Carnitina


Carnitina
Estructura química de la carnitina (C7 H15 NO3)

La carnitina o 4-trimetilamino-3-hidroxibutirato (conocida también como L-carnitina o levocarnitina, debido a que en estado natural es un estereoisómero L), a veces confundida con el ácido fólico (vitamina B9), es una amina cuaternaria sintetizada en el hígado, riñones y cerebro a partir de dos aminoácidos esenciales, la lisina y la metionina. La carnitina es responsable del transporte de ácidos grasos al interior de las mitocondrias, orgánulos celulares encargadas de la producción de energía.

A pesar de que se descubrió en 1905, no fue hasta mediados de los años 50 cuando se demostró que el principal rol de la carnitina es acelerar el proceso de la oxidación de ácidos grasos (y de esta manera la ulterior producción de energía). La deficiencia de carnitina resulta en una sustancial disminución de la producción de energía y en el aumento de masa del tejido adiposo.

Contenido

Biosíntesis

En los animales, la carnitina es biosintetizada principalmente en el hígado y riñón a partir de los aminoácidos lisina (via trimetil lisina) y metionina.[1]

En muchas proteínas, los residuos de lisina pueden ser mono, di y trimetilados. Al hidrolizarse estas proteínas, uno de los aminoácidos obtenidos es la N6,N6,N6 trimetil lisina (TML), la cual funge como precursora de la biosíntesis de carnitina. Por acción de la enzima trimetil lisina dioxigenasa (TML-DO, EC 1.14.11.8) se hidroxila la posición 3 de la TML para formar la 3-hidroxi-N6,N6 trimetil lisina (HTML) en presencia de oxígeno diatómico como agente hidroxilante, α-cetoglutarato como aceptor de electrones, además de hierro (II) y ácido ascórbico como cofactores. Esta reacción es la única que se lleva a cabo en la mitocondria, mientras que las siguientes reacciones se llevan a cabo en el citosol. La HTML sufre una condensación aldólica inversa para formar glicina y N4,N4,N4 trimetilaminobutiraldehído (TMABA). En este paso se requiere la enzima hidroxitrimetil lisina aldolasa (HTMLA, EC 4.1.2."X") y fosfato de piridoxal como cofactor. El grupo aldehído se oxida a ácido carboxílico para formar la γ-butirobetaína (γBB), en donde participa la enzima trimetilaminobutiraldehído deshidrogenasa (TMABA-DH, EC 1.2.1.47), la cual requiere NAD+ como aceptor de electrones. La γ-butirobetaína se hidroxila en la posición 3 para dar como producto final a la carnitina. Para este paso se requiere de la catálisis de la enzima butirobetaína dioxigenasa (γBB-DO, EC 1.14.11.1), así como hierro (II), 3-oxoglutarato y ácido ascórbico como cofactores.[2]

Biosíntesis de la carnitina en mamíferos

Rol metabólico

Activación de un ácido graso y traslocación de acil-CoA resultante por la carnitina
Rojo: acil-CoA, verde: carnitina, Rojo+verde: acilcarnitina, CoASH: coenzima A, CPTI: carnitina palmitiltransferasa I, CPTII: carnitina palmitiltransferasa II, 1: acil-CoA sintetasa, 2: translocasa, A: membrana mitocondrial extena, B: espacio intermembrana, C: membrana mitocondrial intena, D: matriz mitocondrial

La carnitina ayuda a las bacterias para soportar el estrés osmótico debido a bajas temperaturas[3] o la salinidad.[4]

En los eucariontes, la carnitina se encarga de llevar los grupos acilo al interior de la matriz mitoncondrial por medio del siguiente mecanismo:

  1. La enzima carnitina palmitiltransferasa I (CPTI) de la membrana mitocondrial externa elimina el coenzima A de la molécula de acil-CoA y, a la vez, la une a la carnitina situada en el espacio intermembrana, originado acilcarnitina; el CoA queda libre en el citosol para poder activar otro ácido graso.
  2. A continuación, una proteína transportadora, llamada translocasa, situada en la membrana mitocondrial interna, transfiere la acilcarnitina a la matriz mitoncondrial y, paralelamente, la carnitina palmitiltrasnferasa II (CPTII) une una molécula de CoA de la matriz al ácido graso, regenerando así el acil-CoA .
  3. La carnitina se devuelve al espacio intermembrana por la proteína transportadora y reacciona con otro acil-CoA, repitiéndose el ciclo.

Fuentes de carnitina

La principal fuente de carnitina son en particular las carnes rojas. Los vegetales contienen cantidades muy pequeñas o incluso nada de carnitina. [cita requerida]

De todas formas, gran cantidad de la carnitina en nuestro organismo es sintetizada de la lisina (aminoácido esencial) con ayuda de la metionina, otro aminoácido esencial, tres vitaminas (vitamina C, vitamina B3 y vitamina B6) y el hierro. Desde luego la deficiencia de cualquiera de los nutrientes citados en la oración anterior, implica una consecuente deficiencia de carnitina.

La concentración inicial de carnitina en recién nacidos, depende pura y exclusivamente de la concentración de carnitina en la madre, es por esto que aquellas mujeres con fallas en la síntesis de carnitina deben consumir suplementos nutricionales durante el embarazo para asegurar la correcta concentración en los tejidos, especialmente en el feto.

El nivel de carnitina en sangre es por lo general bastante más bajo en las mujeres embarazadas que en aquellas que no están encintas, aparentemente por el incremento de demanda de carnitina por parte del feto. El recién nacido depende casi totalmente de fuentes externas de carnitina, de ahí que aquellos que son amamantados tienen mayores posibilidades de tener óptimas concentraciones tisulares de carnitina. Las fórmulas alimenticias para recién nacidos basadas en leche vacuna tienen una cantidad de carnitina sustancialmente menor que la leche materna, en el caso de las fórmulas basadas en soja, la carencia es absoluta.

Deficiencia de carnitina

Los primeros casos de deficiencia de carnitina en humanos fueron descritos por primera vez en el año 1973, hasta el momento siempre se había pensado que era imposible sufrir deficiencia de ésta, a partir de la síntesis e ingestión de la misma. Sin embargo, algunos individuos necesitan suplementos nutricionales de carnitina para mantener un metabolismo normal, lo cual claramente indica que la carnitina debería considerarse un nutriente esencial. La deficiencia de carnitina se clasifica en dos grandes grupos, la deficiencia sistémica (casi nunca se presenta) y la miopática (la más corriente). La sistémica afecta a todo el cuerpo, mientras que la miopática sólo al tejido muscular. Estas son algunas de las causas conocidas de la deficiencia de carnitina:

  • Deficiencia de lisina y/o metionina (aminoácidos precursores de la carnitina)
  • Deficiencia de hierro, vitamina C, B3 o B6 (otros factores precursores)
  • Fallo genético en la síntesis de carnitina.
  • Mala absorción intestinal de la misma.
  • Problemas hepáticos y/o renales, que afectan la síntesis.
  • Defectos en el transporte de carnitina desde los tejidos de origen a los de destino (donde es utilizada en mayores cantidades).
  • Aumento de la necesidad de carnitina, por una dieta demasiado abundante en lípidos, estrés, el consumo de ciertas drogas (anticonvulsivos como el ácido valproico) y a causa de ciertas enfermedades.

Formas disponibles

Estructura química de la acetilcarnitina

La carnitina se consigue comercialmente en varias formas, entre las cuales se encuentran la L-Carnitina que es la forma de carnitina preferida para el tratamiento de una gran cantidad de afecciones diferentes. Dada su toxicidad, se recomienda no utilizar D-carnitina como suplemento dietario. Otras formas conocidas son la L-acetilcarnitina utilizada frecuentemente en el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer y trastornos cardiovasculares, mientras que la l-propionilcarnitina es utilizada en el tratamiento de ciertas enfermedades de carácter infeccioso.

Principales usos

La administración de carnitina ha demostrado ser efectiva en el tratamiento de una gran variedad de enfermedades. Se utiliza con frecuencia en el tratamiento de afecciones cardiovasculares y renales, sobre todo cuando se intenta mejorar el rendimiento físico. Se debe advertir que cada variación de carnitina que podemos encontrar tiene un efecto diferente en el organismo, por tanto, después de leer la siguiente lista de las afecciones que suelen ser tratadas con la administración de carnitina, deberá profundizarse en el tipo de carnitina apropiado para cada afección, ya sea L-carnitina, L-acetilcarnitina, etc:

Dosificación e interacciones

La dosis diaria adecuada de carnitina en cualquiera de sus formas suele oscilar entre los 1500 y los 4000 mg dividida en varias dosis (por lo menos se recomienda, más de una). Se recomiendan dosis sustancialmente menores en pacientes con trastornos renales, pues dosis altas pueden empeorar la condición (aunque el consumo diario de la dosis adecuada para su caso particular puede favorecer al paciente).

Fuera del caso particular mencionado anteriormente, es decir de los pacientes con trastornos renales, la L-carnitina es siempre segura en dosis altas. No puede decirse lo mismo de la D-carnitina que ha demostrado provocar efectos adversos, tales como dolores musculares y reducción del rendimiento muscular, casi seguramente por falta de energía. La administración de D-carnitina suele provocar deficiencia de L-carnitina en algunos tejidos, como el cardíaco y el óseo.

La carnitina interactúa con la coenzima Q10, el ácido pantoténico y en mayor medida con la colina, cuyo adecuado consumo reduce la excreción de carnitina vía urinaria y aumenta los niveles intracelulares de la misma.

Contraindicaciones de la carnitina

Se encuentra contraindicado en pacientes que sufren de enfermedades renales, sobre todo en aquellos que se encuentran en diálisis. No existen restricciones de su consumo durante el embarazo y lactancia, ya que esta es una sustancia natural, cuya demanda se incrementa durante el embarazo y además, forma parte de la leche humana. Tampoco se han registrado alteraciones fetales.

Se han realizado estudios, con dosis altas de L-carnitina, 15 gr/día, sin registrar procesos de mutagénesis, teratogénesis ni carcinogénesis.

La L- carnitina se puede tomar por vía oral y parenteral (intramuscular o intravenosa), la dosis habitual es de 50-100 mg/kg/día, tanto en niños como en adultos, distribuidos en 2 o 3 tomas por día.

Según la información médica actual, los efectos secundarios de la L-carnitina no son significativos y con el control médico adecuado puede ser útil para bajar de peso, sobre todo si tienes un déficit de levocarnitina.

Sin embargo, recuerda que debes consultar a tu médico antes de consumir éste o cualquier otro suplemento dietético.[5]

Efectos secundarios de la L-carnitina administrada por vía oral

Hipersensibilidad a algunos de sus componentes. Náuseas. Mareo. Vómitos. Hiperhidrosis. Síntomas parecidos al de la miastenia. Para contrarestar estos efectos adversos se aconseja tomar la L-carnitina con las comidas.

Referencias

  1. «L-Carnitine». Archivado desde el original, el 2007-05-08. Consultado el 01-06-2007.
  2. Frederic M. Vaz And Ronald J. A. Wanders (2002). «Carnitine biosynthesis in mammals». Biochem. J. 361:  pp. 417-429.  http://www.biochemj.org/bj/361/0417/3610417.pdf
  3. Angelidis AS, Smith GM (2003). «Role of glycine betaine and carnitine transporters in adaptation of Listeria monocytogenes to chill stress in defined medium.». Applied & Environmental Microbiology, 69:  pp. 7492‐7498. 
  4. Canovas M, Bernal V, Sevilla A, Iborra JL (2007). «Salt stress effects on the central and carnitine metabolisms of Escherichia coli.». Biotechnology & Bioengineering 96:  pp. 722‐737. 
  5. Contraindicaciones de la L-carnitina

Wikimedia foundation. 2010.

Mira otros diccionarios:

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