Carnitina: Quando Usarla?

Cos’è

Cos’è la carnitina?

La carnitina è un composto quaternario contenente azoto implicato nel metabolismo della maggior parte dei mammiferi, delle piante e di alcuni batteri.

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Cenni di chimica della carnitina

In natura è possibile trovarla in due stereoisomeri, rispettivamente: D-carnitina [S - (+) -] ed L-carnitina [R - (-) -].

Entrambi sono biologicamente attivi, ma solo la L-carnitina si trova naturalmente nei tessuti degli animali. Al contrario, la d-carnitina è considerata tossica, in quanto tende a inibire l'attività della forma L-.

A temperatura ambiente, la carnitina pura è uno zwitterione idrosolubile a bassa tossicità che si presenta sotto forma di polvere bianca.

La carnitina fu estratta per la prima volta dalla carne nel 1905, alimento da cui deriva il nome latino " carnis".

A Cosa Serve

Quale ruolo occupa la carnitina nell’organismo?

La carnitina partecipa al meccanismo di produzione energetica, assolvendo il ruolo di trasportatore degli acidi grassi (FA) a catena lunga fin dentro ai mitocondri; qui vengono poi usati per generare calorie grazie alla β-ossidazione.

Partecipa anche alla rimozione dei prodotti metabolici cellulari, dall'interno verso l'esterno.

Dati i suoi importantissimi ruoli metabolico cellulari, la carnitina è maggiormente concentrata in tessuti come il muscolo scheletrico e il muscolo cardiaco, che possono ovviamente metabolizzare gli acidi grassi.

Carnitina e fertilità

Il contenuto di carnitina nel liquido seminale è direttamente correlato al numero di spermatozoi e alla loro motilità.

Carnitina e malattie

L'uso di carnitina è stato studiato in varie condizioni cardio-metaboliche, ma è ancora in fase di ricerca preliminare per il suo potenziale coadiuvante nel trattamento delle malattie cardiache, nel diabete mellito tipo 2 ed altri. Al momento non è emerso alcun effetto sulla lipemia e sulla prevenzione della mortalità associata a malattie cardiovascolari.

Una meta-analisi ha evidenziato che il supplemento di L-carnitina potrebbe migliorare la funzione del cuore nelle persone con insufficienza cardiaca, ma la ricerca è insufficiente a determinare una possibile efficacia nel ridurre il rischio o nel trattamento.

Una ricerca clinica ha analizzato l'efficacia dell'uso di L-carnitina nel miglioramento dei parametri alterati dal diabete mellito tipo 2.

L'uso di carnitina non ha alcun effetto sulla maggior parte dei parametri legati alla malattia renale in stadio terminale, ma consente di ripristinare i giusti livelli della stessa.

Sintesi e Dieta

Sintesi endogena e apporto nutrizionale di carnitina

La sintesi endogena di carnitina avviene prevalentemente a livello di fegato e reni, a partire dal suo precursore lisina (amminoacido).

Di norma, in caso di piena funzionalità metabolica, una persona di 70 chilogrammi (kg) produce 11-34 milligrammi (mg) di carnitina al giorno (die), raggiungendo un contenuto corporeo totale di circa 20 g – quasi interamente localizzato nelle cellule muscolari scheletriche.

Gli adulti che consumano diete onnivore - contenenti carne rossa ed altri cibi di origine animale – ingeriscono circa 60-180 mg/die di carnitina.

I vegani assumo pressappoco 10-12 mg/die di carnitina.

La maggior parte (54-86%) della carnitina assunta con la dieta viene assorbita nell'intestino tenue, per poi entrare nel sangue.

Alimenti ricchi di carnitina

La carnitina presente nel cibo è in forma L-.

Le fonti nutrizionali più ricche sono i prodotti di origine animale, in particolare la carne di manzo e maiale.

Le carni rosse tendono ad avere livelli più elevati di l-carnitina rispetto a quelle bianche.

I vegetariani "rigorosi" ottengono poca carnitina dalle fonti alimentari, poiché ovviamente si trova principalmente negli alimenti di origine animale.

Carenza

Carenza di carnitina

Nelle persone adulte sane senza disturbi metabolici, la carenza di carnitina è considerata rara.

La maggior parte delle persone vanta normali livelli di carnitina nell'organismo, regolarmente impiegati nel metabolismo degli acidi grassi.

Pare che anche la popolazione vegana sia pressoché esente da questo rischio. Questo perché, oltre a possedere un efficacie metodo di sintesi, l'organismo è in grado di limitarne l'escrezione riducendone l'escrezione renale.

I neonati al contrario, soprattutto prematuri, sembrano possedere scarse riserve di carnitina; questo rende spesso necessario l'uso di prodotti arricchiti con questo elemento in sostituzione dal latte materno.

La carenza di carnitina viene solitamente classificata in due tipologie:

• Primaria: malattie genetiche della sintesi di carnitina, che possono comparire anche all'età di cinque anni;
• Secondarie: che possono verificarsi come conseguenza ad alcuni disturbi, tipo l'insufficienza renale cronica (aumento dell'escrezione) o una riduzione dell'assorbimento (uso di farmaci antibiotici, malnutrizione*, problemi digestivi**).

*ad esempio da anoressia nervosa;

**ad esempio da alterazione anatomo-funzionale dell'intestino.

Difetto metabolico nell’ossidazione degli acidi grassi

Sono stati identificati oltre 20 difetti genetici umani nel trasporto o nell'ossidazione degli acidi grassi.

In queste situazioni, le molecole di acil-carnitina tendono ad accumularsi nei mitocondri e vengono quindi trasferiti prima nel citosol e poi nel sangue.

A scopo diagnostico, nei neonati, i livelli plasmatici di acil-carnitina possono essere misurati analizzando un piccolo campione di sangue mediante spettrometria di massa tandem.

Nei mammiferi, quando la β-ossidazione è difettata da una mutazione genetica o da una carenza effettiva di carnitina, la ω-ossidazione diventa la via più importante –che avviene nel reticolo endoplasmatico delle cellule di fegato e reni.

Sintomi

Sintomi da carenza di carnitina

La carenza di carnitina, come ad esempio in caso di malattia renale cronica, è causa di: anemia, debolezza muscolare, affaticamento cronico, livelli alterati di grassi nel sangue e disturbi cardiaci.

Nel neonato, la carenza di carnitina si manifesta con: cardiomiopatia, debolezza e ipoglicemia.

Integrazione

Integrare con carnitina è necessario?

Normalmente tutti gli individui sani, compresi coloro che seguono una dieta latto-ovo-vegetariana, sintetizzano una quantità sufficiente di L-carnitina.

Ciò nonostante, l'integrazione alimentare di carnitina è particolarmente diffusa nella popolazione degli sportivi, degli amanti del fitness e dei bodybuilder.

I prodotti contenenti L-carnitina, acetil-L-carnitina e propionil-L-carnitina sono disponibili sia in pillole che in polvere.

La quantità giornaliera è generalmente compresa tra 0,5 e 1,0 g.

La carnitina costituisce anche farmaci approvati dalla "Food and Drug Administration" per il trattamento delle sindromi da carenza di carnitina primaria e di alcune secondarie.

Al momento tuttavia, non esistono prove cliniche di qualità sufficiente a sostenere l'utilità dell'integrazione alimentare con carnitina allo scopo di: aumentare i livelli di carnitina muscolare, migliorare la performance sportiva (aumentando il consumo di ossigeno nell'attività aerobica o altre funzioni metaboliche), ridurre l'insorgenza di crampi, velocizzare il recupero post-workout, ottimizzare la β-ossidazione dei FA ed il dimagrimento.

Per contro, è scientificamente dimostrato, o ci sono buoni presupposti, per ipotizzare che l'integrazione di carnitina possa migliorare:

• Lo stato di salute dei neonati pretermine;
• Lo stato di salute di chi soffre di carenza primaria (genetica);
• I livelli totali di carnitina corporea nei soggetti con malattia renale cronica;
• La riduzione della proteina C-reattiva (biomarcatore di infiammazione sistemica) nei soggetti con malattia renale cronica;
• La gestione dell'anemia (ma per iniezione);
• La tolleranza al glucosio e la glicemia a digiuno in caso di diabete mellito tipo 2;
• Il numero e la motilità degli spermatozoi nei soggetti con oligospermia.

Bibliografia

• "L-Carnitine". Micronutrient Information Center, Linus Pauling Institute, Oregon State University, Corvallis, OR. 2019-12-01
• Bremer J (October 1983). "Carnitine--metabolism and functions". Physiological Reviews
• "Carnitine". Office of Dietary Supplements, US National Institutes of Health. 2017-10-10. Retrieved 2020-04-29
• "L-carnitine: Uses, benefits and dosage". Drugs.com. 2020-01-20. Retrieved 2020-04-29
• "Levocarnitine". PubChem, National Library of Medicine, US National Institutes of Health. 2020-04-25. Retrieved 2020-04-29. Matsuoka M, Igisu H (July 1993)
• "Comparison of the effects of L-carnitine, D-carnitine and acetyl-L-carnitine on the neurotoxicity of ammonia". Biochemical Pharmacology
• Cox RA, Hoppel CL (December 1973). "Biosynthesis of carnitine and 4-N-trimethylaminobutyrate from 6-N-trimethyl-lysine". The Biochemical Journal
• Tars K, Rumnieks J, Zeltins A, Kazaks A, Kotelovica S, Leonciks A, et al. (August 2010)."Crystal structure of human gamma-butyrobetaine hydroxylase". Biochemical and Biophysical Research Communications
• Strijbis K, Vaz FM, Distel B (May 2010). "Enzymology of the carnitine biosynthesis pathway". IUBMB Life.
• Flanagan JL, Simmons PA, Vehige J, Willcox MD, Garrett Q (April 2010). "Role of carnitine in disease". Nutrition & Metabolism
• Nelson DL, Cox MM, Lehninger AL (2017). Lehninger principles of biochemistry (7th ed.). New York, NY: W.H. Freeman and Company.
• Shang R, Sun Z, Li H (July 2014). "Effective dosing of ʟ-carnitine in the secondary prevention of cardiovascular disease: a systematic review and meta-analysis". BMC Cardiovascular Disorders
• Huang H, Song L, Zhang H, Zhang H, Zhang J, Zhao W (1 January 2013). "Influence of ʟ-carnitine supplementation on serum lipid profile in hemodialysis patients: a systematic review and meta-analysis". Kidney & Blood Pressure Research
• Bene J, Hadzsiev K, Melegh B (March 2018). "Role of carnitine and its derivatives in the development and management of type 2 diabetes". Nutrition & Diabetes
• Chen Y, Abbate M, Tang L, Cai G, Gong Z, Wei R, Zhou J, Chen X (February 2014). "ʟ-Carnitine supplementation for adults with end-stage kidney disease requiring maintenance hemodialysis: a systematic review and meta-analysis". The American Journal of Clinical Nutrition
• Rebouche, C. J. (2004). "Kinetics, pharmacokinetics, and regulation of ʟ-carnitine and acetyl-ʟ-carnitine metabolism". Annals of the New York Academy of Sciences
• Lombard KA, Olson AL, Nelson SE, Rebouche CJ (August 1989). "Carnitine status of lactoovovegetarians and strict vegetarian adults and children". The American Journal of Clinical Nutrition.