คาร์นิทีน

คาร์นิทีน เป็นสารประกอบจตุรภูมิของแอมโมเนียมที่สังเคราะห์ได้จากกรดอะมิโนสองชนิดคือ ไลซีนและเมธไทโอนีน ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตคาร์นิทีนจะลำเลียงกรดไขมันจากไซโตซอลเข้าสู่ไมโทคอนเดรียระหว่างการสลายของลิพิด (ไขมัน) เพื่อใช้ในการเผาผลาญพลังงาน คาร์นิทีนถูกใช้เป็นอาหารเสริมกันอย่างกว้างขวาง เดิมคาร์นิทีนพบว่าเป็นปัจจัยในการเจริญเติบโตของหนอนนกและมีอยู่บนฉลากวิตามินบี คาร์นิทีนมีอยู่ 2 stereoisomers : Active form คือ L-carnitine ขณะที่ inactive form คือ D-carnitine

 ชีวเคมี 
 ชีวสังเคราะห์ 
ในสัตว์ การสังเคราะห์ของคาร์นิทีนส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นในตับและไตจากกรดอะมิโนไลซีน (ผ่านทาง trimethyl lysine) และเมธไทโอนีน วิตามินซี(กรดแอสคอร์บิก) จำเป็นต่อการสังเคราะห์ของคาร์นิทีน  ในช่วงของการเจริญเติบโตหรือตั้งครรภ์จะมีความต้องการคาร์นิทีนมากกว่าที่ธรรมชาติของคนจะผลิตได้

 บทบาทในการเผาผลาญกรดไขมัน 
คาร์นิทีนลำเลียง acyl groups เป็นโซ่ยาวจากกรดไขมันเข้าสู่ mitochondrial matrix  ทำให้สามารถสลายตัวผ่านกระบวนการ β-oxidation  กลายเป็น acetyl CoA เพื่อรับพลังงานที่ใช้ได้ผ่านทางวัฏจักรกรดซิตริก(citric acid cycle) ในบางสิ่งมีชีวิตเช่น ฟังไจ(Fungi) อะซีเตตถูกใช้ใน glyoxylate cycle เพื่อใช้ในกระบวนการสร้างกลูโคสจากสารที่ไม่ใช่คาร์โบไฮเดรต(gluconeogenesis) และสร้างคาร์โบไฮเดรต  กรดไขมันจะถูกกระตุ้นก่อนไปเชื่อมโยงกับคาร์นิทีนเพื่อเปลี่ยนเป็น acylcarnitine กรดไขมันอิสระในไซโตซอลจะติดไปกับพันธะไทโอเอสเทอร์(thioester) กลายเป็นโคเอนไซม์เอ(coenzyme A(CoA))  ปฏิกิริยานี้จะถูกกระตุ้นโดยเอนไซม์ของ fatty acyl-CoA synthetase และทำปฏิกิริยาสมบูรณ์โดย inorganic pyrophosphatase

acyl group บน CoA นั้นสามารถถ่ายโอนเข้าไปคาร์นิทีนและส่งผลให้ acylcarnitine นั้นลำเลียงเข้าสู่ mitochondrial matrix กระบวนการนี้เกิดขึ้นเป็นขั้นตอนที่คล้ายๆ กัน
 Acyl CoA กลายเป็น คาร์นิทีน โดยเอนไซม์ carnitine acyltransferase I (palmitoyltransferase) ที่อยู่ภายนอกเยื่อหุ้มเซลล์ไมโทคอนเดรีย
 Acylcarnitine เคลื่อนที่อยู่ภายในโดย carnitine-acylcarnitine translocase
 Acylcarnitine เปลี่ยนเป็น acyl CoA โดยเอนไซม์ carnitine acyltransferase II (palmitoyltransferase) ที่อยู่ภายในเยื่อหุ้มเซลล์ไมโทคอนเดรีย คาร์นิทีนอิสระจะกลับไปยังไซโตซอลดังเดิม

 ผลกระทบทางสรีระวิทยา 
 ผลต่อมวลกระดูก 
เมื่อมนุษย์เริ่มแก่ตัวลง  ความเข้มข้นของคาร์นิทีนจะลดลง ซึ่งมีผลต่อการเผาผลาญกรดไขมันในเนื้อเยื่อต่างๆ  โดยเฉพาะจะเกิดผลกระทบต่อกระดูก  จึงจำเป็นที่จะต้องมีการสร้างใหม่อย่างต่อเนื่อง และเซลล์สร้างกระดูกจะทำหน้าที่เผาผลาญเพื่อซ่อมแซมมวลกระดูก ทั้งนี้ การเปลี่ยนระดับพลาสมาของเซลล์สร้างกระดูกกับการทำงานของเซลล์สร้างกระดูกมีความเกี่ยวข้องกันอย่างมาก  โดยการลดระดับพลาสมาในเซลล์สร้างกระดูกจะเป็นตัวชี้วัดในการทำงานของเซลล์สร้างกระดูกClaudio Cavazza, Composition for the Prevention and Treatment of Osteoporosis due to Menopause Syndrome (2002), US Patent 6,335,038, column 4. ซึ่งปรากฏในโรคกระดูกพรุนของผู้สูงอายุและวัยหมดประจำเดือนในผู้หญิง  ซึ่งในการทดลอง การใช้คาร์นิทีนผสม หรือ propionyl-L-carnitine นั้น สามารถเพิ่มความเข้มข้นของ serum osteocalcin ในสัตว์ที่ทดลอง  แต่ทว่าระดับ serum osteocalcin มีแนวโน้มทำให้อายุของสัตว์ที่ทดลองนั้นสั้นลงด้วยClaudio Cavazza, Composition for the Prevention and Treatment of Osteoporosis due to Menopause Syndrome (2002), US Patent 6,335,038, columns 3-4.

 ผลการต้านอนุมูลอิสระ 
คาร์นิทีนก่อให้เกิดสารต่อต้านสารอนุมูลอิสระที่สำคัญ  โดยป้องกันต่อต้าน lipid peroxidation ของเยื่อหุ้มเซลล์ phospholipid และต่อต้านภาวะเครียดออกซิเดชันที่จะเกิดขึ้นที่กล้ามเนื้อหัวใจและระดับเซลล์เยื่อบุClaudio Cavazza, Composition for the Prevention and Treatment of Osteoporosis due to Menopause Syndrome (2002), US Patent 6,335,038, column 3.

 ศักยภาพในการใช้เป็นยา 
 สภาวะหัวใจ 
ส่วนใหญ่คาร์นิทีนจะใช้ในเรื่องที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของหัวใจ  การทดลองทางการแพทย์หลายตัวแสดงให้เห็นว่า L-carnitine และ propionyl-L-carnitine สามารถใช้รักษาทั่วไปในอาการปวดหัวใจ  เพื่อลดความต้องการยาและบำบัดให้ผู้ที่เป็นโรคหลอดเลือดหัวใจตีบออกกำลังกายแล้วไม่มีอาการเจ็บหน้าอก นี่คือการยืนยันเกี่ยวกับผลเชิงบวกในการใช้คาร์นิทีนหลังจากภาวะหัวใจล้มเหลว ผลการศึกษากล่าวว่า คนควรทาน L-carnitine พอสมควร เพื่อลดอาการหัวใจวาย หรือเคยมีประสบการณ์เจ็บหน้าอกและหัวใจเต้นผิดจังหวะ อย่างไรก็ตาม ผลการศึกษาอื่นๆ ก็ยังไม่พบประโยชน์ที่ใกล้เคียงกัน ในภายภาคหน้างานวิจัยหัวข้อนี้ยังคงเป็นที่ต้องการอยู่

 โรคไตและกระบวนการกรองของเสียจากเลือด 
เพราะไตสามารถผลิตคาร์นิทีนได้ โรคไตอาจนำไปสู่การขาดแคลนคาร์นิทีนในร่างกาย  ด้วยเหตุนี้ คาร์นิทีนจึงมีออกใบสั่งยาสำหรับโรคไต

 ผลกระทบของภาวะไม่เจริญพันธุ์ของเพศชาย 
การใช้คาร์นิทีนจะแสดงบางอาการในการทดลองควบคุมในกรณีศึกษาภาวะไม่เจริญพันธุ์ในเพศชาย  โดยการปรับปรุงคุณภาพของอสุจิ การเสริม L-Carnitine แสดงให้เห็นถึงผลที่มีประโยชน์ในการรักษาโรค varicocele (หลอดเลือดอัณฑะขอด)

 เป็นอาหารเสริมลดน้ำหนัก 
“แม้ว่า L-carnitine จะขายเป็นอาหารเสริมลดน้ำหนัก  แต่ไม่มีผลการยืนยันทางวิทยาศาสตร์ที่จะแสดงว่ามันสามารถช่วยลดน้ำหนักได้จริง  อย่างไรก็ตาม ผลการศึกษาบางตัวแสดงให้เห็นว่าการทานคาร์นิทีนช่วยลดมวลไขมัน เพิ่มเป็นมวลกล้ามเนื้อ และลดความเมื่อยล้า  ผลทั้งหมดนี้อาจเป็นการสนับสนุนให้ลดน้ำหนักทางอ้อม”University of Maryland Medical Center   นอกจากนี้ นักวิจัยในศตวรรษที่ 20 ยังล้มเหลวในการแสดงผลกล้ามเนื้อที่เพิ่มขึ้นจากการทานคาร์นิทีนที่อยู่ในรูปของอาหารเสริม  สิ่งนี้อาจเกี่ยวเนื่องกับระยะเวลาที่ทานอาหารเสริมนานไม่มากพอ  ในปี 2011 นักวิจัยใช้อาหารเสริม L-carnitine L-tartrate เป็นเวลา 6 เดือนโดยภายใต้การทดลองควบคุม การวิจัยไม่เพียงมุ่งไปที่การเพิ่มกล้ามเนื้อในหัวข้อการขาดแคลนคาร์นิทีน  แต่ยังรวมถึงผลในการเผาผลาญของกล้ามเนื้อและการปฏิบัติ  อย่างไรก็ตาม การวัดปฏิกิริยาออกซิเดชันยังไม่ถูกนำมาศึกษา  และในภายภาคหน้างานวิจัยหัวข้อนี้ยังคงเป็นที่ต้องการอยู่

อย่างไรก็ตาม อาหารเสริม L-carnitine ช่วยสนับสนุนการเผาผลาญพลังงานและปรับปรุงการทำงานของสารสื่อประสาทในสมองของผู้ป่วยสูงอายุMariano Malaguarnera, Lisa Cammalleri, Maria Pia Gargante, Marco Vacante, Valentina Colonna and Massimo Motta: "L-Carnitine treatment reduces severity of physical and mental fatigue and increases cognitive functions in centenarians: a randomized and controlled clinical trial", American Journal of Clinical Nutrition, Volume 86, No. 6, 1738-1744, December 2007

 เป็นยาถอนพิษ valproic acid 
“(ในการรักษาภาวะที่เป็นพิษของ valproate)  อาหารเสริม L-carnitine จัดว่าเป็นสิ่งมีประโยชน์  โดยเฉพาะในผู้ป่วยที่มีระดับแอมโมเนียในกระแสเลือดสูง (hyperammonemia), โรคสมองอักเสบ (encephalopathy) และ/หรือ ความเป็นพิษต่อตับ (hepatotoxicity)"  การทดลองในอนาคตอาจเป็นสิ่งที่รับประกันได้ เพราะเป็นทฤษฎีที่มีประโยชน์มากกว่าการพิสูจน์ในปัจจุบัน

 เพื่อบรรเทาอาการโรคหืด 
ระดับ L-carnitine ในเด็กที่เป็นโรคหืดนั้นจะต่ำกว่าเด็กที่มีสุขภาพดีที่ควบคุมในการทดลอง  เด็กที่เป็นโรคหืดจะได้รับอาหารเสริม L-carnitine เป็นเวลา 6 เดือน  ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการปรับปรุงอย่างมีนัยยะเชิงสถิติในการทดสอบควบคุมโรคหืดและการทดสอบการทำงานของปอด

 เพื่อบรรเทาความเมื่อยล้าจากการทำเคมีบำบัดโรคมะเร็งโดยใช้ ifosfamide 
การใช้ยา ifosfamide ที่สูงในการทำเคมีบำบัด จะเป็นสาเหตุให้เกิดการสูญเสียคาร์นิทีนทางปัสสาวะ  งานศึกษาชิ้นหนึ่งกล่าวว่า มันมีความจำเป็นในการสร้างพลังงานโดยไมโทคอนเดรีย  L-carnitine มีบทบาทในการลดความเมื่อยล้าจากการใช้ยา ifosfamide ด้วย

 เพื่อรักษาอาการภาวะฮอร์โมนธัยรอยด์ในเลือดสูง 
L-carnitine คือตัวต่อต้านการกระทำของฮอร์โมนไทรอยด์ มันจะไปยับยั้งไตรไอโอโดไทโรนีน(triiodo thyronine) และไทร็อกซิน(thyroxine) ไม่ให้เข้าสู่นิวเคลียส และจากการทดลองแบบสุ่ม Benvenga et al. แสดงให้เห็นว่าการทาน L-carnitine 2-4 กรัมต่อวัน จะทำให้เกิดการย้อนกลับของอาการ hyperthyroid หรือเกิดผลที่ร้ายแรงที่สุดคือเกิด hyperthyroidism  พวกเขากล่าวว่า hyperthyroidism ทำให้เกิดความไม่สมบูรณ์ในเนื้อเยื่อ เพราะมีการสะสมคาร์นิทีน  เหตุผลสำหรับการใช้ L-carnitine ในทางการแพทย์ คือข้อเท็จจริงที่ว่าคาร์นิทีนไม่สามารถที่จะป้องกันการกลับสู่สภาพเดิมของ hyperthyroidism และในภายภาคหน้าการสนับสนุนความคิดในเรื่องของการทำงานของคาร์นิทีนที่จะอยู่ภายนอกและไม่เข้าสู่ต่อมไทรอยด์

 แหล่งที่มา 
 อาหาร 
แหล่งของคาร์นิทีนที่มีมากพบในเนื้อแดงและผลิตภัณฑ์จากนม  คาร์นิทีนจากแหล่งธรรมชาติอื่นๆ ประกอบด้วยถั่วและเมล็ดพืช (เช่น ฟักทอง ทานตะวัน งา)  พืชตระกูลถั่วหรือเมล็ดถั่ว (ถั่วเหลือง, ถั่วเขียว, ถั่วแขก, ถั่วลิสง) ผัก (อาร์ติโชค, หน่อไม้ฝรั่ง, หัวผักกาดเขียว, บร็อคโคลี่, กะหล่ำดาว, ผักคอลลาร์ด, กระเทียม, ผักกาดเขียวปลี, กระเจี๊ยบมอญ, พาสลี่ย์, คะน้า)  ผลไม้ (แอปปริคอท, กล้วย) ธัญพืช ( บัควีท(buckwheat), ข้าวโพด, ลูกเดือย, ข้าวโอ๊ต, รำข้าว, ข้าวไรย์, ข้าวสาลี, รำข้าวสาลี, จมูกข้าวสาลี) และอื่นๆที่เป็นอาหารสุขภาพ (ละอองเกสรดอกไม้, ยีสต์ที่ใช้หมักสุรา, carob)

 อาหาร  ปริมาณอาหาร  ปริมาณคาร์นิทีน สเต็กเนื้อ  100 กรัม  95 มิลลิกรัม เนื้อบด  100 กรัม  94 มิลลิกรัม เนื้อหมู  100 กรัม  27.7 มิลลิกรัม เบคอน  100 กรัม  23.3 มิลลิกรัม Tempeh (ถั่วหมักจากเชื้อรา)  100 กรัม  19.5มิลลิกรัม ปลาค็อด  100 กรัม  5.6 มิลลิกรัม อกไก่  100 กรัม  3.9 มิลลิกรัม เนยแข็งอเมริกา  100 กรัม  3.7 มิลลิกรัม ไอศครีม  100 กรัม  3.7 มิลลิกรัม นมที่ไม่ได้เอาครีมออก  100 กรัม  3.3 มิลลิกรัม อโวคาโด  100 กรัม  2 มิลลิกรัมLinus Pauling Institute at Oregon State University Cottage cheese  100 กรัม  1.1 มิลลิกรัม ขนมปังโฮลวีต  100 กรัม  0.36 มิลลิกรัม หน่อไม้ฝรั่ง  100 กรัม  0.195 มิลลิกรัม ขนมปังขาว  100 กรัม  0.147 มิลลิกรัม มะกะโรนี  100 กรัม  0.126 มิลลิกรัม เนยถั่ว  100 กรัม  0.083 มิลลิกรัม ข้าวสุก  100 กรัม  0.0449 มิลลิกรัม ไข่  100 กรัม  0.0121 มิลลิกรัม น้ำส้ม  100 กรัม  0.0019 มิลลิกรัม

โดยทั่วไป 20 ถึง 200 มิลลิกรัมคือปริมาณของคาร์นิทีนที่ควรได้รับต่อวัน ด้วยเหตุนี้ผู้ที่เคร่งครัดในการทานมังสวิรัติจะรับประทานเพียง 1 มิลลิกรัมต่อวัน ไม่มีประโยชน์เกิดขึ้นถ้ารับประทานคาร์นิทีนมากกว่า 2 กรัมภายในครั้งเดียว  เพราะว่าร่างกายสามารถดูดซึมได้สูงสุดได้เพียง 2 กรัม

 แหล่งที่มาอื่นๆ 
แหล่งคาร์นิทีนอื่นที่พบได้อยู่ในวิตามิน, เครื่องดื่มชูกำลังและผลิตภัณฑ์อื่นๆอีกหลากหลาย  ผลิตภัณฑ์ที่บรรจุ L-carnitine นั้นไม่สามารถขายเป็นผลิตภัณฑ์สุขภาพจากธรรมชาติในแคนาดาได้  ซึ่งผลิตภัณฑ์ L-Carnitine และอาหารเสริมนั้นไม่อนุญาตให้นำเข้าในแคนาดา อย่างไรก็ตาม รัฐบาลประเทศแคนาดาได้มีการร่างญัตติเมื่อเดือนธันวาคม 2011 เพื่ออนุญาตให้ขาย L-carnitine โดยไม่มีคำสั่งห้าม

 อ้างอิง 

 แหล่งข้อมูลอื่น 
 article on Carnitine at University of Maryland, Baltimore|University of Maryland Medical Center
 Molecule of the Month at University of Bristol
 ลดน้ำหนัก 

หมวดหมู่:กรดอะมิโน
หมวดหมู่:ผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร
หมวดหมู่:ชีวเคมี
หมวดหมู่:กรดบีตาไฮดรอกซี