Carnitina

[miniatura|dereita|L-Carnitina.[Nomenclatura da IUPAC|Nome IUPAC: 3-hidroxi-4-(trimetilazaniumil)butanoato.Outros nomes: 3-hidroxi-4-(trimetilamonio)butanoato  .Número CAS: 541-15-1.Código ATC: A16AA01 (forma L).]]
 
A **carnitina**  é un composto de amonio cuaternario biosintetizado a partir dos aminoácidos lisina e metionina. Nas células vivas, requírese para o transporte de ácidos graxos desde o citosol á mitocondria durante a degradación dos lípidos para a xeración de enerxía metabólica. Tamén está dispoñible como suplemento nutricional. A carnitina foi descuberta como un factor de crecemento para os vermes da carne (larvas do escaravello *Tenebrio molitor*) e foi inicialmente denominada vitamina Bt. Hai dous estereoisómeros da carnitina: A súa forma bioloxicamente activa é a **L-carnitina**, en tanto que o seu enantiómero, D-carnitina, é bioloxicamente inactivo.

## Bioquímica 
### Biosíntese 
Nos animais a biosíntese da carnitina ocorre principalmente no fígado e riles a partir dos aminoácidos lisina (a través da trimetillisina) e metionina. A vitamina C (ácido ascórbico) é esencial para a síntese de carnitina. Durante o crecemento  ou o embarazo, os requirimentos de carnitina poden exceder a súa produción natural.

Nos humanos e outros animais, a L-carnitina obtense tanto de dieta coma da biosíntese endóxena. A ruta de biosíntese da carnitina está moi conservada en moitos eucariota e algúns procariotas.

A L-carnitina biosintetízase a partir da *N*ε-trimetillisina. Na ruta están implicados polo menos catro encimas, que son: *N*ε-trimetillisina hidroxilase, 3-hidroxi-*N*ε-trimetillisina aldolase, 4-*N*-trimetilaminobutiraldehido deshidroxenase e γ-butirobetaína hidroxilase. Funcionan da seguinte maneira:

* O primeiro encima da ruta de síntese da L-carnitina é a *N*ε-trimetillisina hidroxilase, que é unha oxixenase dependente do ferro(II) e do 2-oxoglutarato (2OG). Este encima cataliza a reacción de hidroxilación da *N*ε-trimetillisina para dar 3-hidroxi-*N*ε-trimetillisina.

:A orixe da *N*ε-trimetillisina é principalmente a degradación lisosómica ou proteasómica de proteínas metiladas. Tamén foi identificada unha ruta biosintética da *N*ε-trimetillisina que implica ao encima *N*ε-trimetillisina metiltransferase, por exemplo, en *Neurospora crassa*. Unha ruta biosintética similar pode tamén ser funcional nos humanos.

* O segundo encima da ruta biosintética da L-carnitina é a 3-hidroxi-*N*ε-trimetillisina aldolase, que é unha aldolase dependente do fosfato de piridoxal, e cataliza a clivaxe da 3-hidroxi-*N*ε-trimetillisina para dar 4-N-trimetilaminobutiraldehido e glicina.

:A verdadeira identidade da 3-hidroxi-*N*ε-trimetillisina aldolase é difícil de determinar e non foi identificado aínda o xene que codifica este encima nos mamíferos. Demostrouse a actividade de 3-hidroxi-*N*ε-trimetillisina aldolase nos encimas L-treonina aldolase e a serina hidroximetiltransferase, aínda que non se estableceu polo momento se esta é a principal actividade catalítica destes encimas.

* O terceiro encima da ruta é a 4-*N*-trimetilaminobutiraldehido deshidroxenase, que é un encima dependente do NAD+. Este encima cataliza a deshidroxenación do 4-*N*-trimetilaminobutiraldehido para dar gamma-butirobetaína.

:A diferenza da 3-hidroxi-*N*ε-trimetillisina aldolase, a 4-*N*-trimetilaminobutiraldehido deshidroxenase foi ben identificada e purificada a partir de moitas fontes, entre elas as ratas e a bacteria *Pseudomonas*. Porén, nos humanos este encima aínda non foi identificado. Existe unha considerable homoloxía de secuencia entre este encima da rata e o encima humano aldehido deshidroxenase 9, pero a verdadeira identidade da 4-*N*-trimetilaminobutiraldehido deshidroxenase en humanos aínda non está establecida.

* O encima final da ruta de biosíntese da L-carnitina é a γ-butirobetaína hidroxilase. Igual que a *N*ε-trimetillisina hidroxilase, a γ-butirobetaína hidroxilase é unha oxixenase dependente de 2-oxoglutarato e ferro(II), que cataliza a hidroxilación estereoespecífica da γ-butirobetaína para dar a L-carnitina.

:A γ-butirobetaína hidroxilase é o encima máis estudado desta ruta metabólica. Foi puirificada de moitas fontes, como *Pseudomonas*, rata, vaca, cobaias e humanos. A γ-butirobetaína hidroxilase recombinante humana tamén foi producida por *Escherichia coli*

A carnitina aciltransferase I presenta inhibición alostérica polo malonil-CoA (un intermediato na síntese de ácidos graxos) para impedir a formación dun ciclo fútil entre a β-oxidación e a síntese de ácidos graxos.

## Efectos fisiolóxicos 
### Efectos na masa ósea 
Conforme o ser humano envellece a concentración de carnitina nas células diminúe, o que afecta ao metabolismo de ácidos graxos en varios tecidos. Os ósos son especialmente afectados, xa que requiren a continua acción reconstrutiva e metabólica dos osteoblastos para o mantemento da masa ósea.

Hai unha estreita relación entre os cambios nos niveis plasmáticos de osteocalcina e a actividade dos osteoblastos e unha redución dos niveis plasmáticos de osteocalcina é un indicador dunha actividade reducida dos osteoblastos, o cal parece que subxace na osteoporose das persoas vellas e das mulleres menopáusicas. A administración dunha mestura de carnitina ou propionil-L-carnitina pode incrementar as concentracións séricas de osteocalcina dos animais así tratados, mentres que os niveis de osteocalcina sérica tenden a decrecer coa idade nos animais control.

### Efectos antioxidantes 
As carnitinas exercen unha acción antioxidante substancial, proporcionando deste modo un efecto protector contra a peroxidación de lípidos das membranas fosfolipídicas e contra o estrés oxidativo inducido nas células endoteliais e do miocardio.

## Usos potenciais como fármaco 
### Problemas cardíacos 
A carnitina utilízase principalmente para tratar problemas cardíacos. Varios ensaios clínicos atoparon que a L-carnitina e a propionil-L-carnitina poden utilizarse xunto co tratamento convencional para a anxina de peito para poder reducir a medicación convencional e mellorar a capacidade das persoas con anxina de faceren exercicio sen sentiren dor no peito. 
Hai poucas evidencias sobre que a carnitina teña un efecto positivo despois dun ataque ao corazón. Algúns estudos suxiren que as persoas que toman L-carnitina poden ter menos probabilidade de sufrir posteriormente outro ataque de corazón ou sufrir dor de peito ou arritmias. Porén, outros estudos non atoparon que se producisen beneficios similares, polo que se require unha maior investigación deste asunto.

### Enfermidade renal e diálise 
Como os riles producen carnitina, as enfermidades renais poden orixinar unha deficiencia de carnitina no corpo. Así, a carnitina pode prescribirse para persoas con enfermidades renais.

### Efectos na fertilidade masculina 
O uso da carnitina mostrou ser prometedor en ensaios controlados en casos seleccionados de infertilidade masculina ao mellorar a calidade do seme. A suplementación con L-carnitina tamén mostrou ser beneficiosa no tratamento do varicocele, unha das principais causas de infertilidade masculina.

### Suplemento para a perda de peso 
"Aínda que a L-carnitina foi comercializada como un suplemento dietético para a perda de peso, non hai evidencias científicas que mostren que facilita a perda de peso; porén, algúns estudos mostran que a carnitina oral reduce a masa graxa, incrementa a masa muscular, e reduce a fatiga. Todos estes efectos poden contribuír indirectamente á perda de peso." Ademais, as investigacións feitas no século XX que non encontraron que o contido de carnitina muscular podía ser incrementado pola suplementación na dieta, puideron obter este resultado en parte porque utilizaron períodos de suplementación de duración inadecuada. En 2011, as investigacións que usaron suplementación na dieta de L-carnitina L-tartarato durante seis meses nun estudo ben controlado demostraron non só un incremento da carnitina muscular en suxeitos sen deficiencias de carnitina, senón tamén un impacto no metabolismo e rendemento muscular; porén, neste estudo non se tomaron medidas de oxidación de lípidos, polo que se necesitarán máis estudos.

A suplementación regular de L-carnitina, contribúe ao metabolismo enerxético e mellora a función dos neurotransmisores no cerebro nos pacientes anciáns.

### Antídoto no envelenamento por ácido valpórico 
No tratamento da toxicidade por valporato "a suplementación con L-carnitina ...pénsase que produce beneficios, especialmente en pacientes con hiperamonemia, encefalopatía, e hepatotoxicidade." Porén, serán precisos máis ensaios, xa que o beneficio obtido é en gran medida teórico, e non se pode considerar probado no actual estado das investigacións.

### Mellora dos síntomas da asma moderada 
Os niveis de L-carnitina son menores do normal en nenos con asma persistente moderada. Os nenos asmáticos que recibiron suplementación de L-carnitina durante seis meses mostraron unha mellora estatisticamente significativa na súa *proba de control da asma* e nas súas probas da función pulmonar.

### Mellora da fatiga orixinada pola quimioterapia do cancro con ifosfamida 
As altas doses do axente quimioterápico ifosfamida, debido á súa potencial nefrotoxicidade, poden causar perda urinaria de carnitina. Un estudo suxire que como é esencial para a produción de enerxía nas mitocondrias, a L-carnitina pode ter un papel na redución da fatiga asociada aos tratamentos anticancerosos con ifosfamida.

### Tratamento de síntomas do hipertiroidismo 
A L-carnitina é un antagonista periférico da acción das hormonas tiroides. Inhibe a entrada de triiodotironina e tiroxina no núcleo da célula. Por medio de ensaios aleatorios, Benvenga et al. atoparon que de 2 a 4 g de L-carnitina oral diarios podían reverter os síntomas do hipertiroidismo mesmo nos casos máis serios de hipertiroidismo (*tormenta tiroide*). Suxiren que como o hipertiroidismo fai diminuír os depósitos de carnitina nos tecidos, hai unha razón para usar L-carnitina polo menos en certos casos clínicos. Ao mesmo tempo, o feito de que a carnitina non poida impedir as recaídas do hipertiroidismo apoia ademais o concepto de que a acción da carnitina ten lugar na periferia e non na glándula tiroide.

## Fontes 
### Alimentos 
As maiores concentracións de carnitina encóntranse na carne vermella e nos produtos lácteos. Outras fontes naturais de carnitina inclúen noces e sementes, hortalizas, froitas, e cereais.

En xeral, inxírense diariamente de 20 a 200&nbsp;mg nas dietas omnívoras, e nas dietas vexetarianas ou veganas a inxestión pode ser de 1&nbsp;mg/día.

### Outras fontes 
Outras fontes poden encontrarse en preparados vitamínicos á venda, bebidas enerxéticas e outros produtos.

## Notas 
## Véxase tamén 
### Outros artigos 
* Acetilcarnitina
* Deficiencia de carnitina primaria
* Biosíntese da carnitina

### Ligazóns externas 
* article on Carnitine at University of Maryland Medical Center
* Molecule of the Month at University of Bristol