метаболизма

The L-карнитин това е основен метаболит, който играе редица критични роли в междинния метаболизъм на всички животни. От двата стереоизомера на карнитин, L- и D-карнитин, само L-карнитин (левокарнитин) е естествено и биологично активен и поради тази причина Metabolik е формулиран да съдържа само чист L-карнитин.

L-карнитинът, дори самостоятелно, може да противодейства на много от метаболитни нарушения обикновено се срещат по време на крава преходен период: натрупване на мастни киселини в черния дроб, оксидативен стрес, хиперамонемия и възпаление.

Ролята на L-карнитина в метаболизма на мазнините

Най-добре познатата и важна биологична функция на карнитина е транспорт на мастни киселини от цитоплазмата до матрицата на митохондриите, където те се окисляват за производство на енергия чрез β-окисление.

За да се метаболизират, киселините първо трябва да се свържат с CoA, за да се получи ацетил-CoA, която е активираната форма на мастни киселини. Вътрешността на митохондриалната мембрана е непропусклива за ацетил-КоА, тъй като те трябва да се свързват с карнитин, така че полученият ацетил-карнитин да се транспортира до митохондриалната матрица.

Тази транслокация се осъществява чрез поредица от реакции, катализирани от три карнитин-зависими ензими, които заедно представляват карнитиновата транспортна система:

  • Ацилната група, естерифицирана до CoA се прехвърля в карнитин чрез карнитин-палмитоилтрансфераза 1 (CPT-1), разположен във външната митохондриална мембрана.
  • Ацетил-карнитин се транспортира във вътрешността на страната с ацетилкарнитин-карнитин транслоказа (CACT), който медиира трансмембранния обмен на ацетил-карнитин за карнитин.
  • Ацил-карнитин става ацил-КоА от карнитин-палмитоилтрансфераза 2 (CPT-2), разположена във вътрешната митондриална мембрана. Понастоящем мастната киселина се естерифицира до CoA в митохондриалната матрица и свободният карнитин се дифузира в цитозола през мембраната чрез действието на ацетилкарнинитин-карнитин транслоказа.

В допълнение към CPT-1 и CPT-2, карнитинът е и субстрат за много други зависими от карнитин ацетилтрансферази, които имат различно вътреклетъчно разпределение и различни специфики по веригата. Карнитин-ацетилтрансферазите катализират обмена на ацилни групи между CoA и карнитин, потенциално токсични метаболити, улесняващи митохондриалния поток на излишните въглеродни горива, който модулира съотношението на ацетил-КоА/КоА в различни вътреклетъчни отделения и по този начин играе много решаващи роли в метаболизма.

Благодарение на тези ключови регулаторни функции, карнитинът защитава митохондриалната функция и е от съществено значение за здравословния енергиен метаболизъм.

Черният дроб на преживните животни не е в състояние да изнася ефективно мазнини, като липопротеини с много ниска плътност (VLDL), но чернодробното β-окисление на мастните киселини се стимулира от екзогенен карнитин, така че прилагането на карнитин, поради способността му да подобрява катаболизма на мазнините, е важен инструмент в контрол на мастния черен дроб и свързаните с тях разстройства.

Карнитинът също намалява синтеза на мастни киселини (липогенеза) в черния дроб чрез отклоняване на ацетилови остатъци към ацетил-карнитин, който впоследствие се освобождава от черния дроб в кръвообращението.

Проучванията in vitro, използващи хистологични срези на говежди черен дроб, показват, че карнитинът подобрява окисляването на мастните киселини и инхибира синтеза на триглицериди.

Доказано е, че карнитинът намалява натрупването на липиди в черния дроб при експериментално индуцирани крави с отрицателен енергиен баланс.

В допълнение, карнитинът изпълнява редица други съществени вътреклетъчни и метаболитни функции:

  • Пренася мастните киселини, произведени чрез пероксизомално бета-окисление, в митохондриите, благоприятстваща окисляването което не може да бъде пълно в пероксизомите.
  • Подобрете рециклирането на CoA премахване на ацилни групи с къса верига, които се натрупват в митохондриите, повишаване на нивата на свободен CoA, който след това е на разположение в подкрепа на продължаването на β-окислението и цикъла на Кребс.
  • Карнитинът също така осигурява a защитен ефект срещу кетоза, тъй като насърчава пълното окисление на мастните киселини, действайки като ацетилов буфер, увеличавайки използването на β-хидроксибутират в периферните тъкани и подобрявайки отделянето на ацетил-карнитини с урината.
  • Показан е карнитин увеличава чернодробната глюконеогенеза, стимулиране на потока на метаболити през пируват карбоксилаза и увеличаване на наличността на аминокиселини чрез инхибиране на разклонена верига а-кетокиселина дехидрогеназа, действие, което намалява разграждането на аминокиселините с разклонена верига и насърчава синтеза на протеини.

L-карнитин и неговото действие срещу оксидативен стрес

Реактивните кислородни видове (ROS) участват в патогенезата на различни метаболитни нарушения, така че контрол на оксидативния стрес при млечни крави представлява задължителна терапевтична цел в превенцията на перипартуални разстройства.

Доказано е, че L-карнитинът е ефективен при много видове при патологични ситуации, характеризиращи се с повишен оксидативен стрес и има доказателства, че той играе критична роля като модулатор на клетъчната реакция на стрес, както в здравословни ситуации, така и по време на заболяване.

L-карнитинът е способен намаляване на оксидативния стрес по различни начини:

  • директно чрез дейността на радикално залавяне, както е доказано както in vitro, така и in vivo;
  • заради способността му да стабилизация на митохондриалните мембрани, намалявайки генерирането на ROS чрез електронно транспортната верига;
  • предотвратяване на натрупването на крайните метаболити на липидната пероксидация.

В допълнение, L-карнитинът има метална хелаторна активност, която намалява концентрацията на цитозолно желязо, елемент, който увеличава генерирането на свободни радикали.

Противовъзпалителен ефект на L-карнитин

Няколко открития постоянно показват, че L-карнитинът може намаляване на възпалителния процес при много патологични състояния.

В животински модели с хипертония, е допълнен с L-карнитин за успешно противодействие на увеличаването на IL-1β, IL-6 и TNF-α в плазмата и сърдечната тъкан.

Лечението с L-карнитин намалява протеини с остра фаза C-реактивен протеин и серумен амилоид A и повишени плазмени нива на общите протеини и отрицателни протеини в остра фаза (албумин и трансферин) при пациенти на хемодиализа.

В модел на индуцирано от карагенан възпаление при възрастни плъхове (което се оказа добър, силно предсказващ модел за тестване на активността на противовъзпалителните лекарства), L-карнитинът успя да възстанови промените във възпалителните клетъчни функции и разрушаването на тъканите, намаляване на производството на супероксидни аниони.

Чрез подобряване на митохондриалната функция карнитинът може намаляване на оксидативния стрес, което е важен фактор за освобождаването на провъзпалителни цитокини по време на състояния, които нарушават хомеостазата на клетъчната енергия.

Предполага се също така, че L-карнитин може да модулира имунния отговор и е доказано, че неговият дефицит е отговорен за неуспех в имунния отговор в случаи на ендотоксин-медиирана мултиорганна недостатъчност.

L-карнитин като амониев детоксикатор (NH4 +)

The амоний Това е токсичен продукт, получен от белтъчния метаболизъм, със сложен метаболизъм, който включва различни органи, особено черния дроб, където се провежда урейният цикъл, което е от съществено значение за неговото елиминиране.

L-карнитинът също играе роля в детоксикацията на амоняк и е доказано, че неговото приложение намалява нивата на амоняк в кръвта, предотвратява амонячната токсичност и подобрява нарушенията на амонячния метаболизъм при хора и животни.

Показан е и L-карнитин предотвратява хиперамонемия при преживните животни. Интравенозното приложение на L-карнитин при овце намалява плазмените нива на амоний при животни, получаващи перорален разтвор с урея. В друго проучване добавката с L-карнитин облекчава хиперамонемията при преживни животни, хранени с високи нива на протеинов азот.

Механизмът, чрез който L-карнитинът предпазва от амонячна токсичност е слабо разбран, но се предполага, че той може да действа чрез индуциране на уреогенеза, подобряване на структурата и метаболитната цялост на митохондриите или чрез предотвратяване на инхибирането на уреогенезата от ацетил-КоА производни.

Карнитинът е основна част, която е на кръстопът на метаболизма, която осигурява връзка между метаболизма на мастните киселини и синтеза на урея, при условия на отрицателен енергиен баланс.

L-карнитин и инсулинова чувствителност

Нуждите от карнитин се увеличават при условия на метаболитен стрес, какъвто се среща по време на преходния период при млечните крави и това може да доведе до дефицит на карнитин, митохондриална дисфункция и нарушена инсулинова чувствителност, което може да се обърне чрез добавяне на карнитин.

Доказано е, че добавянето на карнитин възстановява инсулиновата реакция при множество нарушения на глюкозната непоносимост и има значителен ефект при здрави индивиди за усвояване на глюкоза по цялото тяло.

Механизмът за този метаболитен ефект на карнитина не е напълно изяснен, но са предложени няколко действия на карнитин, свързани с този ефект:

  • Регулиране на транспорта на ацетил и ацил между вътреклетъчните отделения
  • Регулиране на активността на пируватдехидрогеназния комплекс
  • Модулация на експресията на гени, кодиращи гликолитични и глюконеогенни ензими и компоненти на инсулиновата сигнална каскада
  • Стимулиране на инсулинов растежен фактор (IGF).

Това активиране на IGF може също да обясни положителния ефект от добавянето на карнитин върху репродуктивните показатели.