La carnitina es un compuesto de amonio cuaternario involucrado en el metabolismo de la mayoría de los mamíferos, plantas y algunas bacterias. [1] [2] [3] [4] En apoyo del metabolismo energético, la carnitina transporta ácidos grasos de cadena larga a las mitocondrias para ser oxidados para la producción de energía, y también participa en la eliminación de productos del metabolismo de las células. [3] Dadas sus funciones metabólicas clave, la carnitina se concentra en tejidos como el músculo esquelético y cardíaco que metabolizan los ácidos grasos como fuente de energía. [3] En general, las personas, incluidas las estrictasvegetarianos , sintetizan suficiente L-carnitina in vivo . [1]
La carnitina existe como uno de dos estereoisómeros (los dos enantiómeros d -carnitina ( S -(+)-) y l -carnitina ( R -(-)-)). [5] Ambos son biológicamente activos, pero solo la l -carnitina ocurre naturalmente en los animales, y la d -carnitina es tóxica ya que inhibe la actividad de la forma l . [6] A temperatura ambiente, la carnitina pura es un polvo blanco y un zwitterión soluble en agua con baja toxicidad. Derivada de aminoácidos, [7] la carnitina se extrajo por primera vez de extractos de carne en 1905, lo que lleva a su nombre del latín, "caro/carnis "o carne. [2]
Algunas personas con trastornos genéticos o médicos (como los bebés prematuros) no pueden producir suficiente carnitina y requieren suplementos dietéticos. [1] [3] [4] A pesar del consumo común de suplementos de carnitina entre los atletas para mejorar el rendimiento o la recuperación del ejercicio, no hay pruebas clínicas de alta calidad suficientes para indicar que proporciona algún beneficio. [3] [4]
Muchos eucariotas tienen la capacidad de sintetizar carnitina, incluidos los humanos. [1] [3] Los seres humanos sintetizan carnitina a partir del sustrato TML (6- N - trimetillisina), que a su vez se deriva de la metilación del aminoácido lisina . [1] El TML luego se hidroxila en hidroxitrimetillisina (HTML) mediante la trimetilisina dioxigenasa (TMLD), lo que requiere la presencia de ácido ascórbico y hierro. A continuación, HTML se escinde mediante aldolasa HTML (una enzima que requiere fosfato de piridoxal ), lo que produce 4-trimetilaminobutiraldehído (TMABA) y glicina . TMABA es entoncesdeshidrogenada en gamma-butirobetaína en una reacción dependiente de NAD + , catalizada por TMABA deshidrogenasa. [1] La gamma-butirobetaína se hidroxila luego mediante la gamma butirobetaína hidroxilasa (una enzima que se une al zinc [8] ) en l -carnitina, lo que requiere hierro en forma de Fe 2+ . [1] [9]
La carnitina participa en el transporte de ácidos grasos a través de la membrana mitocondrial, formando un éster de acetilcarnitina de cadena larga y siendo transportada por carnitina palmitoiltransferasa I y carnitina palmitoiltransferasa II . [10] La carnitina también juega un papel en la estabilización de los niveles de acetil-CoA y coenzima A a través de la capacidad de recibir o dar un grupo acetilo. [1]
La distribución tisular de las enzimas biosintéticas de carnitina en humanos indica que TMLD está activo en el hígado, el corazón, los músculos, el cerebro y más alto en los riñones. [1] La actividad de HTMLA se encuentra principalmente en el hígado. La tasa de oxidación de TMABA es mayor en el hígado, con una actividad considerable también en el riñón. [1]