей, подвергшихся физическому стрессу в отношении семенников.
Несколько исследований подтвердили эффективность дополнительного карнитина в лечении ишемии сердца (ограничение кровотока к сердцу) и заболеваний периферических артерий. Если уровни карнитина в пораженной сердечной мышце низкие, дополнительные количества могут противодействовать токсическим эффектам свободных жирных кислот и улучшать углеводный обмен. Карнитин обладает противоишемическими свойствами при пероральном и инъекционном применении.
Koeth et al. Из клиники Кливленда сообщили, что карнитин из мяса животных (в четыре раза больше в красном мясе) как в рыбе или курице), а также фосфатидилхолин из яичного желтка превращаются кишечными бактериями в триметиламин (соединение, вызывающее уремический запах изо рта). Триметиламин окисляется в печени до N-оксида триметиламина (TMAO), который вызывает атеросклероз в моделях на животных. У пациентов из верхнего квартиля ТМАО трехлетний риск инсульта, смерти или инфаркта миокарда увеличился в 2,5 раза.
Ключевой вопрос заключается в том, что веганы, которые потребляли l-карнитин, не производили ТМАО, потому что у них не было кишечных бактерий, которые производят ТМА из карнитина.
Диабет 2 типа, который характеризуется инсулинорезистентностью, может быть связан с дефектом окисления жирных кислот в мышцах. Несколько исследований показывают, что добавление карнитина может положительно влиять на утилизацию глюкозы и уменьшать диабетическую невропатию.
Обычно ВИЧ инфицированные пациенты накапливают жир в некоторых областях тело и теряют жир в других областях, помимо высокого уровня жиров в крови (гиперлипидемия ) и инсулинорезистентности, которая известна как синдром липдистрофии. Этот синдром вызывает дефицит l-карнитина, который вызывает дефекты метаболизма жира в митохондриях. Добавка карнитина у ВИЧ-инфицированных может замедлить гибель лимфоцитов, снизить невропатию и благоприятно повлиять на уровень липидов в крови.
Гемодиализ В качестве добавки L -Карнитин помогает против COVID-19 и микоплазмы, уменьшая такие симптомы, как кашель. L-карнитин более полезен для мужчин (см. Мужскую фертильность выше). Эта гендерная связь также может объяснить более высокий уровень смертности от COVID-19 среди мужчин
Почки вносят вклад в общий гомеостаз в организме, включая уровни карнитина. В случае почечной недостаточности повышение элиминации карнитина с мочой, снижение эндогенного синтеза и плохое питание в результате анорексии, вызванной заболеванием, могут привести к дефициту карнитина. Уровень карнитина в крови и его запасы в мышцах могут стать очень низкими, что может способствовать анемии, мышечной слабости, утомляемости, изменению уровня жиров в крови и сердечным заболеваниям. Некоторые исследования показали, что добавление высоких доз l-карнитина (часто вводимое) может помочь в управлении анемией.
Форма, представленная в body - это l-карнитин, который также присутствует в пище. Источниками питания, богатыми l-карнитином, являются продукты животного происхождения, особенно говядина и свинина. Более красное мясо, как правило, имеет более высокий уровень l-карнитина. Взрослые, соблюдающие разнообразные диеты, содержащие продукты животного происхождения, получают около 60–180 мг карнитина в день. Веганы получают заметно меньше (около 10–12 мг), поскольку в их рационе отсутствуют продукты животного происхождения, богатые карнитином. Приблизительно от 54% до 86% пищевого карнитина всасывается в тонком кишечнике, а затем попадает в кровь. Даже диета с низким содержанием карнитина мало влияет на общее содержание карнитина, поскольку почки сохраняют карнитин.
| Пища | Миллиграммы (мг) |
|---|---|
| Приготовленный говяжий стейк, 4 унций (110 г) | 56–162 |
| Говяжий фарш, приготовленный, 4 унции (110 г) | 87–99 |
| Молоко, цельное, 1 стакан (237 г) | 8 |
| Треска, приготовленная, 4 унции (110 г) | 4–7 |
| Куриная грудка, приготовленная, 4 унции (110 г) | 3–5 |
| Мороженое, ½ стакана (125 мл) | 3 |
| Сыр, чеддер, 2 унции (57 г) | 2 |
| Цельнозерновой хлеб, 2 ломтика | 0,2 |
| Спаржа, приготовленная, ½ стакана (62 г) | 0,1 |
В целом всеядные люди ежедневно потребляют от 2 до 12 мкмоль кг массы тела, что составляет 75% карнитина в организме. Люди эндогенно вырабатывают 1,2 мкмоль кг массы тела карнитина ежедневно, что составляет 25% карнитина в организме. Строгие вегетарианцы получают мало карнитина из пищевых источников (0,1 мкмоль кг массы тела в день), так как он в основном содержится в продуктах животного происхождения.
В 1989 г. и Совет по питанию пришли к выводу, что карнитин не является важным питательным веществом, поскольку здоровая человеческая печень и почки синтезируют достаточное количество карнитина из лизина и метионина для удовлетворения ежедневных потребностей организма без необходимости употребления его из добавок или еды. Кроме того, FNB не установил рекомендуемые дозы карнитина (DRI).
l-карнитина, ацетил- l-карнитина и пропионила. - L-карнитин доступен в виде диетических добавок в виде таблеток или порошков. Это также препарат, одобренный Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов для лечения первичных и некоторых вторичных синдромов дефицита карнитина.
Карнитин взаимодействует с пивалат -конъюгированные антибиотики, такие как пивампициллин. Хронический прием этих антибиотиков увеличивает выведение пивалоил-карнитина, что может привести к истощению карнитина. Лечение антиконвульсантами вальпроевой кислотой, фенобарбиталом, фенитоином или карбамазепином значительно снижает уровень карнитина в крови.
При приеме примерно 3 граммов (0,11 унции) в день карнитин может вызвать тошноту, рвоту, спазмы в животе, диарею и запах тела запах рыбы. Другие возможные побочные эффекты включают кожную сыпь, мышечную слабость или судороги у людей с эпилепсией.
Левокарнитин был одобрен США Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов как новое молекулярное образование под торговой маркой Carnitor 27 декабря 1985 г.
