Carnitina e salute: 10 cose da sapere di I.Randi

Scoperta oltre un secolo fa, oggi la carnitina è ampiamente studiata e utilizzata in diversi ambiti; infatti, rientra nella composizione di integratori alimentari e medicinali adatti a trattare condizioni  di vario genere.

carnitina
(fonte: Shutterstock)

Nonostante si senta spesso parlare di carnitina e di prodotti che la contengono, forse non tutti conoscono le funzioni che questa molecola svolge all'interno delle nostre cellule e il ruolo importante che riveste nella salute dell'organismo.

Con questo articolo si cercherà, pertanto, di fornire una panoramica generale su questi aspetti, mettendo in evidenza anche studi svolti e applicazioni di questa molecola.

1. Carnitina: 100 anni di storia e ricerche

La scoperta della carnitina (o L-carnitina) è avvenuta più di un secolo fa, nel 1905, ad opera dello scienziato russo W. Gulewitsch che la individuò nel muscolo bovino; mentre la struttura chimica fu determinata in maniera definitiva solo vent'anni dopo da M. Tomita e Y. Sendju.

L'interesse per la carnitina rimase comunque contenuto, fino a quando nel 1935 E. Strack scoprì l'esistenza di un'analogia strutturale e biologica fra la carnitina e l'acetilcolina, importantissimo neurotrasmettitore endogeno.

Nonostante questa rivelazione, la svolta nella storia di questa molecola si ebbe solo nel 1947, quando G. Fraenkel documentò il fabbisogno di carnitina nell'accrescimento delle larve del coleottero Tenebrio molitor (noto come "verme della farina"). Da qui, l'idea che la carnitina potesse essere una molecola essenziale per la vita iniziò a farsi spazio. In seguito, nel 1955, I.B. Fritz scoprì la capacità della carnitina di stimolare l'ossidazione degli acidi grassi. Negli anni successivi (1955-1975) furono scoperti gli enzimi mitocondriali CAT (carnitina-acetil-transferasi) e CPT (carnitina-palmitoil-transferasi) e il carrier mitocondriale della carnitina CT (carnitina-acilcarnitina translocasi). Allo stesso tempo, iniziò l'identificazione della carnitina e delle sue proteine in diversi organelli cellulari e, finalmente, si delinearono il cosiddetto "sistema della carnitina" e le sue principali funzioni nel metabolismo intermedio.

Il primo deficit di carnitina venne identificato nel 1973; mentre nel 1998 I. Tamai individuò quello che oggi è conosciuto come uno dei principali trasportatori della carnitina: il trasportatore OCTN2.

Conoscenze attuali e prospettive future

Oggigiorno si sa che la carnitina è una molecola coinvolta nei processi mitocondriali che portano alla produzione di energia, indispensabile per lo svolgimento di tutte le attività necessarie alla vita della cellula.

Su questa molecola sono stati condotti oltre sedicimila studi, ma la ricerca sulla carnitina non si ferma qui. Recentemente, infatti, sono state scoperte nuove potenziali attività biologiche svolte da questa interessante molecola. In particolare, attuale oggetto d'interesse e di studio sono l'interazione fra nutrizione e sistema della carnitina e il potenziale ruolo immunomodulatorio che questa molecola sembra esercitare.

2. Importanza e ruolo biologico

Il ruolo rivestito dalla carnitina certamente più conosciuto è quello di trasportatore degli acidi grassi a lunga catena all'interno dei mitocondri, luogo in cui vengono sottoposti a beta-ossidazione per ricavarne molecole di ATP (adenosina trifosfato), fonte di energia indispensabile per la sopravvivenza cellulare.

3. Sintesi e metabolismo

La carnitina è un derivato amminoacidico prodotto a partire da lisina e metionina (due amminoacidi essenziali), in presenza di vitamina B6, niacina, vitamina C e ferro.

La sintesi della carnitina avviene prevalentemente a livello epatico e renale. Dopo essere stata prodotta, questa viene immessa nel circolo sanguigno per poi essere trasportata nei diversi tessuti del corpo grazie all'azione di trasportatori specifici, fra cui ricordiamo: OCTN1 (trasportatore della carnitina a bassa affinità sodio-dipendente); OCTN2 (trasportatore della carnitina ad alta affinità sodio-dipendente); ATB0 (trasportatore della carnitina).

L'organismo umano, in condizioni normali, è in grado di sintetizzare il 25% del suo fabbisogno di carnitina.

4. Carnitina negli alimenti

Il restante 75% del fabbisogno di carnitina dovrebbe essere introdotto con la dieta. Gli alimenti che ne contengono una maggior quantità sono quelli di origine animale, in particolare, la carne e i prodotti caseari. Anche alcuni alimenti di origine vegetale contengono - benché in misura notevolmente inferiore - quantità di carnitina che potrebbero essere considerate apprezzabili (ad esempio, mele, pomodori, riso, ecc.).

5. Carnitina in farmaci e integratori

Nel 1984, la FDA (Food and Drug Administration) degli Stati Uniti ha conferito alla carnitina la designazione di farmaco orfano per il trattamento dei deficit genetici di carnitina e nel 1992 le ha conferito quella per il trattamento dei deficit secondari di carnitina.

Nel 1999, invece, sempre l'FDA ha approvato l'uso della molecola in forma iniettabile in pazienti sottoposti ad emodialisi che, come tali, sono soggetti ad andare incontro a suoi deficit e carenze.

Attualmente, la carnitina - ma anche alcuni suoi derivati - rientrano nella composizione sia di integratori alimentari che di medicinali.

6. La famiglia delle Carnitine

Appartengono al sistema della carnitina anche alcuni derivati di questa molecola. Per i ruoli biologici rivestiti, le caratteristiche, le proprietà farmacologiche e le applicazioni cliniche che hanno dimostrato di possedere - oltre alla L-carnitina (LC) - sono di particolare interesse i suoi derivati esterificati Acetil-L-Carnitina (ALC) e Propionil-L-Carnitina (PLC).

Diversi studi hanno, infatti, confermato che carenza/insufficienza o alterazione dei livelli delle suddette forme di carnitina possono caratterizzare o portare alla comparsa di condizioni di diverso tipo, dai disturbi meno lievi fino a vere e proprie malattie.

L'integrazione e la somministrazione di LC, ALC e PLC sono state quindi proposte per trattare condizioni patologiche e non, più o meno gravi, in diversi ambiti. Tutte e tre queste forme, tuttavia, sembrano essere potenzialmente utili come rimedio in caso di stanchezza e fatica fisica e mentale.

7. Acetil-L-Carnitina: importanza a livello cerebrale

L'acetil-L-carnitina viene prodotta dall'enzima CAT a partire da L-carnitina e acetil-CoA (acetil coenzima A), altro fattore coinvolto nei processi di produzione di energia. L'ALC è l'estere della carnitina maggiormente diffuso all'interno del sistema nervoso, in quanto gode di una maggiore affinità per il tessuto cerebrale rispetto ad altre forme di carnitina. A livello centrale, l'acetil-L-carnitina è precursore di importanti neurotrasmettitori (ad esempio, acido gamma-amminobutirrico - GABA - e acido glutammico) ed è implicata nella sintesi della mielina.

Alcuni studi hanno dimostrato che pazienti affetti da fatica cronica presentano ridotti livelli plasmatici di ALC, ridotto uptake cerebrale di ALC e una ridotta sintesi cerebrale di neurotrasmettitori. Queste evidenze, unite alle attività svolte dall'acetil-L-carnitina a livello nervoso e muscolare, suggeriscono che questa molecola potrebbe rivestire ruoli di una certa importanza a livello cerebrale.

A tal proposito, si segnala una meta analisi che, prendendo in considerazione 21 trials clinici, ha messo in luce come la somministrazione di acetil-L-carnitina in pazienti affetti da morbo di Alzheimer - a dosaggi variabili fra 1,5 g e 3 g al giorno per 3-12 mesi - abbia portato ad un miglioramento delle loro funzioni cognitive.

8. Propionil-L-Carnitina e tessuto cardiaco

La propionil-L-carnitina possiede una certa affinità per il tessuto cardiaco, dagli studi condotti su questo estere, è emerso che esso è dotato delle seguenti proprietà farmacologiche:

  • Una volta assunto, è in grado di fornire alla cellula propionil-CoA, utile per la produzione di energia in assenza o ridotta presenza d acetil-CoA, condizione che può verificarsi in caso di ischemia (azione anaplerotica);
  • Esercita azioni antinfiammatorie e antiossidanti;
  • Esercita un'azione protettiva nei confronti dell'endotelio vasale.

Non sorprende, quindi, che l'uso di medicinali a base di propionil-L-carnitina sia stato approvato nel trattamento dell'arteriopatia periferica e per incrementare la tolleranza allo sforzo in presenza di insufficienza cardiaca congestizia.

9. Carnitina e muscoli

In quanto elemento di fondamentale importanza nella produzione di energia in tutte le cellule - e, in particolare, in quelle muscolari - l'uso della carnitina è stato proposto anche per favorire e incrementare la resistenza muscolare e la performance fisica e atletica.

Mentre per quanto riguarda l'uso della carnitina in ambito sportivo le opinioni tendono ad essere contrastanti per via degli studi dai risultati opposti (una parte conferma l'utilità della carnitina per migliorare la performance sportiva e facilitare il recupero, mentre l'altra parte no); alcune ricerche condotte su pazienti anziani hanno mostrato come l'assunzione di carnitina in dosaggi di 1,5-2 grammi al giorno, possa determinare un incremento della forza muscolare e una riduzione della fatica.

10. Sicurezza d'uso

Con oltre sedicimila studi e ricerche alle spalle ed un uso clinico che si protrae da moltissimi anni, la carnitina è considerata una molecola sicura da utilizzare, un composto ben tollerato dalla stragrande maggioranza degli individui. Se il medico lo ritiene necessario, ne è consentito l'utilizzo anche in gravidanza e durante l'allattamento.

Si segnalano tuttavia alcune interazioni farmacologiche, in particolare (ma non solo) con farmaci antiepilettici ed antibiotici. Pertanto, qualora ci si stia sottoponendo a terapie farmacologiche di qualsiasi tipo, prima di assumere integratori o farmaci a base di carnitina, è bene chiedere il parere preventivo del proprio medico.

Ilaria Randi

L'autore

Ilaria Randi

Laureata in Chimica e Tecnologia Farmaceutiche, ha sostenuto e superato l’Esame di Stato per l’Abilitazione alla Professione di Farmacista