Il termine carnitina è riferito ad una famiglia di molecole tra cui, la più nota, è conosciuta con il nome chimico L-carnitina. Nello specifico, si tratta di un complesso chimico ottenuto dalla combinazione di due aminoacidi, la Lisina e la Metionina.
L’organismo umano è in grado di biosintetizzare spontaneamente questa molecola purchè le cellule ricevano un adeguato introito di altri micronutrienti. Difatti, la biosintesi di carnitina è efficace solamente in presenza delle vitamine B3 e B6 nonché di ferro e vitamina C.
Questa molecola ha moltissime funzioni tra cui spicca quella di garantire l’utilizzo degli acidi grassi a fini energetici, soprattutto nelle cellule ad alta efficienza metabolica. Quindi, i benefici di un idoneo introito alimentare di carnitina (nonché di Lisina e Metionina), sono molteplici. Difatti, si passa da un miglioramento del quadro lipidico ematico, della funzionalità cardiovascolare e cerebrale fino ad uno stimolo del metabolismo, ma aiuta anche a bruciare il grasso viscerale. È proprio questa polivalenza ad aver garantito moltissime attenzioni sulla possibile supplementazione di questa molecola.
Inoltre, il campo dello sport identifica uno dei settori in cui la carnitina, nello specifico la L-Carnitina, viene maggiormente sfruttata. Non a caso, integratori di questa molecola o di più molecole compresa la L-Carnitina, sono molto comuni, in particolare nel settore degli sport di potenza, come ad esempio il body building.
Tuttavia, va adeguatamente gestito in ambito medico e nutrizionale per evitare sovradosaggi.
Carnitina: che cos’è e a cosa serve
Il suo ruolo è molto semplice ma, allo stesso tempo, basilare per il metabolismo umano.
La molecola può essere definita un carrier. Con questo termine, si indicano dei traghettatori, ovvero delle molecole che aiutano altri complessi chimici a spostarsi da una zona origine ad una target. Da sole non sarebbero in grado di farlo ma con l’ausilio del carrier, il passaggio riesce ad avvenire regolarmente.
Il corpo umano è pieno di questo tipo di trasportatori ma il ruolo chiave della carnitina sul metabolismo dipende direttamente dal tipo di molecole che essa trasporta.
Difatti, svolge il ruolo di carrier per le molecole di acidi grassi a partire dai depositi adiposi fino ai motori delle cellule umane, ossia i mitocondri.
Quindi, tale trasporto consente a questi organelli citoplasmatici, di poter attingere ad una efficientissima fonte di ‘carburante’ cellulare, convertito dagli stessi, in energia immediatamente disponibile.
Questo processo biochimico prende il nome di beta-ossidazione.
Dove si trova e a quali organi è utile
Fegato e reni sono in assoluto i primi produttori di carnitina endogena. Da qui, viene veicolata tramite il sangue, a tutti i distretti cellulari, soprattutto quelli caratterizzati da un alto metabolismo.
A quali organi serve
Nell’organismo, questa molecola è maggiormente concentrata nei muscoli e nel cuore, ovvero gli organi che mostrano maggiore necessità di energia durante le 24h.
Tuttavia, visto il ruolo centrale di questa molecola, nella biosintesi di energia dagli acidi grassi, è possibile trovarla in tutti gli organi.
Attivazione della carnitina
La sua attivazione si verifica a causa della necessità di ossidare gli acidi grassi indispensabili per la produzione di energia.
Questo avviene quando le fonti energetiche alimentari sono terminate e si deve andare ad attingere alle riserve. Ad esempio, la sua attivazione avviene in casi di digiuno prolungato oppure in condizioni di forte consumo di energia. In quest’ultimo caso, non bisogna considerare solamente l’attività motoria.
Infatti, anche lo studio prolungato o attività a forte azione intellettiva, possono richiedere un supplemento di energia con attivazione della carnitina.
Inibizione della carnitina
Invece, la sua inibizione si osserva quando il corpo ha glucosio in eccesso.
Ad esempio, in caso di iperglicemia e scorte di glicogeno sature, il fegato inizia la liposintesi producendo acidi grassi e trigliceridi a partire dal glucosio in eccesso.
Carnitina: fisiologia
Un organismo umano in salute, che sia perfettamente efficiente, è in grado di produrre i giusti dosaggi.
Infatti, gli esseri umani sono in grado di produrre circa 1,2 μmol / die / kg di carnitina, corrispondenti a circa il 25-30% del fabbisogno giornaliero.
Ma, è pur vero che in alcuni individui, in primis gli sportivi i quali necessitano di maggiore energia disponibile, essa può essere integrata per migliorare la performance.
Come viene sintetizzata
La sua intesi avviene a partire da due aminoacidi definiti essenziali, ovvero assumibili esclusivamente con la dieta: la Lisina ed la Metionina.
Ciò significa che un deficit alimentare di questi due precursori pregiudica la capacità dei reni e del fegato di biosintatizzarla. Una volta prodotta in questi due organi, questa molecola viene veicolata verso tutte le cellule del corpo.
Affinché ciò possa avvenire con la massima efficienza, sono necessarie delle molecole note come trasportatori (o carrier).
Tra i più importanti per il trasporto di questa molecola, vanno citati i trasportatori della carnitina:
- a bassa affinità sodio-dipendente (OCTN1)
- ad alta affinità sodio-dipendente (OCTN2)
- il trasportatore della carnitina (ATB0).
La sintesi della carnitina può essere suddivisa in tre fasi
Prima fase della reazione
In questa prima fase, le cellule hanno bisogno di usare energia per preparare la fase due. In questo primo stadio, una molecola altamente energetica, nota come Adenosin tri-fosfato (ATP) viene privata di due gruppi fosfato, trasformandosi in Adenosin mono-fosfato (AMP).
E’ una reazione all’apparenza molto semplice ma in grado di liberare molta energia. Questa energia servirà per avviare il processo di sfruttamento della molecola..
Seconda fase della reazione
L’intera fase, mediante una complessa serie di passaggi, garantisce che la carnitina riesca ad entrare, nella sua forma attiva, all’interno del mitocondrio.
Infatti, sarà proprio all’interno di questo organello citoplasmatico che la molecola potrà adempiere a fondo al suo compito.
Terza fase della reazione
Una volta avviato il processo biochimico mitocondriale, la carnitina ha svolto il suo compito. In questa terza fase si assiste alla fuoriuscita della carnitina dal mitocondrio.
Tale passaggio è fondamentale perché garantisce la disponibilità di questa molecola per avviare una nuova fase 1 e 2.
Le funzioni della carnitina
Essendo implicata in molteplici funzioni energetiche dell’organismo umano, svolge molte importantissime funzioni, tra cui ne spiccano soprattutto tre.
Funzione energetica della carnitina
Per lo svolgimento di questa funzione, deve collaborare con i mitocondri, i veri motori delle nostre cellule.
Infatti, la sua azione è rivolta verso le molecole di acidi grassi i quali, proprio grazie alla carnitina, riescono ad entrare nell’organello citoplasmatico avviando una reazione di trasformazione del piruvato e del lattato in AcetilCoA/CoA.
Questa reazione di carrier degli acidi grassi prende il nome di carnitina acil-CoA transferasi.
L’AcetilCoA è definito coenzima perché coadiuva l’azione degli enzimi nel consentire lo svolgimento di reazioni chimiche. Questo è proprio ciò che avviene nei mitocondri, in particolare in quel processo ad alta efficienza energetica noto come ciclo di Krebs.
La molecola di partenza di questo ciclo è chiamata Ossalacetato e corrisponde alla stessa molecola che si ottiene alla fine dell’intero processo (per questo è noto come ciclo). Ma, affinché il meccanismo si attivi, è necessario avviare le reazioni biochimiche, la prima delle quali, ossia la conversione dell’Ossalacetato in Citrato, avviene solo in presenza di AcetilCoA.
Antiossidante
La molecola ha una ottima reattività biologica.
Questo aspetto la rende in grado di agire come barriera di fronte alla produzione di molecole ossidanti a livello cellulare. L’azione antiossidante è rivolta principalmente alle cellule cardiache e muscolari, ove si registra un alto metabolismo.
Cardio e vaso protettiva
Abbiamo visto come la carnitina aiuti a sfruttare gli acidi grassi a fini energetici. Quindi, contribuisce a migliorare in generale il quadro lipidemico.
Dunque, la conseguenza di un giusto apporto di Lisina, Metionina (i precursori di questa molecola) e di Carnitina stessa, può contribuire alla riduzione delle concentrazioni ematiche di trigliceridi ed a un aumento di quelle di colesterolo buono HDL.
Tipologia di carnitina
La molecola è presente in molte forme chimiche, spesso stereoisomeri della stessa molecola. Tra di esse, la forma più nota è sicuramente quella della L-Carnitina.
Nonostante ciò, sono altrettanto ben conosciute anche la Acetil-L-carnitina e la Propionil-L-carnitina.
L-Carnitina
E’ la forma più comune di questa molecola, ovvero quella che presiede a tutte le funzioni descritte fin qui. Si tratta della forma standard biologicamente attiva della carnitina, la quale gioca un ruolo chiave soprattutto nel metabolismo energetico degli acidi grassi.
Acetil-L-Carnitina
Questa forma è presente all’interno delle cellule del Sistema Nervoso Centrale (SNC).
Possiede una forma molto simile a quella di un comunissimo neurotrasmettitore che agisce a livello delle sinapsi tra nervi, ovvero l’acetilcolina.
In questo sistema, l’Acetil-L-Carnitina presiede le reazioni metaboliche di produzione del glutammato e di sintesi del “Fattore di Crescita Nervoso” (NGF).
Quindi, ha un ruolo centrale nella sintesi di quella guaina protettiva dei fasci neuronali nota come mielina. Ne vien da sé che un deficit di Acetil-L-Carnitina possa essere causa di deficit della funzionalità neuronale. Invece, una sua supplementazione può essere utile a trattare particolari lesioni a carico del rivestimento mielinico dei nervi periferici consentendo anche una riduzione del dolore associato.
Propionil-L-Carnitina
E’ una forma particolarmente abbondante nelle cellule cardiache e si pensa possa giocare un ruolo chiave nella salute delle stesse. Infatti, la sua presenza potrebbe garantire un ruolo chiave nel corretto funzionamento cardiaco nonché preventivo verso alcune cardiopatie.
Proprietà e benefici della carnitina
Svolge un ruolo chiave in un importantissimo processo biochimico nelle cellule umane.
Infatti, moltissimi studi sono stati fatti per capire meglio come questa molecola possa supportare o contrastare alcune condizioni fisiologiche. Il risultato evidenzia che questa molecola possieda diversi benefici e proprietà.
Funzione cardiovascolare
Il suo ruolo benefico è confermato nel trattamento di condizioni dislipidemiche che possano incrementare il rischio aterosclerotico. In aggiunta, questa molecola ha un ruolo chiave nella gestione di una specifica aritmia cardiaca nota come claudicatio intermittens o zoppia intermittente.
Deficit sistemico
La carenza di carnitina non è comune anzi, può essere definita una condizione esclusivamente patologica e definita geneticamente, nota come deficit.
Con questa espressione si indica un gruppo di malattie causate da un difetto nell’ossidazione degli acidi grassi a catena lunga. Il deficit sistemico di carnitina è una rara sindrome genetica autosomica recessiva, caratterizzata da un quadro clinico grave e progressivo contraddistinto da:
- cardiomiopatia
- miopatia scheletrica
- ipoglicemia
- iperammonemia.
Ne esistono due forme note come IA e II. Nel primo caso, la malattia si può presentare in tre forme:
- encefalopatia epatica (caratterizzata dall’insorgenza improvvisa di una grave insufficienza epatica)
- miopatia a insorgenza adulta
- steatosi epatica (fegato grasso) della gravidanza.
Invece, nel deficit di carnitina di tipo II, questo si può presentare in tre diverse forme, ognuna specifica di una determinata fascia di età:
- neonatale
- infantile grave
- miopatica.
Carnitina e sport
La pratica dello sport stimola il processo lipolitico, il quale rende disponibili maggiori quantità di acidi grassi nel sangue. Questa concentrazione aumentata, in presenza di buoni dosaggi di carnitina, può stimolare la loro ossidazione con conseguente ottenimento di grandi quantità di energia cellulare.
Tuttavia, va sottolineato come, ad oggi, ancora non ci siano studi sufficienti a sottolineare in modo certo l’associazione tra L-Carnitina e miglioramento della performance.
Carnitina e funzioni del cervello
Contrariamente a quanto avviene per il ruolo della L-Carnitina nello sport, molti studi sono invece stati fatto sull’importanza dell’Acetil L-Carnitina nel miglioramento delle funzionalità cerebrali.
Addirittura, si è visto come l’assunzione quotidiana di questa molecola, possa contribuire a migliorare il quadro clinico di pazienti sofferenti di Alzheimer.
In aggiunta, in uno studio dell’Università Cattolica del Sacro Cuore di Roma, essa ha mostrato benefici in pazienti dipendenti da alcol. In questi soggetti, l’assunzione di Acetil L-Carnitina per 90gg, sembrerebbe sia stato in grado di migliorare tutti i parametri relativi alle funzioni cerebrali.
Diabete di tipo 2
Uno studio ha evidenziato questa funzione della carnitina. Questa stimola l’aumento di un enzima chiave, chiamato AMPK, che migliora la capacità dell’organismo di utilizzare i carboidrati.
Carnitina e sovrappeso
La sua capacità di migliorare l’ossidazione degli acidi grassi nei mitocondri ha enfatizzato il suo ruolo nel contrasto del sovrappeso.
Dosaggi fisiologici giornalieri di questa molecola, sono in grado di migliorare la composizione corporea e di ridurre la massa grassa, soprattutto quella viscerale.
Difetti metabolici di funzionalità della carnitina
In rari casi, è possibile che una mutazione riguardante alcuni dei geni implicati nel processo di ossidazione degli acidi grassi, possano portare ad accumulo di carnitina. In questi casi l’effetto è duplice.
Prima di tutto, la carnitina in eccesso si accumula nel mitocondrio il quale è costretto a veicolarla all’esterno onde evitare tossicità.
La conseguenza è l’aumento dei livelli ematici di questa molecola. Tale sintomatologia è molto utile perché consente, con un’analisi del sangue mirata, di identificare la problematica.
Il secondo effetto riguarda un non corretto processo di produzione di energia all’interno delle cellule. A tal riguardo, sono stati riconosciuti oltre 20 difetti genetici umani che interessano il trasporto o l’ossidazione degli acidi grassi. In questi casi viene avviata un’altra reazione ossidativa nota come ω (omega) ossidazione.
Questa si manifesta mediante ossidazione di un carbonio posto a maggiore distanza dal gruppo carbossilico rispetto a ciò che avviene nell’ossidazione mediata dalla carnitina. Il risultato è una minore efficienza energetica.
Cibi che contengono carnitina
Le principali fonti alimentari di carnitina sono quelle di origine animale.
Si stima che circa il 75% del fabbisogno giornaliero di carnitina, ossia fino a 12 μmol / die / kg, venga assunto per via esogena con gli alimenti.
Inoltre, buone quantità di carnitina possono essere osservate anche nei derivati della soia, soprattutto quelli ottenuti dalla lavorazione dell’edamame.
Ecco alcuni esempi di cibi che contengono carnitina, per 100 grammi di prodotto:
Carni
- pecora: 210 mg
- agnello: 130 mg
- manzo: 60 mg
- maiale: 32, 5 mg
- coniglio: 20 mg
Pesci
- Baccalà: 5,6 mg
- merluzzo. 5,9 mg
Frutta e verdure
- mela: 3,1 mg
- pomodori: 2,9 mg
- pera: 2,7 mg
- pesca: 1,6 mg
- avocado: 1,2 mg
- uva: 1,1, mg
- asparagi: 0,195 mg
La classifica
Come assumerla e dosi
La carnitina è stata inserita dal Ministero della Salute nell’elenco chiamato “Altri nutrienti e altre sostanze ad effetto nutritivo o fisiologico”.
In queste raccomandazioni viene indicato un dosaggio giornaliero massimo di circa 1000 mg / die.
Nonostante ciò, non esiste un livello di assunzione standard raccomandato e il dosaggio da assumere nell’arco di una giornata, sarebbe meglio suddividerlo in più somministrazioni. In questo caso, si è visto che possono essere assunti fino a 2000 mg / die di carnitina.
L’eccezione è rappresentata dall’assunzione di questa molecola a scopo terapeutico. Nello specifico, problematiche o patologie cardiocircolatorie che prevedano l’assunzione fino a 15000 mg / die di carnitina.
In ogni caso, sconsiglio l’assunzione da autodidatti bensì ribadisco la necessità della consulenza di un medico prima di procedere all’integrazione di questa molecola.
Carnitina: controinidicazioni
Non esistono un numero di studi clinici tali da evidenziare accertate controindicazioni circa l’assunzione della carnitina.
Nonostante ciò, prevalentemente a scopo preventivo di possibili complicazioni, viene sempre sconsigliato di assumere L-carnitina (la forma più comune in commercio) sia in gravidanza che durante l’allattamento.
Poi, va evidenziato che, sebbene molto rari, possono manifestarsi casi di ipersensibilità a questa molecola. In situazioni quali quella appena descritta, si sconsiglia di assumere integrazioni di carnitina.
Al contrario, esistono interazioni tra l’assunzione di carnitina e la capacità di assimilazione del principio attivo di alcuni farmaci. Ad esempio:
- acido valproico
- didanosina
- tavudina
- zalcitabina.
Effetti collaterali
L’uso di L-Carnitina, soprattutto se effettuato a dosaggi elevati, potrebbe determinare la comparsa di:
- nausea
- vomito
- crampi addominali
- diarrea.
Particolare attenzione deve invece essere posta da parte di soggetti sofferenti di problematiche inerenti al Sistema Nervoso Centrale. Infatti, data la proprietà neuro-stimolante della molecola, potrebbero scatenarsi peggioramenti del quadro clinico dopo l’assunzione della molecola di l-Carnitina.
Link esterni
- Ministero della Salute: Altre sostanze ad effetto nutritivo o fisiologico.
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