Carnitina

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Carnitina
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Nome IUPAC
(3R)-3-idrossi-4-trimetilamminobutanoato
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare C7H15NO3
Massa molecolare (u) 161.02
Aspetto solido incolore
Numero CAS [461-06-3]
PubChem 288
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)  ???
Solubilità in acqua molto solubile
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
irritante

attenzione

Frasi H 315 - 319 - 335
Consigli P 261 - 305+351+338 [1]

La carnitina è un acido carbossilico a corta catena, è uno zwitterione, presente nei tessuti animali, e in quantità modeste, nelle piante. È stata identificata per la prima volta nel 1905 da W. Gulewitsch e R. Krimberg nell'estratto di carne bovina, da cui il nome. La sua struttura chimica è stata scoperta nel 1927 da M. Tomita e Y. Sendju. Fu inizialmente chiamata vitamina T perché era essenziale alla crescita del verme della farina Tenebrio molitor. Chimicamente, appartiene alla famiglia delle metilammine. Pur essendo simile strutturalmente ad un aminoacido, la carnitina non forma proteine, ed è più simile all'acetilcolina. È un carrier degli acidi grassi, che consente ai mitocondri di utilizzarli per la produzione di ATP.

Ciclo biologico[modifica | modifica sorgente]

L'attivazione degli acidi grassi per la loro successiva degradazione avviene nel citosol, mentre la loro completa degradazione avviene nel mitocondrio come venne scoperto nel 1950 da Eugene Kennedy e Albert Lester Lehninger. Gli acidi grassi attivati si trovano sotto forma di acil-CoA, un acido grasso legato ad una molecola di coenzima A. Tuttavia un acil-CoA non è in grado di attraversare la membrana mitocondriale a causa della sua porzione acilica. La porzione acilica viene dunque trasferita ad una molecola di carnitina, formando acil-carnitina.

Il legame O-acile dell'acil-carnitina è un esempio di legame ad alta energia. Il trasferimento avviene attraverso l'azione di due enzimi, la carnitina-palmitoil-transferasi I e II. Questi enzimi sono localizzati rispettivamente sulla superficie esterna e interna della membrana mitocondriale e traslocano gruppi acilici da un lato all'altro della membrana. Il trasporto viene mediato da una proteina trasportatice della carnitina che trasferisce l'acil-carnitina nel mitocondrio e contemporaneamente muove la carnitina libera nella direzione opposta.

Proteine coinvolte nel ciclo della carnitina[modifica | modifica sorgente]

  • CPT I: carnitina-palmitoil-transferasi I, presente sulla parte esterna della membrana mitocondriale interna, catalizza il trasferimento di gruppi acile dall'acetil-CoA alla carnitina, producendo acil-carnitina. È presente nei vari tessuti in forme specifiche a diversa velocità di azione: L-CPT I, M-CPT I, C-CPT I;
  • CPT II:carnitina-palmitoil-transferasi II, presente sulla parte interna della membrana mitocondriale interna, catalizza la reazione inversa alla CPT I, riformando acil-CoA per la beta ossidazione;
  • CT: carnitina-acilcarnitina-translocasi, presente sulla membrana mitocondriale, scambia acilcarnitina citoplasmatica con carnitina libera (modalità antiporto), bilanciando il rapporto carnitina libera/acilcarnitina;
  • CAT: carnitina-acetil-transferasi, presente sulla membrana mitocondriale interna, trasferisce gruppi acile dall'acetil-CoA alla carnitina, formando acetil-carnitina, esportata dal CT.
  • COT: carnitina-octanoil-transferasi, presente sul lato interno della membrana perossisomiale, trasferisce acili a media catena da CoA alla carnitina.
  • OCTN1: Trasportatore di carnitina a bassa affinità indipendente da Na+
  • OCTN2: Trasportatore di carnitina ad alta affinità dipendente da Na+. Questa proteina permette l'ingresso della carnitina all'interno della cellula.
  • ATB0: Trasportatore di carnitina

Importanza nell'alimentazione[modifica | modifica sorgente]

L'organismo umano può sintetizzare la carnitina a partire dagli amminoacidi lisina e metionina. Alcune disfunzioni possono condurre ad una significativa carenza di carnitina. Questi deficit sono messi in correlazione con varie patologie, tra cui la sindrome da affaticamento cronico e la morte improvvisa. Gli effetti della carenza di carnitina sono stati descritti per la prima volta nel 1973, associati ad una miopatia grave con accumulo di acidi grassi non ossidati nel muscolo scheletrico: tale sindrome è nota come deficit primario di carnitina, la cui causa è una mutazione genetica a carico dell'OCTN2.

Questa proteina è presente nella membrana plasmatica dei muscoli scheletrici, del cuore, del rene e dell'intestino. In tale quadro, la concentrazione ematica di carnitina è inferiore a 10, e a volte a 5, nanomoli per litro, contro i valori di riferimento di 40-80. Tale deficit si presenta sin dai primi anni di vita, ed è letale se non si interviene con dosaggi soprafisiologici di L-carnitina. Il fabbisogno è di circa 80 mg/die/kg, di cui circa 20 possono essere sintetizzati. La restante parte deve essere introdotta tramite l'alimentazione. Per introdurre l'apporto di carnitina rimanente occorrono circa 100 g di carne di manzo. Per introdurre lo stesso quantitativo tramite verdure, ad esempio pomodori, ne andrebbero consumati circa 2 kg al giorno. Le persone con livelli di carnitina molto bassi, come coloro che hanno una mutazione genetica nell'espressione di OCTN2, possono presentare i sintomi tipici della sindrome di Reye, in cui il metabolismo degli acidi grassi è alterato.

Contenuto di carnitina negli alimenti[modifica | modifica sorgente]

Alimento Carnitina
mg/100g
Alimento Carnitina
mg/100g
Prodotti animali Prodotti vegetali
Carne di pecora 210,0 Mela 3,1
Carne di cammello 130,0 Pomodoro 2,9
Carne di agnello 80,0 Pera 2,7
Carne di manzo 60,0 Riso 1,8
Carne di maiale 32,5 Pesca 1,6
Carne di coniglio 20,0 Avocado 1,2
Carne di pollo 7,5 Uva 1,1
Latte di pecora 10,0 Farina 1,0
Latte di vacca 3,0 Pane 0,2
Latte di capra 3,1 Patata 0,0
Latte di donna 0,9 Carota 0,0
Uova 0,8 Spinaci 0,0
Pesce (media) 5,0 Arancia 0,0

Avvertenze[modifica | modifica sorgente]

Modalità di somministrazione: somministrare la carnitina (L-carnitina) lentamente (2-3 minuti) per via endovenosa; somministrare il farmaco a stomaco pieno per via orale[2].

Durata del trattamento: la durata del trattamento con carnitina (L-carnitina) può variare da 2 settimane a diversi mesi; in caso di carenze primarie sistemiche la terapia con carnitina non dovrebbe essere interrotta [2].

Malattia renale allo stadio terminale: in questo gruppo di pazienti è raccomandata la somministrazione di carnitina per via parenterale, ma non per via orale. La somministrazione orale della carnitina, infatti, determina la formazione di metaboliti ad opera del microbiota umano fra cui trimetilammina e trimetilammina-N-ossido, che vengono assorbiti ed escreti per via renale. In condizioni di funzionalità renale limitata, come si verifica in caso di insufficienza renale grave, i due metaboliti della carnitina tendono ad accumularsi per mancata escrezione, aumentando il carico di azoto e sviluppando una sindrome caratterizzata dal forte “odore di pesce“ [2].

Diabete: poiché la carnitina (L-carnitina) tende a migliorare l’utilizzo tissutale del glucosio, nei pazienti diabetici trattati con carnitina potrebbe verificarsi una diminuzione della glicemia [3]. La carnitina infatti funzionando come carrier di trasporto verso e da il mitocondrio degli acidi grassi, impedisce l’accumulo citoplasmatico dei trigliceridi, che costituisce uno dei fattori coinvolti nello sviluppo (patogenesi) dell’insulino-resistenza. Monitorare frequentemente i livelli di glucosio nel sangue [2].

Gravidanza: la somministrazione di carnitina (L-carnitina) in gravidanza deve essere valutata sulla base del rapporto rischio/beneficio. La FDA ha inserito la carnitina (L-carnitina) in classe B per l’uso in gravidanza. Questa classe comprende i farmaci i cui studi riproduttivi sugli animali non hanno mostrato un rischio per il feto ma per i quali non esistono studi controllati sull'uomo oppure farmaci i cui studi sugli animali hanno mostrato un effetto dannoso (oltre a un decremento della fertilità) che non è stato confermato con studi controllati in donne nel I trimestre (e non c'è evidenza di danno nelle fasi avanzate della gravidanza) [2].

Allattamento: l’assunzione di supplementi di carnitina (L-carnitina) durante l’allattamento potrebbe causare un eccessivo apporto del derivato aminoacidico nel lattante. Valutare l’opportunità di continuare l’integrazione materna di carnitina durante l’allattamento [2].

Saccarosio: le specialità medicinali a base di carnitina che contengono saccarosio come eccipienti devono essere somministrate con cautela in pazienti diabetici e nei pazienti sottoposti a diete ipocaloriche [2].

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ Sigma Aldrich; rev. del 28.02.2010
  2. ^ a b c d e f g Pharmamedix: Carnitina http://www.pharmamedix.com/principiovoce.php?pa=Carnitina&vo=Avvertenze
  3. ^ Mingrone G., Ann. NY Acad. Sci., 2004, 1033, 99

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

  • Calvani, M. et al "Cento anni di carnitina", Le Scienze n. 443, luglio 2005
  • Steiber, A. et al "Carnitine: a nutritional, biosynthetic and functional perspective", Mol Aspect Med., vol 25, IV 2004
  • Kerner, J. e Hoppel, C. "Genetic disorders of carnitine metabolism and their nutritional management", Annual Rev. of Nutrition, vol 18, pp. 179 – 206, 1998

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