Dnes se L-karnitin podává jako doplněk stravy různým skupinám osob, pro něž je jeho vyšší příjem důležitý, např. vrcholovým sportovcům, těhotným ženám, seniorům, či lidem trpícím obezitou.
Některé volné aminokyseliny jsou stejně jako některé nižší peptidy senzoricky aktivními látkami a mohou proto ovlivňovat organoleptické vlastnosti potravin.
Podle organoleptických vlastností, které vykazují, rozlišujeme aminokyseliny na:
• sladké (glycin, alanin, threonin, prolin )
• kyselé (asparagová a glutamová kyselina )
• hořké (leucin, isoleucin, fenylalanin, tyrosin a tryptofan)
• indiferentní (ostatní aminokyseliny )
Aminokyseliny se jako chuťové látky uplatňují u potravin, při jejichž výrobě probíhá intenzivní proteolýza, např. u některých sýrů, masa či ryb. Zcela výjimečné organoleptické vlastnosti má kyselina glutamová, resp. její sodná sůl. Je slaná, ale navíc vykazuje tzv. chuť umami, proto se používá její sůl jako aditivní látka, neboli intenzifikátor chuti masových a zeleninových pokrmů a pro výrobu kořenících přípravků.
Peptidy se relativně snadno hydrolyticky štěpí na jednotlivé aminokyseliny. Hydrolýza peptidové vazby je reakcí exergonní, tzn. že je potřeba dodat energii. Mimo to, peptidy vykonávají v organismu řadu biologických funkcí. Mezi peptidy řadíme některé hormony (insulin, oxytocin, vasopresin ), antibiotika (gramicidin, bacitracin) nebo toxiny. Významnými peptidovými toxiny jsou toxiny mikroorganismů, např. botulotoxin, který je produkován mikroorganismem Clostridium botulinum.
Dipeptidy karnosin a anserin se vyskytují ve svalové tkáni člověka a účastní se kontrakce kosterního svalstva. Jsou odvozené od histidinu. Dalšími dipeptidy odvozenými od histidinu jsou balenin a homokarnosin. Organoleptické vlastnosti histidinových dipeptidů připomínají vlastnosti natriumhydrogenglutamátu (vykazují chuť nazývanou umami) a proto se uplatňují jako chuťové látky masa. Mezi dipeptidy patří také dipeptid aspartam, který se používá jako umělé sladidlo.
Acetylkarnitin (LAC): tato forma karnitinu se používá pro léčení Alzhamerovy choroby a dalších mozkových chorob.
..karnitin je derivát kyseliny hydroxymáselné. Dříve byl považován za jeden z vitaminů skupiny B. L-karnitin je chemicky známý jako ve vodě rozpustný 3-hydroxy-4-N-trimethyl-aminomáselná kyselina. Díky této vlastnosti nemůže dojít k předávkování, přebytek L-karnitinu je totiž vylučován močí. Extrémní dávky mohou způsobit lehčí průjmové stavy, žaludeční nevolnost nebo se může objevit u citlivých jedinců specificky zapáchající pot.
L-karnitin se běžně vyskytuje v materiálech živočišného původu, pouze výjimečně se vyskytuje v rostlinách. Devadesát procent L-karnitinu se nachází v buňkách srdečního a kosterního svalstva. Základním zdrojem L-karnitinu je červené maso, zvláště hovězí a jehněčí. Obecně platí, že čím je maso na pohled “červenější “, tím více L-karnitinu je v něm obsaženo. Jen v malém množství se L-karnitin vyskytuje v rybím či drůbežím
mase, mléce a mléčných výrobcích, v tempeh (fermentovaných sojových fazolích), pšenici, chřestu, avokádu a másle z burských oříšků. Cereálie, ovoce, a zelenina obsahují L-karnitinu velmi málo, nebo jej neobsahují vůbec.
V lidském těle je největší množství L-karnitinu obsaženo ve svalech. Tvorba L-karnitinu probíhá především v játrech a ledvinách, kde je syntetizován z esencialních aminokyselin lysinu a methioninu za účasti kofaktorů (NAD+-nikotinamidadenindinukleotidu, pyridoxalfosfátu) a za spolupůsobení Fe2+ iontů.
Kromě svalstva je L-karnitinem také zásobován mozek, srdce a sperma. L-karnitin zvyšuje aktivitu mozku a to tak, že ovlivňuje hladinu některých nervových přenašečů, funguje jako stimulátor procesů odstranění volných radikálů. L-karnitin je také velmi důležitý pro srdeční funkci. Srdce je nejdůležitější sval, který prokazuje vysokou výkonnost. Asi 70 % energie získává srdce z mastných kyselin, proto srdce logicky obsahuje vysokou hladinu L-karnitinu. Z potravy je tělo schopné absorbovat zhruba 60 až 70 % L - karnitinu. Dobře vyvážená strava je schopna poskytnout 100 až 300 mg L-karnitinu denně. Celkové množství L-karnitinu v lidském těle se pohybuje v závislosti na objemu svalové hmoty, přibližně od 20 do 30 gramů. Ačkoliv L-karnitin není pro člověka esenciální složkou potravy, bývá součástí přípravků pro zvláštní výživu. Pro hmyz je L-karnitin vitaminem.
Pokud má mít užívání doplňkového L-karnitinu význam, je nutno přijmout minimálně 1000 mg denně, nejlépe ve dvou dávkách.
Spalování tuků pomocí L-karnitinu probíhá ve dvou fázích :
a) fáze nahřívání
b) fáze spalování
Pokud má dojít ke spalování tuků, je nejdříve potřeba, aby bylo dosaženo alespoň 1,5 násobku klidové tepové frekvence, a to po dobu minimálně 30 až 40 minut. Jde o fázi, kdy se svaly rozehřívají a nedochází k získávání energie z tukových zásob. Teprve po 40 minutách fyzické námahy začíná působit L-karnitin při získávání energie pro svalstvo z tukových zásob. Proces spalování tuků a tedy i hubnutí začíná až po 40 minutách zvýšené fyzické zátěže. L-karnitin může významně přispět při dlouhodobém řízení tělesné hmotnosti. Užívání samotného L-karnitinu však nepovede k razantnímu snížení hmotnosti. Studie ukazují, že až kombinace L-karnitinu jako potravinového doplňku a snížení kalorického příjmu, nejlépe v kombinaci s fyzickou námahou, může vést k mírnému snížení hmotnosti. L-karnitin urychluje spalování tuků přijatých potravou, je-li konzumován současně s danou potravinou. Tuky se tak spalují rychleji a v tělesné tkáni se jich usadí méně. L-karnitin může mít také pozitivní účinky na nepříznivou hladinu lipidů v krvi. U zvířat bylo prokázáno, že L-karnitin zmenšuje pocit hladu a umožňuje snižování příjmu potravy. L-karnitin pomáhá v boji s nadváhou tím, že napomáhá spalování tuků. To ale není jeho jediný pozitivní vliv na lidské zdraví. Jeho tzv. vedlejším účinkem je prevence aterosklerózy, ochrana srdečního svalu, zlepšená obranyschopnost proti nemocím, pomáhá lidem se špatnou funkcí ledvin a jater, a také je u něj dokázán pozitivní vliv na mužskou plodnost. U jedinců, kteří prodělali srdeční infarkt, se při použití doplňkového L-karnitinu snížilo riziko opětovného srdečního selhání či dokonce úmrtí na nemoci srdce. L-karnitin také pomáhá prodloužit životaschopnost a funkčnost srdečního svalu. Je to dáno tím, že při užívání L-karnitinových doplňků dochází k významnému snížení celkového cholesterolu a vzrůstá hladina HDL – High Density Lipoprotein (tzv.“dobrého“) cholesterolu.
L-karnitin, respektive jeho účinná forma L-acetylcarnitin, může napomáhat pozastavení rozvoje již zmiňované Alzhamerovy choroby v jejím počátečním stadiu. Má také vliv na paměť, především u seniorů. Také pomáhá lidem trpícím neourologickými onemocněními a přispívá ke snížení rizika Anginy pektoris.
Užívání L-karnitinu, resp. jeho větších dávek, je doporučováno sportovcům v tréninku vytrvalosti či síly a rekreačním sportovcům, lidem na redukční dietě, těhotným a kojícím ženám, starším lidem, vegetariánům, diabetikům a lidem, kteří si chtějí zlepšit zdraví. L-karnitin je obzvláště důležitý při udržování výkonnosti sportovců. Může zabránit zužování cév, čímž podporuje krevní oběh a zásobování svalů kyslíkem. Díky L-karnitinu se výkonnost a vytrvalost sportovců zlepší a svaly jsou lépe chráněny před zraněním. Oddaluje také únavu při fyzickém výkonu, urychluje pozátěžovou regeneraci a zkracuje její čas. L-karnitin zamezuje akumulaci koenzymů destabilizujících membrány svalů (to způsobuje únavu) a brání hromadění kyseliny mléčné ve svalech. L-karnitin zvyšuje aerobní kapacitu a během dlouhých cvičení pomáhá spořit glykogen, což je pro sportovce velmi důležité.
Nároky těla na L-karnitin se v těhotenství a během kojení prudce zvyšují a není snadné je pokrýt z normální stravy. Výrazné snížení koncentrace L-karnitinu v těle lze zaznamenat již ve 12.týdnu těhotenství. Potravinové doplňky obsahující L-karnitin jsou tedy v těhotenství velice užitečné, snižuje se tak opět obsah lipidů v krvi a podporuje vývoj nenarozeného plodu. Také pro kojence je L-karnitin v jeho prvních dnech života velmi důležitý. Schopnost těla vytvářet L-karnitin se s věkem snižuje. Kromě toho nemají starší lidé moc chuť k jídlu a jedí méně, často jedí méně masa a tím se snižuje množství L-karnitinu přijaté potravou. Dalším faktorem je, že je metabolismus tuků v pokročilejším věku pomalejší. Starší lidé ztrácejí více bílkovin ze svalů a ubývá jim drahocenná svalová hmota. Současně se jim ukládá více tuku, čímž je tělo vystavováno větší zátěži. L-karnitin může znovu metabolismus oživit, aby spaloval více tuků. Proto je L-karnitin důležitou látkou pro seniory, která jim pomáhá udržovat zdraví, vitalitu a sílu.
Jak již bylo řečeno, nejvíce L-karnitinu je v tmavém mase. Vegetariáni tudíž konzumují ve své stravě velice málo L-karnitinu a jeho hladina v krvi je velmi nízká. Omezená dávka této živiny z vnějšku nutí tělo, aby si samo vytvářelo více L-karnitinu, avšak k tomu jsou nutné minerály, vitamíny a aminokyseliny, které se vyskytují pouze v mase. Proto je pro vegetariány velmi důležitý L-karnitin jako doplněk stravy.
Při nedostatku L-karnitinu se může objevit snadná svalová unavitelnost a slabost. Při běžné pestrosti stravy však nedochází k jeho nedostatku ani při náročných fyzických výkonech.
Princip účinku L-karnitinu spočívá v přenášení molekul mastných kyselin do mitochondrií, kde dochází k jejich oxidaci. Úlohou L-karnitinu je stimulovat transport mastných kyselin s dlouhým řetězcem přes membránu mitochondrií.
Lipidy představují velkou skupinu látek pestrého složení, jejichž společným znakem je rozpustnost v organických rozpouštědlech. Mají schopnost se hydrolyticky štěpit v zažívacím traktu člověka pomocí lipolytických enzymů. Dochází tak k jejich rozkladu na mastné kyseliny a alkohol, nejčastěji glycerol. Mastné kyseliny s kratším řetězcem obsahujícím 10 až 12 atomů uhlíku procházejí z buněk střevní sliznice přímo do krve, kterou jsou přenášeny v neesterifikované formě. Mastné kyseliny s delším řetězcem jsou v buňkách střevní sliznice reesterifikovány na triacylglyceroly, které jsou obalovány vrstvou lipoproteinů, cholesterolu a fosfolipidů za vzniku kulových částeček chylomikronů (0,1-1µm). Ty se následně dostávají do krve a lymfy. Krví se dostávají do jater, kde se dále rozkládají nebo resyntetizují.
Nasycené mastné kyseliny se syntetizují z acetyl-CoA. Při každém cyklu se prodlouží řetězec mastné kyseliny vždy o dva atomy uhlíku, proto se mastné kyseliny se sudým počtem atomu uhlíku vyskytují v lipidech daleko častěji než mastné kyseliny s lichým počtem atomů uhlíku.
Kyselina olejová se vyskytuje hojně vyskytuje v rostlinných olejích a je nezbytnou složkou lipidů, které vytváří biologické membrány.
Významnou skupinou polyenových mastných kyselin jsou tzv.esenciální mastné kyseliny. Tato skupina mastných kyselin je významná tím, že obsahuje na C6 a C9 atomu uhlíku dvě dvojné vazby s cis- konfigurací. Jejich úlohou je účast na výstavbě buněčných membrán a jsou prekurzory prostaglandinů.
V eukaryotních buňkách probíhá β-oxidace mastných kyselin v matrix mitochondrií, v rostlinných buňkách probíhá téměř výhradně v glyoxyzomech. V těchto organelách jsou uloženy enzymy glyoxylátového cyklu, umožňujícího přeměnu acetyl-CoA na prekurzory sacharidů. Mitochondrie jsou organely vyskytující se u eukaryotních buněk v cytoplazmě. Mohou mít tvar vláknitý, kulovitý nebo válcovitý. V jedné buňce se jejich počet pohybuje od několika set až do mnoha tisíc, podle množství energie, kterou buňka potřebuje.
Uvnitř mitochondrie probíhá β-oxidace mastných kyselin, oxidační dekarboxylace pyruvátu, citrátový cyklus a některé reakce močovinového cyklu.
β-oxidace mastných kyselin je cyklický pochod a dochází při něm ke zkracování řetězů
mastných kyselin a to vždy o dva atomy uhlíku. K odbourávání tedy dochází po spirále,
tzv. Lynenově spirále. β-oxidace probíhá tak dlouho, dokud nedojde k úplnému rozložení
mastné kyseliny na acetylové zbytky vázané na CoA. Vždy tedy dochází k oxidaci
na třetím atomu uhlíku a následuje odštěpení dvouuhlíkového zbytku ve formě acetyl-
CoA. Této oxidaci na třetím uhlíku předchází aktivace mastné kyseliny, vznik acyl-CoA.
Nakonec dochází k thiolytickému štěpení, při kterém produkt β-oxidace β-oxoacyl-CoA
se za přítomnosti CoA rozpadá na acetyl-CoA a na o dva atomy uhlíku kratší acyl-CoA.
β-oxidace mastných kyselin probíhá ve třech po sobě následujících fázích:
1) Aktivace mastné kyseliny
2) Vlastní β-oxidace
3) Thiolýza
1) Aktivace mastné kyseliny
Aktivace je prováděna ligasou (acyl-CoA-syntetasou) za součinnosti CoA a ATP. Volné mastné kyseliny nemají schopnost procházet přes mitochondriální membránu, proto k jejich aktivaci dochází v cytosolu, na vnější mitochondriální membráně a vzniklý acyl-CoA je převeden do matrix po vazbě na zvláštní přenašeč, derivát máselné kyseliny zvaný L-karnitin. V matrix se acyl přesune na mitochondriální CoA a vstupuje
do reakcí Lynenovy spirály. Uvolněný přenašeč L-karnitin se vrací zpět do cytosolu. Aktivace je dvoustupňový děj, kdy reakcí s ATP vzniká přenosem AMP- acyladenylát, z něhož se pak acyl přenáší na CoA za vzniku makroergického thioesteru acyl-CoA a uvolní se AMP. K zahájení β-oxidace je tedy zapotřebí jedné molekuly ATP a to bez ohledu na délku řetězce mastné kyseliny. Z molekuly ATP je čerpáno dvojnásobné množství energie, než při častější přeměně na ADP.
2) Vlastní β-oxidace
Vlastní β-oxidace je složena ze dvou za sebou následujících dehydrogenací s vloženou hydratací. První dehydrogenaci za vzniku dvojné vazby mezi Cα a Cβ provádí flavinová dehydrogenasa (acyl-CoA-dehydrogenasa), adici molekuly vody na tuto dvojnou vazbu za tvorby β-hydroxyacyl-CoA katalyzuje lyasa (enoyl-CoA-hydratasa). Druhou dehydrogenaci katalyzuje pyridinová dehydrogenasa (3-hydroxyacyl-CoA-dehydrogenasa) a vzniká při ní ketoacyl-CoA jako konečný produkt.
3) Thiolýza
Vzniklý 3-ketoacyl-CoA se může štěpit, přičemž mezi Cα a Cβ původní mastné kyseliny vstoupí nová molekula CoA a z řetězce se uvolní C2 jednotka ve formě acetyl-CoA. Tuto reakci katalyzuje acyltransferasa (β-oxothiolasa neboli thiolasa).
Při jednom proběhnutí Lynenovy spirály se získá jedna molekula FADH2 a jedna molekula NADH, po jejich reoxidaci v dýchacím řetězci lze získat 5 molekul ATP. Dalších 12 molekul ATP se vytvoří při aerobním odbourávání odštěpené molekuly acetyl-CoA.
Zuzana Nohálová
L-karnitin jako aditivum potravinových doplňků
(bakalářská práce)
Žádné komentáře:
Okomentovat