1443
правки
Изменения
Новая страница: «== L-карнитин и его производные в спортивной медицине == '''Авторы''': д.м.н. Александр Дмитри…»
== L-карнитин и его производные в спортивной медицине ==
'''Авторы''': д.м.н. [[Александр Дмитриев]], врач-эндокринолог [[Участник:Алексей_Калинчев|Алексей Калинчев]]
== Введение ==
Карнитин впервые был обнаружен в экстрактах мышечной ткани и выделен в 1905 году. Его химическая структура (3-гидрокси-4-N-триметил-аминомасляная кислота - 3- hydroxy-4-N-trimethyl-aminobutyric acid) установлена в 1927 году, а название «карнитин» дано от латинского слова "carno» (мясо). L-карнитин и его модификации – одни из наиболее часто применяемых пищевых добавок (БАДов) в спорте для улучшения физической формы и снижения отрицательного воздействия оксидативного стресса (A.Miklos и соавт., 2016; D.J.Sung и соавт., 2016). В то же время, доказательная база по целому ряду направлений (эргогенное действие при аэробных и анаэробных нагрузках, у нетренированных и тренированных атлетов, в программах снижения веса и коррекции состава тела и т.д.) весьма неоднородна и противоречива.
Отношение к пищевым добавкам L-карнитина в спортивной нутрициологии было сформулировано в 2010 году Международным Обществом Спортивного Питания (ISSN) в программной экспертной статье R.B.Kreider и соавторов. Карнитин традиционно входил в группу веществ, используемых для контроля веса. Многочисленные исследования последних лет показали, что пищевые добавки L-карнитина не повышают содержание карнитина в мышцах, не нормализуют содержание жиров, и не улучшают аэробную и анаэробную физическую готовность у лиц с избыточным весом даже в сочетании с тренировочными программами. Карнитин оказывает умеренное влияние на маркеры оксидативного стресса в процессе физических нагрузок. Тем не менее, некоторые исследования показали, что карнитин может помочь в ситуации продолжительных интенсивных нагрузок у тренированных атлетов (профессионалов и любителей) при переходе на более высокий уровень спортивной формы. Эта же позиция подтверждена Американской Коллегией Спортивного Питания в 2013 году. За период 2014-2016 годов проведены исследования, которые несколько изменили эту позицию. Так, карнитин отдаляет момент наступления физической усталости и снижает накопление лактата в мышцах. В 2015 году показано, что при 2-х недельном приеме карнитина в дозе 2 г/сутки усиливаются антиоксидантные возможности организма до и после тренировок и снижаются показатели маркеров мышечных повреждений. Таким образом, если использовать карнитин не для контроля веса, а для повышения устойчивости к высоким физическим нагрузкам у тренированных спортсменов, то он проявляет активность. Ниже будут подробно рассмотрены отдельные физиологические свойства карнитина в организме спортсменов и лиц, ведущих активный образ жизни.
Химическая структура и фармакокинетика L-карнитина при приеме внутрь
Рис.1. Химическая структура наиболее популярных пищевых добавок L-карнитина: L-карнитин (слева), ацетил-L-карнитин (в центре) и пропионил-L-карнитин (справа)
Подробное изучение фармакокинетики L-карнитина при приеме внутрь проведено A.M.Evans и соавторами (2003). Как известно, у человека пул эндогенного карнитина, включающий свободный L-карнитин и линейку коротко-, средне- и длинноцепочечных эфиров, формируется и поддерживается абсорбцией L-карнитина из пищи (регулярная диета обеспечивает 2-12 мкмол/кг/день – A.W.El-Hattab, F.Scaglia, 2015), биосинтезом в организме из незаменимых аминокислот лизина и метионина (дает дополнительно 1,2 мкмол/кг/день L-карнитина) и экстенсивной канальцевой реабсорбцией этого вещества в почках. В указанных процессах имеет значение градиент концентраций ткани/плазма крови, которая критически зависит от окисления жирных кислот. Абсорбция L-карнитина после перорального приема происходит частично за счет трансмембранного транспорта (переноса) и, особенно, за счет пассивной диффузии. После приема внутрь дозы 1-6 г, абсолютная биодоступность составляет 5-18% соответственно дозе. В противоположность этому, биодоступность карнитина из пищи достигает 75%. Таким образом, фармакологические и пищевые добавки L-карнитина абсорбируются менее эффективно, чем соответствующие маленькие количества, представленные в обычной диете. L-карнитин и его короткоцепочечные эфиры не связываются с белками плазмы крови и, хотя эритроциты содержат L-карнитин, его распределение между эритроцитами и плазмой происходит крайне медленно. После внутривенного введения начальный объем распределения составляет 0,2-0,3 л/кг, что соответствует объему внеклеточной жидкости. Существует по крайней мере три четких фармакокинетических компартмента для L-карнитина, причем пул карнитина в миокарде и скелетных мышцах является самым медленно балансирующимся. L-карнитин выводится из организма в основном через почки. В исходном состоянии почечный клиренс L-карнитина составляет 1-3 мл/мин, что меньше скорости гломерулярной фильтрации. Это доказывает наличие для этого вещества экстенсивной канальцевой реабсорбции (98-99%). Пороговая концентрация для тубулярной реабсорбции (на уровне которой фракционная реабсорбция начинает снижаться) составляет около 40-60 мкмол/л, что сходно с эндогенным уровнем L-карнитина в плазме. Поэтому почечный клиренс L-карнитина возрастает после его экзогенного введения, приближаясь по величине к скорости гломерулярной фильтрации после внутривенного введения в высоких дозах. Пациенты с первичным дефицитом карнитина (очень редкие состояния) имеют нарушения в обмене карнитина в почках и/или транспорте его в мышечную ткань. Сходным образом, при многих формах вторичного дефицита карнитина (примером является длительное, более 2-3 недель, применение мельдония – милдроната, или ХБП) возникает нарушение почечной тубулярной реабсорбции. Пациенты в конечной стадии ХБП, находящиеся на диализе, имеют вторичный дефицит L-карнитина из-за неограниченной потери карнитина через диализат, а сам карнитин в этой ситуации используется для лечения.
Как известно, в организме L-карнитин трансформируется в ацетил-L-карнитин и пропионил-L-карнитин. Кроме того, сами эти производные используются в качестве самостоятельных пищевых добавок. Поэтому в работе Y.Cao и соавторов (2009) исследована фармакокинетика L-карнитина при однократном приеме внутрь в дозе 2 грамма (средняя стандартная доза) с отслеживанием изменений концентраций L-карнитина и двух его метаболитов (ацетил-L-карнитина и пропионил-L-карнитина) в плазме крови. 12 молодых здоровых участников (6 мужчин и 6 женщин, средний возраст 27,7 года, вес 62,9 кг, рост 167 см) принимали L-карнитин в разовой дозе 2 грамма в виде водного раствора. Пробы крови брались до приема карнитина, а также каждые 30 минут после приема (до 24 часов). Базовые концентрации L-карнитина и образующихся в организме в процессе метаболизма ацетил-L-карнитина и пропионил-L-карнитина в плазме крови приведены в таблице 1. Образцы мочи брались в следующие временные интервалы: 0~2 час, 2~4 час, 4~8 час, 8~12 час, 12~24 час.
Таблица 1. Исходные значения концентрации L-карнитина, ацетил-L-карнитина и пропионил-L-карнитина в плазме крови участников исследований фармакокинетики Y.Cao и соавторов (2009).
Концентрация вещества в плазме крови мкмол/л
L-карнитин Ацетил-карнитин Пропионил-карнитин
Всего (n=12) 39.1±5.4 2.4±0.6 0.6±0.4
Мужчины (n=6) 41.5±6.0 2.5±0.7 0.7±0.4
Женщины (n=6) 36.8±4.0 2.2±0.5 0.6±0.4
Таблица 2. Основные фармакокинетические параметры после однократного приема L-карнитина в дозе 2 г. Y.Cao и соавт. (2009).
L-карнитин Ацетил-L-карнитин Пропионил-
L-карнитин
Т1/2α (час) 1.6±1.2 -------- --------
Т1/2 (час) 60.3±14.9 35.9±28.9 25.7±30.3
V1/F(L) 116.5±38.3 615.4±261.9 1163.5±1707.6
CL/F(L·h-1) 4.03±1.10 74.85±69.80 332.24±444.09
AUC(0-t) (μmol·L-1·h) 1354.4±325.0 119.5±55.8 57.9±48.5
AUC(0-∞) (μmol·L-1·h) 2676.4±708.3 166.2±77.4 155.6±264.2
Ka(h-1) 0.8±0.9 18.5±19.7 0.9±0.7
t1/2Ka(h) 1.0±0.8 0.6±0.6 1.2±0.9
Tmax(h) 3.4±0.5 2.4±0.7 3.8±0.8
Cmax(μmol·L-1) 84.7±25.2 12.9±5.5 5.1±3.1
Примечания: Т1/2α (час) – время распределения ½ введенного вещества; Т1/2 (час) – биологическое время полураспада; V1/F(л) – пероральный объем распределения в центральном компартменте; CL/F(л·час-1) – пероральный клиренс из центрального компартмента; AUC(0-t) (мкмол/л/час) – площадь под кривой «время-концентрация»; AUC(0-∞)(мкмол/л/час) - ; Ka – константа скорости абсорбции; Т1/2Ka(час) – полувремя абсорбции; Tmax(час) – время достижения максимальной концентрации; Cmax(мкмол/л) – максимальная концентрация.
Рис.2 (левые графики А, В и С) – кривые средних концентраций L-карнитина (А), ацетил-L-карнитина (В) и пропионил-L-карнитина (С) после приема одиночной дозы 2 г L-карнитина. По оси абсцисс – время (час).
Рис.3 (правые графики А, В и С) – сравнительные кривые средних концентраций L-карнитина (А), ацетил-L-карнитина (В) и пропионил-L-карнитина (С) после приема одиночной дозы 2 г L-карнитина у мужчин и женщин. Из Y.Cao и соавт. (2009).
Рис.4. Аккумулированные показатели экскреция с мочой L-карнитина (A), ацетил-карнитина (B), пропионил-карнитина (С) и скорость экскреции L-карнитина с мочой (А) после приема одиночной дозы 2 г L-карнитина. Y.Cao и соавт. (2009). По оси абсцисс – фиксированные временные промежутки взятия проб мочи (час).
Как видно из таблицы 1, между мужчинами и женщинами не отмечено различий в базовых концентрациях карнитина и его метаболитов. Из графиков на рисунках 2 и 3 также видно отсутствие гендерных различий в динамике концентраций карнитина, ацетил-карнитина и пропионил-карнитина в плазме крови после приема 2 г L-карнитина во время всего периода исследования. Корреляционный анализ выявил достоверную связь между изменениями концентраций L-карнитина и ацетил-L-карнитина, L-карнитина и пропионил-L-карнитина, а также ацетил-L-карнитина и пропионил-L-карнитина. 24-часовая аккумулированная экскреция L-карнитина с мочой (613,5±161,7 мкмол) была выше таковой для ацетил-L-карнитина (368,3±134,8 мкмол, P<0.01)) и пропионил-L-карнитина (61,3±37,8 мкмол, P<0.01) (рис.4). Скорость выведения L-карнитина с мочой составила в среднем 6,1% в течение 24 часов после приема внутрь. Анализируя полученные данные (таблица 2), авторы делают следующие выводы: 1) после приема 2 г L-карнитина доминирующим метаболитом в течение всего периода наблюдения остается сам L-карнитин, максимальная концентрация которого и площадь под кривой «концентрация-время» значительно выше, чем ацетил-L-карнитина и пропионил-L-карнитина ( примерно в 7 и 17 раз, соответственно; 2) отсутствуют гендерные различия в фармакокинетике L-карнитина и его метаболитов; 3) L-карнитин в плазме крови живет дольше, чем его метаболиты (примерно в 1,5-2,5 раза); 4) тонкий кишечник – основное место абсорбции L-карнитина, а сам процесс всасывания характеризуется медленным поступлением в слизистую кишечника, длительным накоплением в этих тканях и постепенным поступлением в кровяное русло (2-2,5 часа). После перорального приема пищевых добавок максимальная концентрация L-карнитина достигается через 3-4 часа; 5) имеется корреляция между изменениями концентрации всех трех аналогов карнитина в плазме крови, что свидетельствует о направленности метаболизма L-карнитина с образованием ацетил-L-карнитина и пропионил-L-карнитина уже в процессе всасывания в кишечнике. Как уже отмечалось выше, всасывание L-карнитина в виде пищевых добавок происходит медленнее и в меньших объемах, чем в составе пищи (установлено C.J.Rebouche еще в 1991 году). Кроме того, только 6,3% дозы L-карнитина, принятой внутрь, обнаруживается в моче в неизмененном виде, а 34% представлено метаболитами, преимущественно [3H]-триметиламин-N-оксидом. 22% выводятся с фекалиями, в основном в виде γ-бутиробетаина. Эти данные и выводы о фармакокинетике L-карнитина при однократном приеме в стандартной дозе 2 г/день полезны для установления режимов нутритивно-метаболической поддержки (НМП) спортсменов как с помощью самого L-карнитина, так и популярных пищевых добавок его производных – ацетил-L-карнитина и пропионил-L-карнитина.
Для планирования НМП с использованием аналогов L-карнитина важен режим приема в течение дня. В работе C. Herzmann и соавторов (2008) показано, что однократный прием ацетил-L-карнитина в дозе 3 г/день и двукратный прием этого же вещества по 1,5 г 2 раза в день, дают одинаковый подъем концентрации метаболитов L-карнитина в плазме крови. Таким образом, не имеет принципиального значения, принимать ли L-карнитин однократно или два раза в день.
Еще одним важным аспектом фармакокинетики L-карнитина и его аналогов является определение режимов курсового применения, поскольку, как считает ряд экспертов, положительные эргогенные свойства L-карнитина проявляются не сразу (при однократном приеме), а постепенно (от 2-3 недель до 2-3 месяцев применения). В работе S. Wachter и соавторов (2002) исследовано влияние ежедневного приема L-карнитина в дозе 2 г 2 раза в день в течение 3-х месяцев на концентрации L-карнитина в плазме крови и скелетных мышцах, а также состав тела и показатели физической готовности у молодых средней тренированности мужчин. В исследовании применялся велоэргометрический тест в течение 10 минут при 20%, 40% и 60% индивидуальной максимальной рабочей нагрузке (Pmax) до истощения. Как видно из рис.5, 3-х месячный прием L-карнитина приводил
Рис.5. Динамика концентрации карнитина в плазме крови (мкмол/л, ось ординат, графики слева) и почечная экскреция карнитина (мкмол карнитин/мкмол креатинин, ось ординат, графики справа) при курсовом 3-х месячном приеме L-карнитина (ось абсцисс) в дозе 2 г 2 раза в день молодыми здоровыми средней тренированности мужчинами. Черные кружки – общий карнитин, белые – свободный карнитин. Из S.Wachter и соавт. (2002).
к достоверному удвоению концентраций как общего L-карнитина в плазме крови, так и свободного L-карнитина. Полное восстановление исходных концентраций L-карнитина происходило в течение 2-х месяцев после прекращения приема пищевой добавки. Динамика изменений почечной экскреции практически полностью повторяет динамику изменений L-карнитина в плазме крови. Однако, эти явные и достоверные фармакокинетические изменения в крови и моче не сопровождались значимыми изменениями ни физических показателей (VO2max, RERmax, и Pmax), ни увеличением концентрации L-карнитина в мышечной ткани или возрастанием активности митохондриальных ферментов цитрат синтазы и цитохромоксидазы и пролиферации митохондрий, ни изменениями состава мышечных волокон (по результатам биопсии мышц). Авторы делают заключение, что курсовое 3-х месячное применение L-карнитина в дозе 2 г 2 раза в день удваивает оборот L-карнитина в организме, но этот процесс не приводит к соответствующим сдвигам в биохимии и физиологии скелетных мышц, способствующим проявлениям эргогенного эффекта L-карнитина. Следовательно, эргогенное действие L-карнитина и его аналогов, проявляющееся при их курсовом приеме у определенной категории спортсменов высшей квалификации при интенсивных пролонгированных тренировках (см.ниже в обзоре), не может быть объяснено только накоплением L-карнитина в скелетных мышцах и последующей активизацией митохондриальных процессов.
Фармакодинамика (механизмы действия) L-карнитина
В соответствии с имеющимися представлениями (M. Evans и соавт., 2017) L-карнитин – условно незаменимая аминокислота, - обнаруживается преимущественно в скелетных мышцах (S.E.Reuter, A.M.Evans, 2012), и эндогенно синтезируется в печени и почках человека (A.Steiber и соавт., 2004). L-карнитин необходим для энергетического метаболизма жиров, белков и углеводов (S.E.Reuter, A.M.Evans, 2012). Главная его роль заключается в транспорте длинноцепочечных жирных кислот к матрице митохондрий для последующего бета-окисления (S.E.Reuter, A.M.Evans, 2012). Кроме того, L-карнитин увеличивает биосинтез протеинов за счет сбережения использования аминокислот для продукции энергии (K.Q.Owen и соавт., 2001). L-карнитин также подавляет гены, ответственные за деградацию протеинов в скелетной мускулатуре (J.Keller и соавт., 2012), и снижает конъюгаты мышечного RING-finger protein-1 (MuRF1 – новый ген миоцитов) и убиквитин-протеинa, участвующих в катаболизме белков, и увеличивает уровни IGF-1 и Akt1 (J.Keller и соавт., 2013). Таким образом, множественная направленность влияния L-карнитина на внутриклеточные процессы, выявленная в последние несколько лет, не позволяет однозначно трактовать метаболические эффекты этой аминокислоты только с позиции изменения жирового обмена и бета-окисления жирных кислот в митохондриях (см. в разделе «Фармакокинетика» отсутствие связи повышенного экзогенного поступления L-карнитина, изменения внутриклеточных концентраций L-карнитина и свойств мышечных волокон, и проявлений эргогенных свойств). Противоречивость клинических данных в спортивной нутрициологии о действии L-карнитина (наличие или отсутствие эргогенного эффекта в различных исследованиях) также может быть обусловлена попытками однозначной трактовки данных в связи с регулированием обмена липидов. Общая схема метаболизма L-карнитина представлена на рис.6 (из работы Л.А.Балыковой и соавт., 2011).
Рис.6. Фармакодинамика L-карнитина в организме. Из Л.А.Балыкова и соавт. (2011).
Метаболизм L-карнитина исследован достаточно подробно (рис.6). Традиционно важная роль отводится бета-окислению жирных кислот с последующим увеличением доступности АТФ для выполнения механической работы (Е.М.Gorostiaga и соавт., 1989). Процесс бета-окисления состоит в последовательном укорочении цепочек жирных кислот с продукцией ацетил-CoA. Поскольку активированные длинноцепочечные жирные кислоты не способны проникать через внутреннюю митохондриальную мембрану, процесс укорочения их цепи обязательно предшествует их карнитин-зависимому транспорту в митохондриальное трансмембранное пространство. Процесс начинается с образования ацил-коэнзима А (acyl-CoA) с помощью ацил-коэнзим А-синтетазы (LCAS), которая локализуется в наружной митохондриальной мембране. Далее в процесс включаются потенциал-зависимые анионные каналы, через которые осуществляется активное движение жирных кислот. На этом этапе жирные кислоты подвергаются воздействию ацил-карнитина с ферментом CPT-I, который также находится на наружной митохондриальной мембране. Продукты этой реакции – эфиры карнитина, - транспортируются в митохондриальную матрицу посредством ряда биохимических реакций. Внутри матрицы эфиры ацил-карнитина трансформируются в соответствующие эфиры коэнзима А. Бета-окислительный процесс жирных кислот с очень длинной цепью происходит главным образом в пероксисомах, в то время как длинноцепочечные жирные кислоты окисляются и в пероксисомах и в митохондриях. Продукты окисления (включая промежуточные) окончательно метаболизируют до СО2 и воды. Пищевые добавки L-карнитина усиливают окисление жирных кислот в мышцах с получением АТФ, что может отсрочить использование гликогена мышечных клеток и, тем самым, отдалить начало развития усталости при физических нагрузках. В этом заключается гипотетический механизм эргогенного гликоген-сберегающего действия L-карнитина, который, как предполагается, переключает получение энергии из углеводного на жировой источник. Такой механизм может (опять же теоретически) увеличивать выносливость (отдалять наступление усталости).
L-карнитин при физических нагрузках – эргогенный эффект
Динамика внутримышечного L-карнитина в процессе физических нагрузок. В ходе тренировок происходит снижение концентрации L-карнитина в клетках скелетных мышц, пропорциональное интенсивности и длительности физических нагрузок (H.Karlic, A.Lohninger, 2004). Во время отдыха около 80% общего пула L-карнитина представлено самим L-карнитином, 15% - короткоцепочечными ацил-карнитинами, и 5% - длинноцепочечными ацил-карнитинами. В ходе низкоинтенсивных тренировок (например, ниже лактатного порога) не наблюдается изменений качественного и количественного состава пула карнитина. В противоположность этому, уже при 10-минутной высокоинтенсивной физической нагрузке происходит перераспределение пула карнитина в пользу короткоцепочечного ацил-карнитина: L-карнитин начинает занимать от 20 до 50%, а короткоцепочечные ацил-карнитины – 45-75% от общего пула карнитина (J.A.Romijn и соавт., 1993). Изменение соотношения компонентов пула карнитина в мышечных клетках при физических нагрузках по сравнению с состоянием покоя показано на рис.7 в обобщенном виде (из презентации E.P.Brass). Это перераспределение исчезает медленно после прекращения высокоинтенсивной физической нагрузки. Так, после 30-
Рис.7. Соотношение вне- (плазма крови) и внутриклеточных (скелетные мышцы) компонентов пула карнитина в покое (REST) и при физических нагрузках (EXERCISE). Преобладание L-карнитина (4000 мкмол) над ацил-карнитином (400 мкмол) в мышечных клетках в покое, и обратная ситуация при нагрузке: преобладание ацил-карнитина (3900 мкмол) над L-карнитином (500 мкмол). Из презентации E.P.Brass.
минутной высокоинтенсивной тренировки не происходит полного восстановления структуры пула карнитина до состояния в период отдыха даже в течение 60 минут. Интересно, что на фоне таких драматических (по выражению H.Karlic и A.Lohninger, 2004) изменений пула карнитина в мышцах, повышение L-карнитина в плазме крови намного меньше, чем можно было бы ожидать (W.R.Hiatt и соавт., 1989). Суммарные результаты большинства исследований показывают, что появление значимых изменений в метаболизме карнитина зависит от интенсивности нагрузок, а эргогенное действие пищевых добавок L-карнитина проявляется преимущественно при высокой физической нагрузке (по продолжительности и величине). При этом даже небольшое повышение уровня внутримышечного карнитина требует длительного приема пищевых его добавок. Данные по исследованию пищевых добавок L-карнитина в спорте приведены в таблице 3.
Дополнительно, L-карнитин может проявлять свое эргогенное действие увеличением выносливости. Для проявления такого действия с точки зрения теории необходимо соблюдение следующих условий: концентрации карнитина в мышцах должны быть снижены до такого уровня, которые позволяют карнитин-ацилтрансферазе действовать с большей скоростью и поддерживать повышение скорости окисления жиров в процессе физической нагрузки; пероральный прием карнитина в различных формах должен вызывать повышение концентрации карнитина в мышцах; данное повышение концентрации карнитина в мышцах должно приводить к возрастанию окисления внутриклеточных жирных кислот и триацилглицеролов в условиях нагрузки и снижению распада гликогена мышц. Все эти взаимосвязанные процессы теоретически должны приводить к замедлению развития усталости. Определенные подтверждения данному положению имеются в клинических исследованиях в спортивной нутрициологии (таблица 3).
Таблица 3. Суммарные данные по исследованию пищевых добавок L-карнитина в спорте. По H.Karlic и A.Lohninger (2004) с дополнениями за период 2005-2016.
Автор Количество участников дозирование, Основные результаты
Улучшение функции мышц, физической готовности и/или восстановления после приема пищевых добавок L-карнитина (эргогенное действие)
Dragan и соавт., 1987 n=17. 1 г до тренировки Достоверные изменения FFA, триацилглицеро-лов, LA после нагрузки, повышение физической готовности спортсменов
Siliprandi и соавт., 1990 n=10. 2 г до ВТ Стимуляция активности PDH, снижение в плазме лактата и пирувата.
Vecchiet и соавт., 1990 n=10. 2 г до ВТ Возрастание VO2макс.
Huertas и соавт., 1992 n=14. 2 г/день 4 недели Повышение активности ы мышцах ферментов, связанных с дыханием
Arenas и соавт., 1994 n=16. 2 г/день 4 недели Повышение активности PDH-комплекса ферментов и VO2макс у бегунов на длинные дистанции.
Marconi и соавт., 1985 n=6. 4 г/день 2 недели Возрастание VO2макс.
Angelini и соавт., 1993 n=47. 6 г + инфузия глюкозы Снижение индуцированного возрастания глюкозы плазмы.
Gorostiaga и соавт., 1989 n=10. 2 г/день 28 дней Увеличение потребления жиров, ниже RQ, без изменения лактата, глюкозы
Wyss и соавт., 1990 n=7. 3 г/день 7 дней Ниже RQ.
Muller и соавт., 2002 n=10. 3 г/день 10 дней Увеличение окисления длинноцепочечных ЖК, ниже RQ.
Dragan и соавт., 1989 n=110. 1 г/день 3 недели (молодые атлеты) Улучшение физической формы, снижение накопления LA.
Dragan и соавт., 1988 n=7. 1 г/день 6 недель + 2 г/день в течение 10 дней до соревнования Снижение физического стресса и повышение готовности.
Arenas и соавт., 1991 n=24. 1 г/день 6 недель Позитивное влияние на восстановление, пред-отвращение снижения содержания карнитина в организме.
Giamberardino и соавт., 1996 n=6. 3 г/день 3 недели Уменьшение повреждения мышц.
Kraemer и соавт., 2008 n=10. 2 г/день 3 недели Уменьшение повреждения мышц.
Нет улучшения функции мышц и физической готовности после приема пищевых добавок L-карнитина (нет эргогенного действия)
Greig и соавт., 1987 2 г/день 14 или 28 дней Нет изменений VO2макс
Colombani и соавт., 1996 n=7. 2 г до старта и после 20 км марафона Нет эффекта
Nuesch и соавт., 1999 n=9. 1 г до и после велоэргометрии Нет эффекта в условиях максимальных нагрузок.
Villani и соавт., 2000 n=8. 4 г/день 14 дней Нет изменений в содержании карнитина и накоплении лактата в мышцах.
Decombaz и соавт., 1993 n=9. 3 г/день 7 дней Нет изменений в ЧСС, чувстве усталости и параметрах крови.
Soop и соавт.,
1988 n=7. 5 г/день 5 дней Нет изменений в потреблении нутриентов мышцами.
Oyono-Enguelle и соавт., 1988 n=10. 2 г/день 4 недели Нет влияния на VO2макс.
Trappe и соавт., 1994 n=20. 2 г/день 7 дней. Нет влияния на показатели при высокоин-тенсивных анаэробных нагрузках.
Eizadi M и соавт., 2009 n=34. 3 г за 90 мин до нагрузки однократно Карнитин не влияет на выносливость (велоэргометрия), изменения ЧСС и транспорт FFA в мышцах.
Hozoori и соавт., 2016 n=28. 2 г/день 3 недели Снижение субъективного чувства усталости, но нет изменений состава тела (веса, ТМТ, % жира, % мышечной массы) и потребления пищи.
Комбинированное применение L-карнитина с другими фармаконутриентами
Kruszewski, 2011 Бодибилдинг n=63, изо-метрический тренинг n=69, пауэрлифтинг n=50. Карнитин+креатин+НМВ Эргогенное действие обусловлено НМВ, меньше – креатин. Карнитин не играет какой-либо роли в силовых дисциплинах.
Hozoori и соавт., 2016 n=28. 2 г/день 3 недели карнитин+глутамин Снижение субъективного чувства усталости, но нет изменений состава тела (веса, ТМТ, % жира, % мышечной массы) и потребления пищи. Нет синергизма карнитина и глутамина.
Evans и соавт., 2017 n=42 (пожилые). Карнитин 1,5 г; лейцин 2 г; креатин 3 г. 8 недель. Улучшение состава тела, силы и мощности мышц. Увеличение синтеза mTOR-протеина. Комбинация рекомендована пожилым.
Примечания: FFA – свободные жирные кислоты; LA – молочная кислота; ВТ – высокоинтенсивная тренировка; PDH – пируват-дегидрогеназа; VO2макс – максимальный объем потребления кислорода; ЖК – жирные кислоты; ЧСС – частота сердечных сокращений. RQ – дыхательный коэффициент - отношение объема углекислого газа, поступающего из крови в альвеолы легких, к объему кислорода, поглощаемого альвеолами (обычно=0,8). L-карнитин может снижать RQ у спортсменов, что отражает более эффективное сжигание жиров и меньшую утилизацию глюкозы.
Увеличение выносливости в командных видах спорта под влиянием L-карнитина подтверждено в рандомизированном двойном-слепом исследовании G.E.Orer и N.A.Guzel (2014). У 26 молодых футболистов (возраст 17-19 лет, кандидаты в профессиональную футбольную команду высшей лиги Турции) изучалось наличие и дозо-зависимость эффекта пищевых добавок L-карнитина при однократном приеме в дозах 3 (LK-3) и 4 (LK-4) г/день в отношении накопления лактата. Режим регулярных физических нагрузок включал 5 тренировочных дней в неделю (4 тренировки и один матч). Тестирование показателей физической формы проводилось на беговой дорожке при начальной скорости бега 8 км/час с постепенным нарастанием до 10 км/час и дальнейшим увеличением на 1 км/час до полного отказа. Образцы крови для определения лактата брались до, во время бега и после его окончания. Анализ данных показал, что L-карнитин повышает лактатный порог (необходима большая скорость бега для увеличения содержания лактата в плазме крови) и уменьшает количество лактата в крови по сравнению с плацебо в конце нагрузочного периода. Этот эффект не носит дозо-зависимого характера (действие доз 3 и 4 грамма примерно одинаково). В то же время необходимо подчеркнуть, что меньшие дозы L-карнитина при однократном приеме (1-2 г) перед марафонским бегом 20 км (P.Colombani и соавт., 1996) и беговым тестом на дорожке в лабораторных условиях (R.Nuesch и соавт., 1999) не изменяли содержание лактата в крови. Таким образом, положительный эргогенный эффект L-карнитина при однократном приеме в отношении выносливости проявляется только при превышении дозы свыше 3 грамм, и сопровождается повышением лактатного порога и уменьшением динамики накопления лактата в плазме крови, без влияния на физиологические параметры.
При хроническом приеме L-карнитина в дозе 4 г/день спортсменами-мужчинами (n=14) не обнаружено изменений лактата крови во время тренировок по сравнению с контролем, а также изменений уровня мышечного карнитина (C.Barnett и соавт., 1994). Сходные отрицательные результаты хронического приема L-карнитина в дозе 3 г/день в отношении лактата, сердечного ритма, потребления кислорода и паттерна жирных кислот крови получены и в другой работе (J.Decombaz и соавт., 1993). Это означает, что имеет место адаптация метаболизма L-карнитина к постоянному экзогенному поступлению этого соединения.
Сравнительная эффективность эргогенного действия L-карнитина у тренированных и нетренированных лиц. Выраженность эргогенного действия L-карнитина при введении в организм может определяться не только интенсивностью и продолжительностью тренировок, но и исходным уровнем тренированности человека (общей физической активностью, паттерном тренировочного процесса). В работе J.Leelarungrayub и соавторов (2016) проведена оценка эффективности одиночной дозы карнитина на метаболические процессы, показатели беговой активности (тестовая физическая нагрузка) и профиль липидов плазмы крови у двух категорий лиц: 1) с низкой физической активностью (НФА); 2) спортсменов.
Таблица 4. Метаболические изменения и показатели во время бега до и после приема L-карнитина у лиц с разной спортивной подготовкой
Показатели Лица с низкой физической активностью - НФА (n=15) Спортсмены (n=15)
Контроль Плацебо L-карнитин Контроль Плацебо L-карнитин
VO2 (80% MHR) 28,6±1,2 29,4±1,5 32,8±1,9** 29,7±1,6 27,1±1,4 36,0±1,9*
VT 3,2±0,5 3,1±0,5 3,4±0,7 3,4±0,5 3,5±1,3 5,3±0,6*
RT 9,4±1,4 9,3±1,7 9,4±1,7 8,9±1,1 9,4±1,1 11,1±1,2*
F (80%
MHR) 4,2±1,6 4,1±1,4 3,8±1,0 4,5±1,8 4,1±1,0 3,4±1,0**
Примечания: VO2 (80% MHR) – потребление кислорода при 80% MHR (мл/кг/мин); VT – вентиляционный порог (мин); RT – время бега (мин); F (80% MHR) - усталость при нагрузке в 80% MHR (максимальная частота сердечных сокращений). * - достоверные изменения по сравнению с другими группами; ** - достоверные изменения по сравнению с контролем и плацебо в группе.
В исследовании приняло участие 30 человек, из которых половина представляла игроков в футбол, баскетбол и специалистов по стендовой стрельбе. Их показатели сравнивались с мало-тренирующимися мужчинами (менее 3 раз в неделю и низкая интенсивность тренировок). L-карнитин принимался внутрь в капсулах по 500 мг в суммарной однократной дозе 2 г/день за час до тестирования на беговой дорожке. В таблице 4 представлены данные, отражающие изменения утилизации энергии. У лиц с НФА на фоне L-карнитина отмечено достоверное повышение уровня VO2 при 80% MHR по сравнению с плацебо (+11,6%). Сходные, но более выраженные изменения отмечены у атлетов на фоне приема карнитина (+32,8%). У спортсменов отмечено также достоверное повышение вентиляционного порога (+51,4%), времени бега до усталости по беговой дорожке (+18%) и снижение субъективного чувства усталости после нагрузки по визуальной аналоговой шкале (-17%), чего не наблюдалось в группе лиц с НФА. В группе НФА также не отмечено изменений профиля липидов плазмы крови (холестерола, триглицеридов, HDL и VLDL). У спортсменов отмечено снижение уровня триглицеридов (-11,8%), без изменения других показателей липидного обмена. Полученные данные показывают, что L-карнитин увеличивает потребление кислорода в ответ на физическую нагрузку, причем в большей степени у хорошо тренированных лиц. Авторы считают это проявлением базового механизма действия L-карнитина – бета-оксидацию жиров в митохондриях скелетных мышц (A.M.Johri и соавт., 2014). Таким образом, дополнительный прием карнитина увеличивает продукцию энергии, защищает ткани от оксидативного стресса и воспаления в процессе тренировок. Важным результатом данного исследования является увеличение времени бега до усталости, повышение вентиляционного порога и снижение субъективного чувства усталости у спортсменов, что в совокупности говорит об увеличении выносливости. Этот феномен отсутствует у лиц, не привыкших к постоянным повышенным физическим нагрузкам. Следовательно, у спортсменов (тренированных лиц) прием даже одиночной дозы L-карнитина 2 г/день за 60 минут до нагрузки может повышать выносливость. С другой стороны, у нетренированных лиц L-карнитин при однократном приеме перед нагрузкой неэффективен.
Возможно, с возрастом адаптационная способность карнитинового метаболического цикла снижается, и введение экзогенного карнитина становится эффективным даже при низкой физической нагрузке или без нее, а также проявляется синергизм карнитина с другими нутриентами-нутраболиками (лейцин, креатин). Так, в работе M.Evans и соавторов (2017) показано, что 8-недельный курсовой прием карнитина поддерживает мышечную массу и силу (препятствует ее снижению) у пожилых лиц, а его комбинация с креатином и лейцином – увеличивает эти показатели по сравнению с исходными величинами. Возможно, что в данной ситуации, как и в спорте высших достижений при критических и продолжительных нагрузках, имеет место выраженный дефицит карнитина. Такой резкий дефицит может быть обязательным условием для проявления эргогенного эффекта L-карнитина.
Влияние L-карнитина на потребление пищи и состав тела спортсменов. Оценка влияния пищевых добавок L-карнитина в отдельности и в комбинации с L-глутамином на состав тела и потребление пищи у профессиональных футболистов проведено M.Hozoori и его коллегами в 2016 году.
Таблица 5. Характеристика участников исследования M.Hozoori и соавт. (2016)
Показатели Исследуемые группы
Плацебо Карнитин+Глутамин Глутамин Карнитин
Возраст (годы) 20,7 ± 0,7 21,2 ± 0,6 21,2 ± 0,6 20,7 ± 0,7
Рост (см) 171,7 ± 6,0 173,0 ±4,2 173,0 ± 5,8 175,0 ± 5,1
Вес (кг) 65,2 ± 7,1 59,9 ± 6,2 61,5 ± 7,6 64,9 ± 4,4
ИМТ (кг/м2) 22,2 ± 2,8 19,9 ± 1,6 20,5 ± 1,9 21,2 ± 1,4
Жировая масса (%) 15,5 ± 1,7 12,8 ± 3,1 16,3 ± 3 12,6 ± 3,1
VO2макс (мл/кг/мин) 42,1 ± 7,8 45,7 ± 6,2 47,5 ± 5,8 44,0 ± 5,3
История тренировок (месяцы) 56,0 ± 8,1 55,4 ± 5,3 51,7 ± 7,3 52,6 ± 4,8
Таблица 6. Сравнение состава тела в 4-х группах участников до и после пищевых интервенций (M.Hozoori и соавт., 2016)
Показатели/группы До приема добавок После приема добавок
Вес (кг)
Карнитин
Глутамин
Карнитин+Глутамин
Плацебо
59,9 ± 6,2
61,5 ± 7,6
64,9 ± 4,4
65,2 ± 7,2
60,7 ± 6,1
61,5 ± 7,8
65,4 ± 4,9
65,5 ± 7,1
Общая вода тела (кг)
Карнитин
Глутамин
Карнитин+Глутамин
Плацебо
38,2 ± 3,8
37,0 ± 4,6
41,6 ± 2,6
39,5 ± 3,0
39,1 ± 3,9
37,6 ± 4,7
42,3 ± 2,5
39,8 ± 3,2
Общий протеин тела (кг)
Карнитин
Глутамин
Карнитин+Глутамин
Плацебо
10,3 ± 1,1
10,1 ± 1,2
11,3 ± 0,7
10,9 ± 0,9
10,4 ± 1,2
10,2 ± 1,2
11,4 ± 0,6
11,0 ± 0,8
Общая мышечная масса тела (кг)
Карнитин
Глутамин
Карнитин+Глутамин
Плацебо
29,1 ± 3,2
28,4 ± 3,6
32,0 ± 2,1
30,9 ± 2,5
29,7 ± 3,3
28,8 ± 3,4
32,4 ± 2,1
31,1 ± 2,4
Индекс Массы Тела (ИМТ, кг/м2)
Карнитин
Глутамин
Карнитин+Глутамин
Плацебо
19,9 ± 1,6
20,5 ± 1,9
21,2 ± 1,4
22,1 ± 2,8
20,2 ± 1,5
20,5 ± 2,0
21,3 ± 1,5
22,2 ± 2,8
Общий жир тела (кг)
Карнитин
Глутамин
Карнитин+Глутамин
Плацебо
7,7 ± 2,2
10,2 ± 2,6
8,2 ± 2,3
10,4 ± 5,8
7,3 ± 1,7
9,3 ± 2,3
7,8 ± 2,6
9,9 ± 6,2
Процент жира тела (%)
Карнитин
Глутамин
Карнитин+Глутамин
Плацебо
12,8 ± 3,1
15,3 ± 3,0
12,5 ± 3,1
14,6 ± 7,1
12,2 ± 2,6
14,9 ± 2,7
11,8 ± 3,7
14,9 ± 7,5
Таблица 7. Сравнение показателей физической готовности в 4-х группах участников до и после пищевых интервенций (M.Hozoori и соавт., 2016)
Показатель Карнитин Глутамин Карнитин+Глутамин Плацебо
VO2макс (мл/кг/мин)
До
После
44,0 ± 5,3
45,0 ± 5,0
45,7 ± 5,8
41,8 ± 4,1
45,7 ± 2,4
45,1 ± 3,1
42,1 ± 7,7
42,6 ± 4,7
Дистанция (м)
До
После
1020 ± 161
1040 ± 151
1120 ± 160
1047 ± 98
1072 ± 83
1078 ± 91
1005 ± 152
994 ± 148
Время бега (сек)
До
После
753 ± 75
763 ± 75
791 ± 71
760 ± 42
776 ± 38
779 ± 45
745 ± 69
739 ± 77
Усталость (VAS, мм)
До
После
75,7 ± 17
57 ± 19*
67,0 ± 13
71,4 ± 11
53,6 ± 30
58,6 ± 24
64,3 ± 8
61,4 ± 14
Примечания: VAS – визуальная аналоговая шкала субъективной оценки усталости в мм.
В рандомизированном двойном-слепом плацебо-контролируемом (РДСПК) исследовании приняло участие 28 профессиональных мужчин-футболистов, антропометрические данные и некоторые другие показатели которых приведены в таблице 5. Они были разделены на 4 группы: 1) прием 2 г L-глутамина; 2) 2 г L-карнитина; 3) 2 г L-карнитина + 2 г L-глутамина и 4) плацебо, - в течение 21 дня. Оценка показателей физического состояния проводилась до и после курса приема пищевых добавок. Результаты показали отсутствие изменений состава тела (веса, ТМТ, % жира, % мышечной массы) и потребления пищи на фоне любых вариантов пищевых добавок (табл.6). Различий между группами по этим показателям также не обнаружено. В то же время, в группе, принимавшей L-карнитин в течение 3-х недель в дозе 2 г/сутки, выявлено достоверное снижение субъективного чувства усталости (табл.7). Не обнаружено синергизма в действии карнитина и глутамина, что ставит под сомнение целесообразность такой комбинации для НМП футболистов (возможно, в командных видах спорта в целом), и более предпочтительным является использование только L-карнитина.
L-карнитин как потенциальный непрямой донатор оксида азота в спорте. N.A. Guzel и соавторы (2015) исследовали влияние однократного приема пищевых добавок двух разных доз L-карнитина на продукцию оксида азота и проявления оксидативного стресса после истощающих тренировок у молодых футболистов. В рандомизированном перекрестном исследовании приняло участие 26 молодых здоровых мужчин в возрасте 17-19 лет, которые были разделены на две группы в соответствии с дозой L-карнитина – 3 (n=13) и 4 (n=13) г/день в составе 200 мл фруктового сока. Через 1 час после приема пищевых добавок проводился тест на беговой дорожке с начальной скоростью 8 км/час и последующим увеличением скорости бега на 1 км/час каждые 3 минуты с 1 минутой отдыха перед каждым этапом увеличения скорости бега до полного истощения спортсмена. Образцы крови брались до теста и в течение 5 минут после его окончания. Через неделю «отмывочного» периода вся процедура повторялась вновь, но уже с приемом плацебо. В плазме крови определялось: содержание нитрат-нитритов (NOx), которые, как известно, являются конечными стабильными продуктами оксида азота; TBARs - как показатель перекисного окисления липидов; уровни антиоксиданта глутатиона (GSH). Результаты показали, что L-карнитин в дозе 3 грамма оказывает отчетливое антиоксидантное действие, выражающееся в достоверном повышении уровней GSH и NOx и снижении уровня TBARs. Это свидетельствует о присутствии в механизме действия L-карнитина стимулирующего влияния на процесс образования оксида азота, что роднит это вещество с такими известными веществами как аргинин и цитруллин (см. обзор «Донаторы оксида азота»). Однако, как и в случае с другими непрямыми стимуляторами образования окиси азота, неясна роль этого механизма в увеличении выносливости в спорте при приеме добавок L-карнитина.
Полученные результаты послужили основанием для создания комбинированного варианта – сочетания L-карнитина с аминокислотой аргинином. Патентованная формула носит название ацетил L-карнитин аргината дигидрохлорид с молекулярно связанной аминокислотой аргинином (коммерческое наименование АргиноКарн (ArginoCarn®). В работе R.J.Bloomer и соавторов (2009) показано, что комбинация карнитина и аргинина достоверно повышает концентрацию оксида азота в плазме крови в состоянии покоя, но не меняет при этом других метаболических параметров. К сожалению, эффективность данной комбинации в спорте остается неясной.
Другая серия исследований лаборатории R.J.Bloomer (R.J.Bloomer и соавт., 2007; Р. Jacobs, 2012) касается нового производного – глицин пропионил-L-карнитина гидрохлорида (коммерческое наименование ГликоКарн - glycine propionyl- L-carnitine HСl, GlycoCarn® - сокращенно GPLC), который был впервые разрешен к широкому применению в США в качестве пищевой добавки в 2005 году. Формула состоит из пропионилового эфира карнитина и глицина. R.J.Bloomer и соавторы выполнили два разных контролируемых исследования. В первом (W.A.Smith и соавт., 2008) изучено влияние 8-недельного приема GPLC в дозах 1,5 г и 4,5 г в день (третья группа – плацебо) в условиях циклической тренировочной программы на выносливость у 42 нетренированых мужчин и женщин. До и после тренировочной программы у участников регистрировались основные параметры физических функций (wingate-тест), маркеры оксидативного стресса и показатели работы сердечно-сосудистой системы. В группах с приемом GPLC, в отличие от плацебо, достоверно снижались уровни маркеров оксидативного стресса, при сохранении одинакового прироста показателей физической готовности в wingate-тесте во всех трех группах, отсутствии различий в динамике максимального потребления кислорода до и после физической нагрузки. В то же время выявилась тенденция к увеличению анаэробного порога в группах, принимавших GPLC (9-10% по сравнению с 3% в плацебо-группе). Одним из вероятных объяснений таких изменений является параллельное возрастание концентраций оксида азота в крови, носящее дозо-зависимый характер: в группе, принимавшей 4,5 г GPLC в день увеличение составило +55%; в группе с 1,5 г GPLC - +13%; в группе плацебо - +8%.
Второе исследование явилось логическим продолжением и расширением первого. И если в первой работе участниками были нетренированные лица, то во второй – 15 постоянно тренирующихся мужчин. GPLC в дозе 4,5 г/день принимался участниками в течение месяца в сравнении с плацебо. Рандомизированное двойное-слепое плацебо-контролируемое исследование носило перекрестный характер. Тестировались те же параметры, что и в предыдущей работе. Все участники сначала принимали 4 недели GPLC (тестирование на нагрузки до и после), затем следовал 2-х недельный «отмывочный» период, и такой же 4-х недельный цикл приема плацебо с тестированием до и после. Пробы крови брались до и в течение всего периода после физической нагрузки. Прицельно определялось содержание нитратов/нитритов в плазме крови. Было выявлено достоверное и очень значительное (в среднем +30%, Р=0,0008) возрастание уровней нитратов/нитритов в плазме крови на всех этапах тестирования под влиянием GPLC по сравнению с плацебо. В период отдыха также отмечено увеличение данного показателя на 16-17% (плацебо 4-6%). Полученные данные явились первым свидетельством эффективности перорального применения GPLC в повышении продукции организмом оксида азота. Это может приводить к значительному усилению кровотока в работающих скелетных мышцах. Подобный механизм сам по себе уже может обусловливать эргогенный эффект GPLC даже без изменения внутриклеточных процессов в мышечных волокнах. Данные литературы на сегодняшний день позволяют рассматривать глицин пропионил-L-карнитин как наиболее перспективную формулу для практического применения в спортивной медицине. В то же время, необходимы дальнейшие масштабные исследования профиля GPLC при остром и хроническом применении в широком диапазоне доз, у лиц с разным уровнем тренированности и характере нагрузок и т.д.
Влияние L-карнитина на повреждения мышц и отсроченную болезненность мышц после нагрузок
С точки зрения спортивной нутрициологии, влияние вещества на процесс развития повреждений мышц в ходе тренировок, а также возникающую после тренировок отсроченную болезненность мышц, хотя и не считается показателем эргогенного действия, тем не менее включено в общий спектр фармакологической активности БАДов в спорте как важный оценочный критерий эффективности. С этих позиций L-карнитин и его производные рассматриваются в качестве антиоксидантов (см. выше), которые потенциально могут защищать скелетную мускулатуру от повреждающего действия свободных кислородных радикалов, образующихся при интенсивных физических нагрузках. Пилотное одиночное-слепое перекрестное исследование в данном направлении впервые выполнено М.А.Giamberardino и соавторами в 1996 году. Как известно, эксцентрические мышечные усилия являются одним из частых источников развития постнагрузочной отсроченной болезненности мышц (DOMS) вследствие повреждения мышечных волокон, устойчивых к действию большинства разрешенных и рекомендованных анальгетиков. В работе М.А.Giamberardino и соавторов исследовано влияние приема пищевых добавок L-карнитина на выраженность болей (визуальная аналоговая шкала – VAS), болевой порог и высвобождение креатин-киназы (СК) при 20-минутном выполнении эксцентрических упражнений на четырехглавую мышцу бедра (главный выпрямитель/разгибатель коленного сустава). В исследовании приняло участие шесть нетренированных лиц (средний возраст 26 лет, рост 173 см, вес 68 кг), которые принимали 3 г/день L-карнитина в течение 3-х недель, а после перерыва в одну неделю, они же – 3 г/день плацебо. L-карнитин достоверно снижал спонтанные боли, боли в мышцах при движении и уровень высвобождения СК, что свидетельствует о способности карнитина при превентивном применении предупреждать развитие болезненности мышц после нагрузки. Авторы считают, что такое положительное влияние L-карнитина обусловлено его вазодилятирующими свойствами (возможно, через образование оксида азота?). Повышение мышечного кровотока через расширенные сосуды улучшает энергетический метаболизм и снабжение мышц необходимыми нутриентами, снижает уровень гипоксии и образование альгогенных метаболитов (кининов и простагландинов).
Развитие научных исследований миопротективных свойств L-карнитина продолжено в лаборатории W.Kraemer (W.Kraemer и соавт., 2008). Они провели исследование влияния превентивного приема L-карнитина (n=10, 2 г/день 3 недели) на болезненность мышц, возникающую у группы так называемых «бойцов выходного дня», т.е. тех лиц, которые посещают тренажерный зал только в выходные дни и дают при этом максимальную нагрузку. Был получен достоверный положительный результат, проявившийся уменьшением субъективных ощущений болезненности мышц и укорочением восстановительного периода (к следующему концу недели). В 2014 году опубликованы результаты исследования К.Parandak и соавторов влияния 2-х недельного превентивного приема L-карнитина в дозе 2 г/день в течение 2-х недель на перекисное окисление липидов и маркеры мышечных повреждений у молодых здоровых мужчин. Выявлено достоверное положительное изменение регистрируемых показателей под действием L-карнитина при выполнении серии интенсивных нагрузочных тестов.
В недавнем рандомизированном двойном-слепом плацебо-контролируемом исследовании B. Nakhostin-Roohi и соавторы (2015) оценивалось влияние 2-х недельного приема L-карнитина на повреждения скелетных мышц после серии интенсивных нагрузочных тестов у молодых здоровых мужчин. 20 участников были рандомизированы в две группы: L-карнитин ( n = 10, 2 г/день) и плацебо (n = 10, 2 г лактозы/день) с приемом пищевых добавок в течение 2-х недель до тестирования – бег на 14 км. Образцы крови брались до тестирования, сразу после него, а также через 2 и 24 часа. Измерялся уровень креатин-киназы (CK), лактат дегидрогеназы (LDH) и общая антиоксидантная активность (TAC). В обеих группах отмечалось достоверное возрастание CK и LDH после нагрузки (p < 0.05). LDH в сыворотке крови был достоверно ниже в группе с карнитином по сравнению с плацебо через 2 и 24 часа после тестирования (p < 0.05), а СК был ниже, чем в плацебо-группе, через 24 часа. TAC плазмы крови достоверно увеличивался в течение всех двух недель приема L-карнитина и сохранялся повышенным по сравнению с плацебо через 24 часа после нагрузки.
Суммируя результаты выполненных работ, можно сделать заключение, что 2-3-недельный прием L-карнитина в дозе 2 г/день обеспечивает защитное антиоксидантное действие (угнетение оксидативного стресса) в условиях интенсивных физических нагрузок у молодых здоровых мужчин, проявляющееся в снижении уровней маркеров мышечных повреждений в плазме крови, болезненности мышц и ускорении восстановления. В то же время, превышение дозы 2-3 г/день (4-5 г/день) не сопровождается дальнейшим усилением эффектов L-карнитина, а однократное или курсовое применение таких дозировок нуждается в дальнейшем исследовании.
Дефицит карнитина в организме, изменение физических показателей и потенциальная роль мельдония в спорте
Мельдоний и дефицит L-карнитина. N-триметил-гидразин-3-пропионат (N-trimethyl-hydrazine-3-propionate (THP или милдронат) – аналог карнитина, который используется в определенных странах в качестве кардиопротекторного препарата. В то же время, это вещество специально применяется в экспериментальных условиях для создания искусственного дефицита карнитина в организме (модель вторичного дефицита карнитина) за счет угнетения OCTN2 и g-бутиробетаин-гидроксилазы – последнего фермента в биосинтезе карнитина в клетках (F.M.Vaz, R.J.Wanders, 2002). Хроническое применение THP у крыс в течение 2-3 недель снижает содержание карнитина в печени, сердце, плазме крови и скелетных мышцах на 70–80% (M.Spaniol и соавт., 2001). Это снижение ассоциировано с развитием печеночного стеатоза (M.Spaniol и соавт., 2003), с нарушением функции миокарда (C.E.Zaugg и соавт., 2003), сократительной способности ряда скелетных мышц и их атрофией (P.A.Roberts и соавт., 2015). Однако, до настоящего времени не было ясно, связаны ли эти патологические органические изменения при хроническом приеме милдроната со снижением функциональной способности скелетной мускулатуры, как результата вторичного дефицита карнитина. Кроме того, было не ясно, повреждает ли дефицит карнитина функцию мышечных митохондрий и/или митохондриальный биогенез. Известно, что у спортсменов (особенно высокой квалификации) длительный прием L-карнитина улучшает показатели физической готовности и функцию митохондрий (R.Huertas и соавт., 1992). Для ответа на поставленные вопросы проведено франко-швейцарское экспериментальное исследование, результаты которого опубликованы в 2016 году J.Bouitbir и соавторами, посвященное оценке влияния вторичного дефицита карнитина, вызываемого хроническим приемом милдроната (ТНР), на способность переносить физические нагрузки и функцию митохондрий. Авторы пришли к заключению, что дефицит карнитина, вызываемый хроническим приемом милдроната (ТНР), сопровождается снижением толерантности к физическим нагрузкам в эксперименте. Механизмами падения мышечной функции под влиянием милдроната являются: нарушение транспорта электронов, снижение функции и атрофия митохондриальной ДНК скелетных мышц в условиях окислительного стресса. Таким образом, милдронат не только не может являться допингом в спорте, но и потенциально противопоказан активно тренирующимся лицам. Включение мельдония в список запрещенных субстанций WADA является типичной ошибкой, основанной на широком применении этого вещества атлетами ряда стран с целью улучшения восстановления после интенсивных тренировок. Те немногочисленные работы в спортивной нутрициологии с применением мельдония (милдроната), выполнены много лет назад на малой выборке, без соблюдения необходимых условий исследования пищевых добавок, и с точки зрения доказательной медицины относятся к категории «D» (самый низкий уровень). Несмотря на десятилетия использования мельдония в спорте, не было предпринято никаких усилий по комплексной оценке его эргогенных, восстановительных и иных эффектов. Однако, постоянное присутствие мельдония в крови отдельных спортсменов и целых команд, вызвало обоснованные подозрения антидопинговых структур. Это привело к созданию методик определения вещества в организме и последующему включению в список запрещенных субстанций (World antidoping code international standard, Prohibited List, 2017), несмотря на отсутствие доказательств стимуляции физических кондиций атлетов.
L-карнитин в программах лечения избыточного веса и ожирения
L-карнитин довольно часто позиционируется производителями спортивного питания как компонент, способствующий «сжиганию» жиров, снижению процента жира в организме, и составная часть нутритивной программы снижения веса при его избытке и ожирении.
В своей аналитической статье J.H.Osorio (2011) целенаправленно исследует научные данные о влиянии пищевых интервенций L-карнитина на потерю веса в рамках практических программ контроля веса и жирового обмена. После детального анализа биохимических и физиологических условий исследований, в которых применялся L-карнитин, автор делает следующее заключение: пищевые добавки L-карнитина не стимулируют потерю веса, и могут быть рекомендованы только при вторичном дефиците L-карнитина в организме. Предложения о включении L-карнитина в программы снижения веса не являются обоснованными в силу следующих причин:
• Карнитин является важным веществом, необходимым для транспорта длинноцепочечных жирных кислот в митохондрии для последующего β-окисления. Однако, гомеостаз карнитина регулируется очень эффективными механизмами, в частности, способностью самого организма синтезировать достаточное количество карнитина даже в условиях плохого пищевого поступления, а также эффективной реабсорбцией в почечных канальцах при нормальной функции почек. Именно поэтому, при любом способе экзогенного введения в организм (внутривенно, перорально) L-карнитина его концентрация в мышцах меняется незначительно и при использовании высоких доз.
• Метаболический цикл L-карнитина зависит, в основном, от адекватного функционирования ряда ферментов – карнитин-пальмиотил-трансферазы I, карнитин-ацилкарнитин-транслоказы и карнитин-пальмитоил-трансферазы II, продукция которых не стимулируется карнитином.
• Карнитин не промотирует деградацию жиров и их мобилизацию из жировых депо (адипоциты) для других тканей для выработки энергии, как это происходит под действием некоторых гормонов типа глюкагона. Увеличение поступления карнитина с диетой вызывает негативные изменения абсорбции этого вещества в ЖКТ.
Сходная позиция представлена и Международным Обществом Спортивного Питания (ISSN). В статье R.B.Kreider и соавторов (2010) отмечается: «Карнитин традиционно относится к группе веществ (пищевых добавок), используемых для контроля веса. Однако, многочисленные исследования показали, что карнитин не повышает содержание карнитина в мышцах, не нормализует содержание жиров, и не улучшает аэробную и анаэробную физическую готовность у лиц с избыточным весом в процессе тренировок. Карнитин оказывает минимальное (слабое) влияние на маркеры оксидативного стресса в процессе физических нагрузок у лиц с избыточным весом и ожирением».
Некоторые перспективы для L-карнитина, как компонента комплексной программы снижения веса у женщин с ожирением, показаны в недавней работе M.Karimi и соавторов (2016). Эти перспективы связаны с сочетанием пищевых добавок карнитина с высокоинтенсивными интервальными тренировками (HIIT). В работе этих авторов использовался 4-х недельный тренировочный цикл HIIT на максимальной мощности (всего 12 сессий, по 3 в неделю). Сама по себе HIIT – достаточно эффективная составная часть методики снижения веса (A.Tremblay и соавт., 1994; A.H.Haghighi и соавт., 2011). Так, A.Tremblay и соавторы (1994) показали, что достаточно 5 раз в неделю по 30 минут таких тренировок для снижения % жира у молодых и среднего возраста женщин. HIIT (800 минут в неделю) в этом плане имеют преимущество перед тренировками средней интенсивности: снижение 48% висцерального жира и 18% подкожного жира после 8 недель HIIT-сессий у мужчин и женщин. В работе M.Karimi и соавторов (2016) курсовой прием L-карнитина в течение 4-х недель (женщины, n=40) в сочетании с HIIT не изменял вес тела, ИМТ, но достоверно уменьшал процент жировой массы, что согласуется с результатами ранее выполненных исследований (А.Н.Haghighi et al, 2011). Однако из текста работы не понятен вклад самого карнитина в общие эффект снижения жировой массы по сравнению с использованием HIIT в отдельности. Поэтому, с точки зрения доказательной медицины (уровень «С»), работа M.Karimi и соавторов не может повлиять на заключение о слабой эффективности L-карнитина в программах снижения веса, по крайней мере, на сегодняшний день.
L-карнитин и функция мозга
Единственной формой L-карнитина, способной проникать через гемато-энцефалический барьер (ГЭБ) является ацетил L-карнитин (ALC). Поэтому при создании продуктов, имеющих конечной целью улучшение деятельности ЦНС, используется ацетил-L-карнитин, или, для воздействие сразу на несколько звеньев регуляции гомеостаза, – комбинация ацетил L-карнитина с другими формами. Роль ацетил L-карнитина в мозге заключается в улучшении когнитивных функций. Давно известно сходство его структуры с нейромедиатором ацетилхолином и способность стимулировать рецепторы последнего (S.Falchetto и соавт., 1971). Подробный анализ транспорта и роли ALC в мозге дан в обзоре K.A.Nałezcz и соавторов (2004). ALC как фармаконутриент применяется при лечении хронических нейродегенеративных заболеваний, в частности болезни Альцгеймера. Кроме ALC, проникающего из крови через ГЭБ, имеется внутримозговой синтез ALC (А.Wawrzenczyk и соавт., 1995). Снижение содержания ALC в мозге ухудшает когнитивные функции и требует прямой или непрямой коррекции дефицита. Однако, на сегодняшний день практически нет данных о влиянии L-карнитина на функции мозга при физических нагрузках. А одних теоретических обоснований с точки зрения доказательных принципов спортивной нутрициологии недостаточно для создания рекомендаций.
Готовые формы БАДов с L-карнитином
В распоряжении спортивных нутрициологов имеется достаточно большое число различных форм L-карнитина и его комбинаций с другими нутриентами: L-карнитин (основная форма), ацетил-L-карнитин, пропионил L-карнитин, глицин пропионил-L-карнитин, L-карнитина тартрат, L-карнитина фумарат. L-карнитин наиболее удобен для жидких вариантов БАДов, но в составе капсул и таблеток он может впитывать влагу из воздуха и приводить к порче продукта. Крупные производители развивают более стабильные формулы, наиболее подходящие для таблеток и капсул – L-карнитина тартрат и фумарат. Новой интересной патентованной формулой является ацетил L-карнитин аргината дигидрохлорид (acetyl-L-carnitine arginate dihydrochloride) с молекулярно связанной аминокислотой аргинином (коммерческое наименование АргиноКарн (ArginoCarn®). С точки зрения развития эргогенных свойств и непрямой донации оксида азота наиболее перспективной считается пока недостаточно изученная формула глицин пропионил-L-карнитина гидрохлорид (см. выше). На сочетании нескольких формул строится структура коммерческих продуктов L-карнитина у многих ведущих компаний.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В процессе физических нагрузок наблюдается снижение концентрации L-карнитина в плазме крови и мышечной ткани, пропорциональное интенсивности и длительности тренировок как у нетренированных, так и тренированных лиц (профессиональных спортсменов), мужчин и женщин разного возраста. По мере развития внутриклеточного дефицита L-карнитина снижается мышечная сила, переносимость физических нагрузок и развивается усталость.
L-карнитин - условно незаменимая аминокислота, поступает в организм из трех источников: экзогенный путь (пища и добавки); эндогеный синтез в печени и почках; канальцевая реабсорбция в почках. Механизм действия связан с транспортом длинноцепочечных жирных кислот к матрице митохондрий для последующего бета-окисления, увеличением биосинтеза протеинов за счет сбережения использования аминокислот для продукции энергии, снижением катаболизма мышечных белков, усилением образования оксида азота. Таким образом, множественная направленность влияния L-карнитина на внутриклеточные процессы не позволяет однозначно трактовать метаболические эффекты этого соединения только с позиции усиления бета-окисления жирных кислот в митохондриях.
Увеличение мышечной силы и мощности как компонент эргогенного действия пищевых добавок L-карнитина и его аналогов проявляется преимущественно при высокой физической нагрузке (по продолжительности и величине) у хорошо тренированных лиц при переходе на более высокий уровень физической готовности. При этом даже небольшое повышение уровня внутримышечного карнитина требует длительного приема пищевых его добавок (курсовое назначение в дозах 2-3 г/день продолжительностью от 2-3 недель). В количественном плане этот компонент выражен умеренно и не является доминирующим.
Другой компонент эргогенного действия L-карнитина – повышение выносливости, - проявляется как при однократном, так и курсовом (от 3-х недель) приеме вещества в дозах равных или превышающих 3-4 грамма в сутки, у спортсменов или активно тренирующихся лиц средней и высокой квалификации, сопровождается повышением уровней оксида азота, лактатного порога и уменьшением динамики накопления лактата в плазме крови. Эффективность L-карнитина в отношении выносливости у определенных групп спортсменов возрастает при совместном приеме с углеводами и L-глутамином или его дипептидами.
Дополнительное экзогенное введение L-карнитина не показано начинающим спортсменам (не способствует ускорению роста тренированности во всех отношениях), а также при физических нагрузках низкой или средней величины. При таких условиях эндогенная биохимическая система адаптации в мышцах и других органах и тканях справляется самостоятельно с задачей обеспечения необходимого количества внутриклеточного карнитина.
L-карнитин и его аналоги при превентивном применении предупреждают развитие болезненности мышц (DOMS), возникающей после нагрузки как у тренированных, так и у нетренированых лиц. Одним из механизмов положительного влияния L-карнитина в отношении DOMS является расширение сосудов мышечной ткани за счет образования оксида азота с последующим повышением кровотока, улучшением энергетического метаболизма и снабжения мышц необходимыми нутриентами, снижение уровня гипоксии и торможения образования альгогенных метаболитов (кининов и простагландинов). Достаточно высокая степень доказанности эффективности применения L-карнитина в отношении профилактики DOMS и микроповреждений мышечных волокон (уровень доказательности «В») позволяет рекомендовать следующую схему: курсовой 2-3-недельный прием L-карнитина в дозе 2 г/день до начала нового цикла тренировок или после перерыва между регулярными тренировками.
L-карнитин не повышает содержание карнитина в мышцах, не нормализует содержание жиров, и не улучшает аэробную и анаэробную физическую готовность у лиц с избыточным весом и ожирением. Карнитин оказывает минимальное (слабое) влияние на маркеры оксидативного стресса в процессе физических нагрузок у этой категории лиц, и не рекомендуется для включения в программы контроля веса (позиция Международного Общества Спортивного Питания – ISSN).
L-карнитин и его аналоги являются веществами с очень широким диапазоном безопасности и рекомендованы в качестве пищевых добавок и компонентов функциональной пищи в большинстве стран. Современные формы L-карнитина для этих целей включают: L-карнитин (основная форма); ацетил-L-карнитин; пропионил L-карнитин; глицин пропионил-L-карнитин; L-карнитина тартрат; L-карнитина фумарат; ацетил L-карнитин аргината дигидрохлорид; глицин пропионил-L-карнитина гидрохлорид.
== Читайте также ==
*[[L-карнитин: вред и побочные эффекты]]
*[[Карнитин (медицинское применение)]]
*[[Бета-аланин: научный обзор]]
*[[Глутамин: научный обзор]]
*[[HMB для набора мышечной массы|HMB: научный обзор]]
*[[Донаторы оксида азота: научный подход]]
*[[Креатин: научный обзор]]
*[[Нейростимуляторы и нейропротекторы в спортивном питании: научный обзор]]
*[[Омега-3 жирные кислоты: научный обзор]]
*[[Омега-5 жирные кислоты: научный обзор]]
*[[Омега-7|Омега-7 жирные кислоты: научный обзор]]
*[[Спортивные напитки: научный обзор]]
*[[Препараты витамина D в спортивной медицине: научный обзор]]
== Ссылки ==
*Балыкова Л.А., Ивянский С.А., Пиксайкина О.А., Ефимова Ю.А. Обоснование использования L-карнитина в спортивной медицине. Спортивная медицина: наука и практика. 2011, 1:22-30.
*Angelini A., Imparato L., Landi C. et al. Variation in levels of glycaemia and insulin after infusion of glucose solutions with or without added L-carnitine. Drugs Exp.Clin.Res., 1993, 19:219.
*Arenas J., Ricoy J.R., Encinas A.R. et al. Carnitine in muscle, serum, and urine of nonprofessional athletes: effects of physical exercise, training, and L-carnitine administration. Muscle Nerve, 1991,14:598.
*Arenas J., Huertas R., Campos Y. et al. Effects of L-carnitine on the pyruvate dehydrogenase complex and carnitine palmitoyl transferase activities in muscle of endurance athletes. FEBS Lett., 1994, 341:91.
*Barnett C., Costill D.L., Vukovich M.D. Effect of L-carnitine supplementation on muscle and blood carnitine content and lactate accumulation during high-intensity sprint cycling. Int.J.Sport Nutr., 1994, 4:280–288.
*Bloomer R.J., Smith W.A., Fisher-Wellman K.H. Glycine propionyl-Lcarnitine increases plasma nitrate/nitrite in resistance trained men. J.Int.Soc.Sports Nutr., 2007, 4(1):22.
*Bloomer R.J., Smith W.A. Oxidative stress in response to aerobic and anaerobic power testing: influence of exercise training and carnitine supplementation. Res.Sports Med., 2009, 17(1):1-16.
*Bloomer R.J., Fisher-Wellman K.H., Tucker P.S. Effect of oral acetyl L-carnitine arginate on resting and postprandial blood biomarkers in pre-diabetics. Nutrition and Metabolism, 2009, 6:25-36.
*Bouitbir J., Haegler P., Singh F. Impaired Exercise Performance and Skeletal Muscle Mitochondrial Functionin Rats with Secondary Carnitine Deficiency. Frontiers in Physiology, 2016, 7(345): 1-13.
*Brass E.P. Supplemental carnitine and exercise. Am.J.Clin.Nutr., 2000, 72(2 Suppl):618S-623S.
*Cao Y., Wang Y-X., Liu Ch-J. Comparison of pharmacokinetics of L-carnitine, AcetylL-carnitine and Propionyl-Lcarnitine after single oral administration of L-carnitine in healthy volunteers. Clin.Invest.Med., 2009; 32 (1): E13-E19.
*Colombani P., Wenk C., Kunz I. et al. Effects of L-carnitine supplementation on physical performance and energy metabolism of endurance-trained athletes: a double-blind crossover field study. Eur.J.Appl.Physiol.Occup.Physiol., 1996, 73:434.
*Decombaz J., Deriaz O., Acheson K. et al. Effect of L-carnitine on submaximal exercise metabolism after depletion of muscle glycogen. Med.Sci.Sports Exerc., 1993, 25:733.
*Dragan A.M., Vasiliu D., Eremia N.M., Georgescu E. Studies concerning some acute biological changes after endovenous administration of 1 g L-carnitine, in elite athletes. Physiologie, 1987, 24:231.
*Dragan G.I., Wagner W., Ploesteanu E. Studies concerning the ergogenic value of protein supply and L-carnitine in elite junior cyclists. Physiologie, 1988, 25:129.
*Dragan I.G., Vasiliu A., Georgescu E., Eremia N. Studies concerning chronic and acute effects of L-carnitine in elite athletes. Physiologie, 1989, 26:111.
*Eizadi M., Pourvaghar A.A., Nazem F. The Determination of Acute Oral L-Carnitine Ingestion on Physiological and Biochemical Parameters Related with Lipids in Endurance Exercise. J.Babol.Univ.Med.Sci., 2009-2010, 11(5): 1-6.
*El-Hattab A.W., Scaglia F. Disorders of carnitine biosynthesis and transport. Mol.Genet.Metab., 2015, 116(3):107-112.
*Evans A.M., Fornasini G. Pharmacokinetics of L-carnitine. Clin.Pharmacokinet., 2003, 42(11):941-967.
*Evans А.M., Guthrie N., Pezzullo J. Efficacy of a novel formulation of L-Carnitine, creatine, and leucine on lean body mass and functional muscle strength in healthy older adults: a randomized, double-blind placebo-controlled study. Nutrition and Metabolism, 2017, 14:7-22.
*Falchetto S., Kato G., Provini L. The action of carnitines on cortical neurons. Can.J.Physiol.Pharmacol., 1971, 49: 1–7.
*Giamberardino M.A., Dragani L., Valente R. et al. Effects of prolonged L-carnitine administration on delayed muscle pain and CK release after eccentric effort. Int.J.Sports Med., 1996, 17:320.
*Gorostiaga E.M., Maurer C.A., Eclache J.P. Decrease in respiratory quotient during exercise following L-carnitine supplementation. Int.J.Sports Med., 1989, 10:169.
*Greig C., Finch K.M., Jones D.A. et al. The effect of oral supplementation with L-carnitine on maximum and submaximum exercise capacity. Eur.J.Appl.Physiol.Occup.Physiol., 1987, 56(4):457–460.
*Guzel N.A., Orer G.E., Bircan F.S. et al. Effects of acute L-carnitine supplementation on nitric oxide production and oxidative stress after exhaustive exercise in young soccer players. J Sports Med Phys Fitness, 2015, 55(1-2):9-15.
*Haghighi A.H., Foroughian M., Hamedinia M.R., Chami M.The effect of six weeks of aerobic training and L -carnitine supplementation on body fat percentage and serum lipid profiles active men. Life sciences and sports., 2011, 7: 58-61.
*Herzmann C., Whiting S.J., Thomas M. Pharmacokinetics of Acetyl-L-Carnitine Given in Single or Multiple Doses to HIV-1 Infected Patients with Toxic Peripheral Polyneuropathy. The Open AIDS J., 2008, 2: 39-42.
*Hiatt W.R., Regensteiner J.G., Wolfel E.E. et al. Carnitine and acylcarnitine metabolism during exercise in humans. Dependence on skeletal muscle metabolic state. J.Clin.Invest., 1989, 84:1167.
*Hozoori M., Mohtadinia J., Arefhosseini S. Survey of Synergistic Effect of L-carnitine with Glutamine on Body Composition and Dietary Intake in Soccer Players. J.Nutrition Food Security, 2016, 1(1):29-39.
*Huertas R., Campos Y., Díaz E. et al. Respiratory chain enzymes in muscle of endurance athletes: effectof L-carnitine. Biochem.Biophys.Res.Commun., 1992, 188,102–107.
*Jacobs Р. The Efficacy of Dietary Supplementation for Enhanced Nitric Oxide Synthesis: The Scientific Evidence. HealthScienceUSA.com., 2012, 15 pp.
*Johri A.M., Heyland D.K., Hetu M.F. et al. Carnitine therapy for the treatment of metabolic syndrome and cardiovascular disease: evidence and controversies. Nutr.Metab.Cardiovasc. Dis., 2014, 24(8):808–814.
*Karimi M., Karimi E., Mizani S. The effect of four weeks HIIT training with the use of L-carnitine on fat percentage of trained overweight women. Eur.J.Physical Education and Sport Sci., 2016, 2(1):1-12.
*Karlic H., A.Lohninger. Supplementation of L-Carnitine in Athletes: Does It Make Sense? Nutrition, 2004, 20:709 –715.
*Keller J., Ringseis R., Koc A. et al. Supplementation with l-carnitine downregulates genes of the ubiquitin proteasome system in the skeletal muscle and liver of piglets. Animal., 2012, 6(1):70–78.
*Keller J., Couturier A., Haferkamp M. et al. Supplementation of carnitine leads to an activation of the IGF-1/PI3K/Akt signalling pathway and down regulates the E3 ligase MuRF1 in skeletal muscle of rats. Nutr.Metab.(Lond). 2013, 10(1):28.
*Kraemer W.J., Volek J.S., Dunn-Lewis C. L-carnitine supplementation: influence upon physiological function. Curr.Sports Med.Rep., 2008, 7(4):218-223.
*Kreider R.B., Wilborn C.D., Taylor L. et al. ISSN exercise and sport nutrition review: research and recommendations. J.Intern.Soc.Sports Nutr., 2010, 7:7-50.
*Kruszewski M. Changes in maximal strength and body composition after different methods of developing muscle strength and supplementation with creatine, L-carnitine and HMB. Biol.Sport, 2011, 28(2):145-150.
*Leelarungrayub J., Pinkaew D., Klaphajone J. et al. Effects of L-Carnitine Supplementation on Metabolic Utilization of Oxygen and Lipid Profile among Trained and Untrained Humans. Asian J Sports Med., Dec.2016, doi: 10.5812/asjsm.38707.
*Marconi C., Sassi G., Carpinelli A., Cerretelli P. Effects of L-carnitine loading on the aerobic and anaerobic performance of endurance athletes. Eur.J.Appl.Physiol.Occup.Physiol., 1985, 54:131.
*Matera M., Bellinghieri G., Costantino G. et al. History of L-carnitine: implications for renal disease. J.Ren.Nutr., 2003, 13: 2-14.
*Miklos A., Ciulea L., Vari C.E. et al. The efficiency and safety of L-carnitine and caffeine after short- and long-term administration. Palestrica of the third millennium – Civilization and Sport, 2016, 17(3): 229–232.
*Muller D.M., Seim H., Kiess W. et al. Effects of oral L-carnitine supplementation on in vivo long-chain fatty acid oxidation in healthy adults. Metabolism, 2002, 51:1389.
*Nakhostin-Roohi B., Khoshkhahesh F., Parandak K.H., Ramazanzadeh R. L-Carnitine Supplementation and Exercise-Induced Muscle Damage. World Academy of Science, Engineering and Technology, Intern.J.Sport Exer.Sci., 2015,2(10):Abstr.
*Nałezcz K.A., Miecz D., Berezowski V., Cecchelli R. Carnitine: transport and physiological functions in the brain. Molecular Aspects of Medicine, 2004, 25:551–567.
*Nuesch R., Rossetto M., Martina B. Plasma and urine carnitine concentrations in well-trained athletes at rest and after exercise. Influence of L-carnitine intake. Drugs Exp.Clin.Res., 1999, 25:167.
*Orer G.E., Guzel N.A. The effects of acute L-carnitine supplementation on endurance performance of athletes. J.Strength Cond.Res., 2014, 28(2):514–519.
*Osorio J.H. Supplementation with carnitine for weight loss: a biochemical approach. Colomb. Med., 2011; 42: 529-535.
*Owen K.Q., Jit H., Maxwell C.V. et al. Dietary L-carnitine suppresses mitochondrial branched chain ketoacid dehydrogenase activity and enhances protein accretion and carcass characteristics of swine. J.Anim.Sci., 2001, 79(12):3104–3112.
*Oyono-Enguelle S., Freund H., Ott C. et al. Prolonged submaximal exercise and L-carnitine in humans. Eur.J.Appl.Physiol.Occup.Physiol., 1988, 58:53.
*Parandak K., Arazi H., Khoshkhahesh F., Nakhostin-Roohi B. The effect of two-week L-carnitine supplementation on exercise induced oxidative stress and muscle damage. Asian J. Sports Med., 2014, 5(2):123-128.
*Rebouche C.J. Quantitative estimation of absorption and degradation of a carnitine supplement by human adults. Metabolism, 1991, 40:1305-1310.
*Reuter S.E., Evans A.M. Carnitine and acylcarnitines: pharmacokinetic, pharmacological and clinical aspects. Clin.Pharmacokinet., 2012, 51(9):553–572.
*Roberts P. A., Bouitbir J., Bonifacio A. et al. Contractile function and energy metabolism of skeletal muscle in rats with secondary carnitine deficiency. Am.J.Physiol.Endocrinol.Metab., 309, E265–E274.
*Romijn J.A., Coyle E.F., Sidossis L.S. et al. Regulation of endogenous fat and carbohydrate metabolism in relation to exercise intensity and duration. Am.J.Physiol., 1993, 265:E380.
*Siliprandi N., Di Lisa F., Menabo R. Clinical use of carnitine. Past, present and future. Adv.Exp. Med.Biol., 1990, 272:175.
*Smith W.A., Fry A.C., Tschume L.C., Bloomer R.J. Effect of glycine propionyl-Lcarnitine on aerobic and anaerobic exercise performance. Int.J.Sport Nutr.Exerc.Metab., 2008, 18(1):19-36.
*Soop M., Bjorkman O., Cederblad G. et al. Influence of carnitine supplementation on muscle substrate and carnitine metabolism during exercise. J.Appl.Physiol., 1988, 64:2394.
*Spaniol M., Brooks H., Auer L. et al. Development and characterization of ananimal model of carnitine deficiency. Eur.J.Biochem, 2001, 268,1876–1887.
*Spaniol M., Kaufmann P., Beier K. et al. Mechanisms of liver steatosis in rats with systemic carnitine deficiency due to treatment with trimethylhydraziniumpropionate. J.Lipid.Res., 2003, 44, 144–153.
*Steiber A., Kerner J., Hoppel C.L. Carnitine: a nutritional, biosynthetic, and functional perspective. Mol.Aspects Med., 2004, 25(5–6):455–473.
*Sung D.J., Kim S., Kim J. et al. Role of l-carnitine in sports performance: Focus on ergogenic aid and antioxidant. Sci and Sports, 2016, [Epub ahead of print]. doi:10.1016/j.
*Trappe S.W., Costill D.L., Goodpaster B. et al. The effects of L-carnitine supplementation on performance during interval swimming. Int.J.Sports Med., 1994, 15:181.
*Tremblay A., Simoneau J-A., Bouchard C. Impact of exercise intensity on body fatness and skeletal muscle metabolism, "Metabolism, 1994, 7:814-818.
*Vaz F.M., Wanders R.J. Carnitine biosynthesis in mammals. Biochem.J., 2002, 361,417–429.
*Vecchiet L., Di Lisa F., Pieralisi G. et al. Influence of L-carnitine administration on maximal physical exercise. Eur.J.Appl.Physiol.Occup.Physiol., 1990, 61(5-6):486–490.
*Villani R.G., Gannon J., Self M., Rich P.A. L-Carnitine supplementation combined with aerobic training does not promote weight loss in moderately obese women. Int.J.Sport Nutr.Exerc.Metab., 2000, 10(2):199-207.
*Volek J.S., Kraemer W.J., Rubin M.R. et al. L-Carnitine L-tartrate supplementation favorably affects markers of recovery from exercise stress. Am.J.Physiol.Endocrinol.Metab., 2002, 282(2): E474-482.
*Wachter S., Vogt M., Kreis R. et al. Long-term administration of L-carnitine to humans: effect on skeletal muscle carnitine content and physical performance. Clinica Chimica Acta, 2002, 318: 51 – 61.
*Wawrzenczyk A., Nałezcz K.A., Nałezcz M.J. Effect of externally added carnitine on the synthesis of acetylcholine in rat cerebral cortex cells. Neurochem.Int., 1995, 26: 635–641.
*Winter S.C. Treatment of carnitine deficiency. J.Inherit.Metab.Dis., 2003, 26: 171-180.
*World antidoping code international standard, Prohibited List, 2017.
*Wyss V., Ganzit G.P., Rienzi A. Effects of L-carnitine administration on VO2max and the aerobic-anaerobic threshold in normoxia and acute hypoxia. Eur.J.Appl.Physiol.Occup.Physiol., 1990, 60:1.
*Zaugg C.E., Spaniol M., Kaufmann P. et al. Myocardial function and energy metabolism in carnitine-deficient rats. Cell.Mol.Life Sci., 2003, 60,767–775.
[[Категория:Спортивное_питание]]
'''Авторы''': д.м.н. [[Александр Дмитриев]], врач-эндокринолог [[Участник:Алексей_Калинчев|Алексей Калинчев]]
== Введение ==
Карнитин впервые был обнаружен в экстрактах мышечной ткани и выделен в 1905 году. Его химическая структура (3-гидрокси-4-N-триметил-аминомасляная кислота - 3- hydroxy-4-N-trimethyl-aminobutyric acid) установлена в 1927 году, а название «карнитин» дано от латинского слова "carno» (мясо). L-карнитин и его модификации – одни из наиболее часто применяемых пищевых добавок (БАДов) в спорте для улучшения физической формы и снижения отрицательного воздействия оксидативного стресса (A.Miklos и соавт., 2016; D.J.Sung и соавт., 2016). В то же время, доказательная база по целому ряду направлений (эргогенное действие при аэробных и анаэробных нагрузках, у нетренированных и тренированных атлетов, в программах снижения веса и коррекции состава тела и т.д.) весьма неоднородна и противоречива.
Отношение к пищевым добавкам L-карнитина в спортивной нутрициологии было сформулировано в 2010 году Международным Обществом Спортивного Питания (ISSN) в программной экспертной статье R.B.Kreider и соавторов. Карнитин традиционно входил в группу веществ, используемых для контроля веса. Многочисленные исследования последних лет показали, что пищевые добавки L-карнитина не повышают содержание карнитина в мышцах, не нормализуют содержание жиров, и не улучшают аэробную и анаэробную физическую готовность у лиц с избыточным весом даже в сочетании с тренировочными программами. Карнитин оказывает умеренное влияние на маркеры оксидативного стресса в процессе физических нагрузок. Тем не менее, некоторые исследования показали, что карнитин может помочь в ситуации продолжительных интенсивных нагрузок у тренированных атлетов (профессионалов и любителей) при переходе на более высокий уровень спортивной формы. Эта же позиция подтверждена Американской Коллегией Спортивного Питания в 2013 году. За период 2014-2016 годов проведены исследования, которые несколько изменили эту позицию. Так, карнитин отдаляет момент наступления физической усталости и снижает накопление лактата в мышцах. В 2015 году показано, что при 2-х недельном приеме карнитина в дозе 2 г/сутки усиливаются антиоксидантные возможности организма до и после тренировок и снижаются показатели маркеров мышечных повреждений. Таким образом, если использовать карнитин не для контроля веса, а для повышения устойчивости к высоким физическим нагрузкам у тренированных спортсменов, то он проявляет активность. Ниже будут подробно рассмотрены отдельные физиологические свойства карнитина в организме спортсменов и лиц, ведущих активный образ жизни.
Химическая структура и фармакокинетика L-карнитина при приеме внутрь
Рис.1. Химическая структура наиболее популярных пищевых добавок L-карнитина: L-карнитин (слева), ацетил-L-карнитин (в центре) и пропионил-L-карнитин (справа)
Подробное изучение фармакокинетики L-карнитина при приеме внутрь проведено A.M.Evans и соавторами (2003). Как известно, у человека пул эндогенного карнитина, включающий свободный L-карнитин и линейку коротко-, средне- и длинноцепочечных эфиров, формируется и поддерживается абсорбцией L-карнитина из пищи (регулярная диета обеспечивает 2-12 мкмол/кг/день – A.W.El-Hattab, F.Scaglia, 2015), биосинтезом в организме из незаменимых аминокислот лизина и метионина (дает дополнительно 1,2 мкмол/кг/день L-карнитина) и экстенсивной канальцевой реабсорбцией этого вещества в почках. В указанных процессах имеет значение градиент концентраций ткани/плазма крови, которая критически зависит от окисления жирных кислот. Абсорбция L-карнитина после перорального приема происходит частично за счет трансмембранного транспорта (переноса) и, особенно, за счет пассивной диффузии. После приема внутрь дозы 1-6 г, абсолютная биодоступность составляет 5-18% соответственно дозе. В противоположность этому, биодоступность карнитина из пищи достигает 75%. Таким образом, фармакологические и пищевые добавки L-карнитина абсорбируются менее эффективно, чем соответствующие маленькие количества, представленные в обычной диете. L-карнитин и его короткоцепочечные эфиры не связываются с белками плазмы крови и, хотя эритроциты содержат L-карнитин, его распределение между эритроцитами и плазмой происходит крайне медленно. После внутривенного введения начальный объем распределения составляет 0,2-0,3 л/кг, что соответствует объему внеклеточной жидкости. Существует по крайней мере три четких фармакокинетических компартмента для L-карнитина, причем пул карнитина в миокарде и скелетных мышцах является самым медленно балансирующимся. L-карнитин выводится из организма в основном через почки. В исходном состоянии почечный клиренс L-карнитина составляет 1-3 мл/мин, что меньше скорости гломерулярной фильтрации. Это доказывает наличие для этого вещества экстенсивной канальцевой реабсорбции (98-99%). Пороговая концентрация для тубулярной реабсорбции (на уровне которой фракционная реабсорбция начинает снижаться) составляет около 40-60 мкмол/л, что сходно с эндогенным уровнем L-карнитина в плазме. Поэтому почечный клиренс L-карнитина возрастает после его экзогенного введения, приближаясь по величине к скорости гломерулярной фильтрации после внутривенного введения в высоких дозах. Пациенты с первичным дефицитом карнитина (очень редкие состояния) имеют нарушения в обмене карнитина в почках и/или транспорте его в мышечную ткань. Сходным образом, при многих формах вторичного дефицита карнитина (примером является длительное, более 2-3 недель, применение мельдония – милдроната, или ХБП) возникает нарушение почечной тубулярной реабсорбции. Пациенты в конечной стадии ХБП, находящиеся на диализе, имеют вторичный дефицит L-карнитина из-за неограниченной потери карнитина через диализат, а сам карнитин в этой ситуации используется для лечения.
Как известно, в организме L-карнитин трансформируется в ацетил-L-карнитин и пропионил-L-карнитин. Кроме того, сами эти производные используются в качестве самостоятельных пищевых добавок. Поэтому в работе Y.Cao и соавторов (2009) исследована фармакокинетика L-карнитина при однократном приеме внутрь в дозе 2 грамма (средняя стандартная доза) с отслеживанием изменений концентраций L-карнитина и двух его метаболитов (ацетил-L-карнитина и пропионил-L-карнитина) в плазме крови. 12 молодых здоровых участников (6 мужчин и 6 женщин, средний возраст 27,7 года, вес 62,9 кг, рост 167 см) принимали L-карнитин в разовой дозе 2 грамма в виде водного раствора. Пробы крови брались до приема карнитина, а также каждые 30 минут после приема (до 24 часов). Базовые концентрации L-карнитина и образующихся в организме в процессе метаболизма ацетил-L-карнитина и пропионил-L-карнитина в плазме крови приведены в таблице 1. Образцы мочи брались в следующие временные интервалы: 0~2 час, 2~4 час, 4~8 час, 8~12 час, 12~24 час.
Таблица 1. Исходные значения концентрации L-карнитина, ацетил-L-карнитина и пропионил-L-карнитина в плазме крови участников исследований фармакокинетики Y.Cao и соавторов (2009).
Концентрация вещества в плазме крови мкмол/л
L-карнитин Ацетил-карнитин Пропионил-карнитин
Всего (n=12) 39.1±5.4 2.4±0.6 0.6±0.4
Мужчины (n=6) 41.5±6.0 2.5±0.7 0.7±0.4
Женщины (n=6) 36.8±4.0 2.2±0.5 0.6±0.4
Таблица 2. Основные фармакокинетические параметры после однократного приема L-карнитина в дозе 2 г. Y.Cao и соавт. (2009).
L-карнитин Ацетил-L-карнитин Пропионил-
L-карнитин
Т1/2α (час) 1.6±1.2 -------- --------
Т1/2 (час) 60.3±14.9 35.9±28.9 25.7±30.3
V1/F(L) 116.5±38.3 615.4±261.9 1163.5±1707.6
CL/F(L·h-1) 4.03±1.10 74.85±69.80 332.24±444.09
AUC(0-t) (μmol·L-1·h) 1354.4±325.0 119.5±55.8 57.9±48.5
AUC(0-∞) (μmol·L-1·h) 2676.4±708.3 166.2±77.4 155.6±264.2
Ka(h-1) 0.8±0.9 18.5±19.7 0.9±0.7
t1/2Ka(h) 1.0±0.8 0.6±0.6 1.2±0.9
Tmax(h) 3.4±0.5 2.4±0.7 3.8±0.8
Cmax(μmol·L-1) 84.7±25.2 12.9±5.5 5.1±3.1
Примечания: Т1/2α (час) – время распределения ½ введенного вещества; Т1/2 (час) – биологическое время полураспада; V1/F(л) – пероральный объем распределения в центральном компартменте; CL/F(л·час-1) – пероральный клиренс из центрального компартмента; AUC(0-t) (мкмол/л/час) – площадь под кривой «время-концентрация»; AUC(0-∞)(мкмол/л/час) - ; Ka – константа скорости абсорбции; Т1/2Ka(час) – полувремя абсорбции; Tmax(час) – время достижения максимальной концентрации; Cmax(мкмол/л) – максимальная концентрация.
Рис.2 (левые графики А, В и С) – кривые средних концентраций L-карнитина (А), ацетил-L-карнитина (В) и пропионил-L-карнитина (С) после приема одиночной дозы 2 г L-карнитина. По оси абсцисс – время (час).
Рис.3 (правые графики А, В и С) – сравнительные кривые средних концентраций L-карнитина (А), ацетил-L-карнитина (В) и пропионил-L-карнитина (С) после приема одиночной дозы 2 г L-карнитина у мужчин и женщин. Из Y.Cao и соавт. (2009).
Рис.4. Аккумулированные показатели экскреция с мочой L-карнитина (A), ацетил-карнитина (B), пропионил-карнитина (С) и скорость экскреции L-карнитина с мочой (А) после приема одиночной дозы 2 г L-карнитина. Y.Cao и соавт. (2009). По оси абсцисс – фиксированные временные промежутки взятия проб мочи (час).
Как видно из таблицы 1, между мужчинами и женщинами не отмечено различий в базовых концентрациях карнитина и его метаболитов. Из графиков на рисунках 2 и 3 также видно отсутствие гендерных различий в динамике концентраций карнитина, ацетил-карнитина и пропионил-карнитина в плазме крови после приема 2 г L-карнитина во время всего периода исследования. Корреляционный анализ выявил достоверную связь между изменениями концентраций L-карнитина и ацетил-L-карнитина, L-карнитина и пропионил-L-карнитина, а также ацетил-L-карнитина и пропионил-L-карнитина. 24-часовая аккумулированная экскреция L-карнитина с мочой (613,5±161,7 мкмол) была выше таковой для ацетил-L-карнитина (368,3±134,8 мкмол, P<0.01)) и пропионил-L-карнитина (61,3±37,8 мкмол, P<0.01) (рис.4). Скорость выведения L-карнитина с мочой составила в среднем 6,1% в течение 24 часов после приема внутрь. Анализируя полученные данные (таблица 2), авторы делают следующие выводы: 1) после приема 2 г L-карнитина доминирующим метаболитом в течение всего периода наблюдения остается сам L-карнитин, максимальная концентрация которого и площадь под кривой «концентрация-время» значительно выше, чем ацетил-L-карнитина и пропионил-L-карнитина ( примерно в 7 и 17 раз, соответственно; 2) отсутствуют гендерные различия в фармакокинетике L-карнитина и его метаболитов; 3) L-карнитин в плазме крови живет дольше, чем его метаболиты (примерно в 1,5-2,5 раза); 4) тонкий кишечник – основное место абсорбции L-карнитина, а сам процесс всасывания характеризуется медленным поступлением в слизистую кишечника, длительным накоплением в этих тканях и постепенным поступлением в кровяное русло (2-2,5 часа). После перорального приема пищевых добавок максимальная концентрация L-карнитина достигается через 3-4 часа; 5) имеется корреляция между изменениями концентрации всех трех аналогов карнитина в плазме крови, что свидетельствует о направленности метаболизма L-карнитина с образованием ацетил-L-карнитина и пропионил-L-карнитина уже в процессе всасывания в кишечнике. Как уже отмечалось выше, всасывание L-карнитина в виде пищевых добавок происходит медленнее и в меньших объемах, чем в составе пищи (установлено C.J.Rebouche еще в 1991 году). Кроме того, только 6,3% дозы L-карнитина, принятой внутрь, обнаруживается в моче в неизмененном виде, а 34% представлено метаболитами, преимущественно [3H]-триметиламин-N-оксидом. 22% выводятся с фекалиями, в основном в виде γ-бутиробетаина. Эти данные и выводы о фармакокинетике L-карнитина при однократном приеме в стандартной дозе 2 г/день полезны для установления режимов нутритивно-метаболической поддержки (НМП) спортсменов как с помощью самого L-карнитина, так и популярных пищевых добавок его производных – ацетил-L-карнитина и пропионил-L-карнитина.
Для планирования НМП с использованием аналогов L-карнитина важен режим приема в течение дня. В работе C. Herzmann и соавторов (2008) показано, что однократный прием ацетил-L-карнитина в дозе 3 г/день и двукратный прием этого же вещества по 1,5 г 2 раза в день, дают одинаковый подъем концентрации метаболитов L-карнитина в плазме крови. Таким образом, не имеет принципиального значения, принимать ли L-карнитин однократно или два раза в день.
Еще одним важным аспектом фармакокинетики L-карнитина и его аналогов является определение режимов курсового применения, поскольку, как считает ряд экспертов, положительные эргогенные свойства L-карнитина проявляются не сразу (при однократном приеме), а постепенно (от 2-3 недель до 2-3 месяцев применения). В работе S. Wachter и соавторов (2002) исследовано влияние ежедневного приема L-карнитина в дозе 2 г 2 раза в день в течение 3-х месяцев на концентрации L-карнитина в плазме крови и скелетных мышцах, а также состав тела и показатели физической готовности у молодых средней тренированности мужчин. В исследовании применялся велоэргометрический тест в течение 10 минут при 20%, 40% и 60% индивидуальной максимальной рабочей нагрузке (Pmax) до истощения. Как видно из рис.5, 3-х месячный прием L-карнитина приводил
Рис.5. Динамика концентрации карнитина в плазме крови (мкмол/л, ось ординат, графики слева) и почечная экскреция карнитина (мкмол карнитин/мкмол креатинин, ось ординат, графики справа) при курсовом 3-х месячном приеме L-карнитина (ось абсцисс) в дозе 2 г 2 раза в день молодыми здоровыми средней тренированности мужчинами. Черные кружки – общий карнитин, белые – свободный карнитин. Из S.Wachter и соавт. (2002).
к достоверному удвоению концентраций как общего L-карнитина в плазме крови, так и свободного L-карнитина. Полное восстановление исходных концентраций L-карнитина происходило в течение 2-х месяцев после прекращения приема пищевой добавки. Динамика изменений почечной экскреции практически полностью повторяет динамику изменений L-карнитина в плазме крови. Однако, эти явные и достоверные фармакокинетические изменения в крови и моче не сопровождались значимыми изменениями ни физических показателей (VO2max, RERmax, и Pmax), ни увеличением концентрации L-карнитина в мышечной ткани или возрастанием активности митохондриальных ферментов цитрат синтазы и цитохромоксидазы и пролиферации митохондрий, ни изменениями состава мышечных волокон (по результатам биопсии мышц). Авторы делают заключение, что курсовое 3-х месячное применение L-карнитина в дозе 2 г 2 раза в день удваивает оборот L-карнитина в организме, но этот процесс не приводит к соответствующим сдвигам в биохимии и физиологии скелетных мышц, способствующим проявлениям эргогенного эффекта L-карнитина. Следовательно, эргогенное действие L-карнитина и его аналогов, проявляющееся при их курсовом приеме у определенной категории спортсменов высшей квалификации при интенсивных пролонгированных тренировках (см.ниже в обзоре), не может быть объяснено только накоплением L-карнитина в скелетных мышцах и последующей активизацией митохондриальных процессов.
Фармакодинамика (механизмы действия) L-карнитина
В соответствии с имеющимися представлениями (M. Evans и соавт., 2017) L-карнитин – условно незаменимая аминокислота, - обнаруживается преимущественно в скелетных мышцах (S.E.Reuter, A.M.Evans, 2012), и эндогенно синтезируется в печени и почках человека (A.Steiber и соавт., 2004). L-карнитин необходим для энергетического метаболизма жиров, белков и углеводов (S.E.Reuter, A.M.Evans, 2012). Главная его роль заключается в транспорте длинноцепочечных жирных кислот к матрице митохондрий для последующего бета-окисления (S.E.Reuter, A.M.Evans, 2012). Кроме того, L-карнитин увеличивает биосинтез протеинов за счет сбережения использования аминокислот для продукции энергии (K.Q.Owen и соавт., 2001). L-карнитин также подавляет гены, ответственные за деградацию протеинов в скелетной мускулатуре (J.Keller и соавт., 2012), и снижает конъюгаты мышечного RING-finger protein-1 (MuRF1 – новый ген миоцитов) и убиквитин-протеинa, участвующих в катаболизме белков, и увеличивает уровни IGF-1 и Akt1 (J.Keller и соавт., 2013). Таким образом, множественная направленность влияния L-карнитина на внутриклеточные процессы, выявленная в последние несколько лет, не позволяет однозначно трактовать метаболические эффекты этой аминокислоты только с позиции изменения жирового обмена и бета-окисления жирных кислот в митохондриях (см. в разделе «Фармакокинетика» отсутствие связи повышенного экзогенного поступления L-карнитина, изменения внутриклеточных концентраций L-карнитина и свойств мышечных волокон, и проявлений эргогенных свойств). Противоречивость клинических данных в спортивной нутрициологии о действии L-карнитина (наличие или отсутствие эргогенного эффекта в различных исследованиях) также может быть обусловлена попытками однозначной трактовки данных в связи с регулированием обмена липидов. Общая схема метаболизма L-карнитина представлена на рис.6 (из работы Л.А.Балыковой и соавт., 2011).
Рис.6. Фармакодинамика L-карнитина в организме. Из Л.А.Балыкова и соавт. (2011).
Метаболизм L-карнитина исследован достаточно подробно (рис.6). Традиционно важная роль отводится бета-окислению жирных кислот с последующим увеличением доступности АТФ для выполнения механической работы (Е.М.Gorostiaga и соавт., 1989). Процесс бета-окисления состоит в последовательном укорочении цепочек жирных кислот с продукцией ацетил-CoA. Поскольку активированные длинноцепочечные жирные кислоты не способны проникать через внутреннюю митохондриальную мембрану, процесс укорочения их цепи обязательно предшествует их карнитин-зависимому транспорту в митохондриальное трансмембранное пространство. Процесс начинается с образования ацил-коэнзима А (acyl-CoA) с помощью ацил-коэнзим А-синтетазы (LCAS), которая локализуется в наружной митохондриальной мембране. Далее в процесс включаются потенциал-зависимые анионные каналы, через которые осуществляется активное движение жирных кислот. На этом этапе жирные кислоты подвергаются воздействию ацил-карнитина с ферментом CPT-I, который также находится на наружной митохондриальной мембране. Продукты этой реакции – эфиры карнитина, - транспортируются в митохондриальную матрицу посредством ряда биохимических реакций. Внутри матрицы эфиры ацил-карнитина трансформируются в соответствующие эфиры коэнзима А. Бета-окислительный процесс жирных кислот с очень длинной цепью происходит главным образом в пероксисомах, в то время как длинноцепочечные жирные кислоты окисляются и в пероксисомах и в митохондриях. Продукты окисления (включая промежуточные) окончательно метаболизируют до СО2 и воды. Пищевые добавки L-карнитина усиливают окисление жирных кислот в мышцах с получением АТФ, что может отсрочить использование гликогена мышечных клеток и, тем самым, отдалить начало развития усталости при физических нагрузках. В этом заключается гипотетический механизм эргогенного гликоген-сберегающего действия L-карнитина, который, как предполагается, переключает получение энергии из углеводного на жировой источник. Такой механизм может (опять же теоретически) увеличивать выносливость (отдалять наступление усталости).
L-карнитин при физических нагрузках – эргогенный эффект
Динамика внутримышечного L-карнитина в процессе физических нагрузок. В ходе тренировок происходит снижение концентрации L-карнитина в клетках скелетных мышц, пропорциональное интенсивности и длительности физических нагрузок (H.Karlic, A.Lohninger, 2004). Во время отдыха около 80% общего пула L-карнитина представлено самим L-карнитином, 15% - короткоцепочечными ацил-карнитинами, и 5% - длинноцепочечными ацил-карнитинами. В ходе низкоинтенсивных тренировок (например, ниже лактатного порога) не наблюдается изменений качественного и количественного состава пула карнитина. В противоположность этому, уже при 10-минутной высокоинтенсивной физической нагрузке происходит перераспределение пула карнитина в пользу короткоцепочечного ацил-карнитина: L-карнитин начинает занимать от 20 до 50%, а короткоцепочечные ацил-карнитины – 45-75% от общего пула карнитина (J.A.Romijn и соавт., 1993). Изменение соотношения компонентов пула карнитина в мышечных клетках при физических нагрузках по сравнению с состоянием покоя показано на рис.7 в обобщенном виде (из презентации E.P.Brass). Это перераспределение исчезает медленно после прекращения высокоинтенсивной физической нагрузки. Так, после 30-
Рис.7. Соотношение вне- (плазма крови) и внутриклеточных (скелетные мышцы) компонентов пула карнитина в покое (REST) и при физических нагрузках (EXERCISE). Преобладание L-карнитина (4000 мкмол) над ацил-карнитином (400 мкмол) в мышечных клетках в покое, и обратная ситуация при нагрузке: преобладание ацил-карнитина (3900 мкмол) над L-карнитином (500 мкмол). Из презентации E.P.Brass.
минутной высокоинтенсивной тренировки не происходит полного восстановления структуры пула карнитина до состояния в период отдыха даже в течение 60 минут. Интересно, что на фоне таких драматических (по выражению H.Karlic и A.Lohninger, 2004) изменений пула карнитина в мышцах, повышение L-карнитина в плазме крови намного меньше, чем можно было бы ожидать (W.R.Hiatt и соавт., 1989). Суммарные результаты большинства исследований показывают, что появление значимых изменений в метаболизме карнитина зависит от интенсивности нагрузок, а эргогенное действие пищевых добавок L-карнитина проявляется преимущественно при высокой физической нагрузке (по продолжительности и величине). При этом даже небольшое повышение уровня внутримышечного карнитина требует длительного приема пищевых его добавок. Данные по исследованию пищевых добавок L-карнитина в спорте приведены в таблице 3.
Дополнительно, L-карнитин может проявлять свое эргогенное действие увеличением выносливости. Для проявления такого действия с точки зрения теории необходимо соблюдение следующих условий: концентрации карнитина в мышцах должны быть снижены до такого уровня, которые позволяют карнитин-ацилтрансферазе действовать с большей скоростью и поддерживать повышение скорости окисления жиров в процессе физической нагрузки; пероральный прием карнитина в различных формах должен вызывать повышение концентрации карнитина в мышцах; данное повышение концентрации карнитина в мышцах должно приводить к возрастанию окисления внутриклеточных жирных кислот и триацилглицеролов в условиях нагрузки и снижению распада гликогена мышц. Все эти взаимосвязанные процессы теоретически должны приводить к замедлению развития усталости. Определенные подтверждения данному положению имеются в клинических исследованиях в спортивной нутрициологии (таблица 3).
Таблица 3. Суммарные данные по исследованию пищевых добавок L-карнитина в спорте. По H.Karlic и A.Lohninger (2004) с дополнениями за период 2005-2016.
Автор Количество участников дозирование, Основные результаты
Улучшение функции мышц, физической готовности и/или восстановления после приема пищевых добавок L-карнитина (эргогенное действие)
Dragan и соавт., 1987 n=17. 1 г до тренировки Достоверные изменения FFA, триацилглицеро-лов, LA после нагрузки, повышение физической готовности спортсменов
Siliprandi и соавт., 1990 n=10. 2 г до ВТ Стимуляция активности PDH, снижение в плазме лактата и пирувата.
Vecchiet и соавт., 1990 n=10. 2 г до ВТ Возрастание VO2макс.
Huertas и соавт., 1992 n=14. 2 г/день 4 недели Повышение активности ы мышцах ферментов, связанных с дыханием
Arenas и соавт., 1994 n=16. 2 г/день 4 недели Повышение активности PDH-комплекса ферментов и VO2макс у бегунов на длинные дистанции.
Marconi и соавт., 1985 n=6. 4 г/день 2 недели Возрастание VO2макс.
Angelini и соавт., 1993 n=47. 6 г + инфузия глюкозы Снижение индуцированного возрастания глюкозы плазмы.
Gorostiaga и соавт., 1989 n=10. 2 г/день 28 дней Увеличение потребления жиров, ниже RQ, без изменения лактата, глюкозы
Wyss и соавт., 1990 n=7. 3 г/день 7 дней Ниже RQ.
Muller и соавт., 2002 n=10. 3 г/день 10 дней Увеличение окисления длинноцепочечных ЖК, ниже RQ.
Dragan и соавт., 1989 n=110. 1 г/день 3 недели (молодые атлеты) Улучшение физической формы, снижение накопления LA.
Dragan и соавт., 1988 n=7. 1 г/день 6 недель + 2 г/день в течение 10 дней до соревнования Снижение физического стресса и повышение готовности.
Arenas и соавт., 1991 n=24. 1 г/день 6 недель Позитивное влияние на восстановление, пред-отвращение снижения содержания карнитина в организме.
Giamberardino и соавт., 1996 n=6. 3 г/день 3 недели Уменьшение повреждения мышц.
Kraemer и соавт., 2008 n=10. 2 г/день 3 недели Уменьшение повреждения мышц.
Нет улучшения функции мышц и физической готовности после приема пищевых добавок L-карнитина (нет эргогенного действия)
Greig и соавт., 1987 2 г/день 14 или 28 дней Нет изменений VO2макс
Colombani и соавт., 1996 n=7. 2 г до старта и после 20 км марафона Нет эффекта
Nuesch и соавт., 1999 n=9. 1 г до и после велоэргометрии Нет эффекта в условиях максимальных нагрузок.
Villani и соавт., 2000 n=8. 4 г/день 14 дней Нет изменений в содержании карнитина и накоплении лактата в мышцах.
Decombaz и соавт., 1993 n=9. 3 г/день 7 дней Нет изменений в ЧСС, чувстве усталости и параметрах крови.
Soop и соавт.,
1988 n=7. 5 г/день 5 дней Нет изменений в потреблении нутриентов мышцами.
Oyono-Enguelle и соавт., 1988 n=10. 2 г/день 4 недели Нет влияния на VO2макс.
Trappe и соавт., 1994 n=20. 2 г/день 7 дней. Нет влияния на показатели при высокоин-тенсивных анаэробных нагрузках.
Eizadi M и соавт., 2009 n=34. 3 г за 90 мин до нагрузки однократно Карнитин не влияет на выносливость (велоэргометрия), изменения ЧСС и транспорт FFA в мышцах.
Hozoori и соавт., 2016 n=28. 2 г/день 3 недели Снижение субъективного чувства усталости, но нет изменений состава тела (веса, ТМТ, % жира, % мышечной массы) и потребления пищи.
Комбинированное применение L-карнитина с другими фармаконутриентами
Kruszewski, 2011 Бодибилдинг n=63, изо-метрический тренинг n=69, пауэрлифтинг n=50. Карнитин+креатин+НМВ Эргогенное действие обусловлено НМВ, меньше – креатин. Карнитин не играет какой-либо роли в силовых дисциплинах.
Hozoori и соавт., 2016 n=28. 2 г/день 3 недели карнитин+глутамин Снижение субъективного чувства усталости, но нет изменений состава тела (веса, ТМТ, % жира, % мышечной массы) и потребления пищи. Нет синергизма карнитина и глутамина.
Evans и соавт., 2017 n=42 (пожилые). Карнитин 1,5 г; лейцин 2 г; креатин 3 г. 8 недель. Улучшение состава тела, силы и мощности мышц. Увеличение синтеза mTOR-протеина. Комбинация рекомендована пожилым.
Примечания: FFA – свободные жирные кислоты; LA – молочная кислота; ВТ – высокоинтенсивная тренировка; PDH – пируват-дегидрогеназа; VO2макс – максимальный объем потребления кислорода; ЖК – жирные кислоты; ЧСС – частота сердечных сокращений. RQ – дыхательный коэффициент - отношение объема углекислого газа, поступающего из крови в альвеолы легких, к объему кислорода, поглощаемого альвеолами (обычно=0,8). L-карнитин может снижать RQ у спортсменов, что отражает более эффективное сжигание жиров и меньшую утилизацию глюкозы.
Увеличение выносливости в командных видах спорта под влиянием L-карнитина подтверждено в рандомизированном двойном-слепом исследовании G.E.Orer и N.A.Guzel (2014). У 26 молодых футболистов (возраст 17-19 лет, кандидаты в профессиональную футбольную команду высшей лиги Турции) изучалось наличие и дозо-зависимость эффекта пищевых добавок L-карнитина при однократном приеме в дозах 3 (LK-3) и 4 (LK-4) г/день в отношении накопления лактата. Режим регулярных физических нагрузок включал 5 тренировочных дней в неделю (4 тренировки и один матч). Тестирование показателей физической формы проводилось на беговой дорожке при начальной скорости бега 8 км/час с постепенным нарастанием до 10 км/час и дальнейшим увеличением на 1 км/час до полного отказа. Образцы крови для определения лактата брались до, во время бега и после его окончания. Анализ данных показал, что L-карнитин повышает лактатный порог (необходима большая скорость бега для увеличения содержания лактата в плазме крови) и уменьшает количество лактата в крови по сравнению с плацебо в конце нагрузочного периода. Этот эффект не носит дозо-зависимого характера (действие доз 3 и 4 грамма примерно одинаково). В то же время необходимо подчеркнуть, что меньшие дозы L-карнитина при однократном приеме (1-2 г) перед марафонским бегом 20 км (P.Colombani и соавт., 1996) и беговым тестом на дорожке в лабораторных условиях (R.Nuesch и соавт., 1999) не изменяли содержание лактата в крови. Таким образом, положительный эргогенный эффект L-карнитина при однократном приеме в отношении выносливости проявляется только при превышении дозы свыше 3 грамм, и сопровождается повышением лактатного порога и уменьшением динамики накопления лактата в плазме крови, без влияния на физиологические параметры.
При хроническом приеме L-карнитина в дозе 4 г/день спортсменами-мужчинами (n=14) не обнаружено изменений лактата крови во время тренировок по сравнению с контролем, а также изменений уровня мышечного карнитина (C.Barnett и соавт., 1994). Сходные отрицательные результаты хронического приема L-карнитина в дозе 3 г/день в отношении лактата, сердечного ритма, потребления кислорода и паттерна жирных кислот крови получены и в другой работе (J.Decombaz и соавт., 1993). Это означает, что имеет место адаптация метаболизма L-карнитина к постоянному экзогенному поступлению этого соединения.
Сравнительная эффективность эргогенного действия L-карнитина у тренированных и нетренированных лиц. Выраженность эргогенного действия L-карнитина при введении в организм может определяться не только интенсивностью и продолжительностью тренировок, но и исходным уровнем тренированности человека (общей физической активностью, паттерном тренировочного процесса). В работе J.Leelarungrayub и соавторов (2016) проведена оценка эффективности одиночной дозы карнитина на метаболические процессы, показатели беговой активности (тестовая физическая нагрузка) и профиль липидов плазмы крови у двух категорий лиц: 1) с низкой физической активностью (НФА); 2) спортсменов.
Таблица 4. Метаболические изменения и показатели во время бега до и после приема L-карнитина у лиц с разной спортивной подготовкой
Показатели Лица с низкой физической активностью - НФА (n=15) Спортсмены (n=15)
Контроль Плацебо L-карнитин Контроль Плацебо L-карнитин
VO2 (80% MHR) 28,6±1,2 29,4±1,5 32,8±1,9** 29,7±1,6 27,1±1,4 36,0±1,9*
VT 3,2±0,5 3,1±0,5 3,4±0,7 3,4±0,5 3,5±1,3 5,3±0,6*
RT 9,4±1,4 9,3±1,7 9,4±1,7 8,9±1,1 9,4±1,1 11,1±1,2*
F (80%
MHR) 4,2±1,6 4,1±1,4 3,8±1,0 4,5±1,8 4,1±1,0 3,4±1,0**
Примечания: VO2 (80% MHR) – потребление кислорода при 80% MHR (мл/кг/мин); VT – вентиляционный порог (мин); RT – время бега (мин); F (80% MHR) - усталость при нагрузке в 80% MHR (максимальная частота сердечных сокращений). * - достоверные изменения по сравнению с другими группами; ** - достоверные изменения по сравнению с контролем и плацебо в группе.
В исследовании приняло участие 30 человек, из которых половина представляла игроков в футбол, баскетбол и специалистов по стендовой стрельбе. Их показатели сравнивались с мало-тренирующимися мужчинами (менее 3 раз в неделю и низкая интенсивность тренировок). L-карнитин принимался внутрь в капсулах по 500 мг в суммарной однократной дозе 2 г/день за час до тестирования на беговой дорожке. В таблице 4 представлены данные, отражающие изменения утилизации энергии. У лиц с НФА на фоне L-карнитина отмечено достоверное повышение уровня VO2 при 80% MHR по сравнению с плацебо (+11,6%). Сходные, но более выраженные изменения отмечены у атлетов на фоне приема карнитина (+32,8%). У спортсменов отмечено также достоверное повышение вентиляционного порога (+51,4%), времени бега до усталости по беговой дорожке (+18%) и снижение субъективного чувства усталости после нагрузки по визуальной аналоговой шкале (-17%), чего не наблюдалось в группе лиц с НФА. В группе НФА также не отмечено изменений профиля липидов плазмы крови (холестерола, триглицеридов, HDL и VLDL). У спортсменов отмечено снижение уровня триглицеридов (-11,8%), без изменения других показателей липидного обмена. Полученные данные показывают, что L-карнитин увеличивает потребление кислорода в ответ на физическую нагрузку, причем в большей степени у хорошо тренированных лиц. Авторы считают это проявлением базового механизма действия L-карнитина – бета-оксидацию жиров в митохондриях скелетных мышц (A.M.Johri и соавт., 2014). Таким образом, дополнительный прием карнитина увеличивает продукцию энергии, защищает ткани от оксидативного стресса и воспаления в процессе тренировок. Важным результатом данного исследования является увеличение времени бега до усталости, повышение вентиляционного порога и снижение субъективного чувства усталости у спортсменов, что в совокупности говорит об увеличении выносливости. Этот феномен отсутствует у лиц, не привыкших к постоянным повышенным физическим нагрузкам. Следовательно, у спортсменов (тренированных лиц) прием даже одиночной дозы L-карнитина 2 г/день за 60 минут до нагрузки может повышать выносливость. С другой стороны, у нетренированных лиц L-карнитин при однократном приеме перед нагрузкой неэффективен.
Возможно, с возрастом адаптационная способность карнитинового метаболического цикла снижается, и введение экзогенного карнитина становится эффективным даже при низкой физической нагрузке или без нее, а также проявляется синергизм карнитина с другими нутриентами-нутраболиками (лейцин, креатин). Так, в работе M.Evans и соавторов (2017) показано, что 8-недельный курсовой прием карнитина поддерживает мышечную массу и силу (препятствует ее снижению) у пожилых лиц, а его комбинация с креатином и лейцином – увеличивает эти показатели по сравнению с исходными величинами. Возможно, что в данной ситуации, как и в спорте высших достижений при критических и продолжительных нагрузках, имеет место выраженный дефицит карнитина. Такой резкий дефицит может быть обязательным условием для проявления эргогенного эффекта L-карнитина.
Влияние L-карнитина на потребление пищи и состав тела спортсменов. Оценка влияния пищевых добавок L-карнитина в отдельности и в комбинации с L-глутамином на состав тела и потребление пищи у профессиональных футболистов проведено M.Hozoori и его коллегами в 2016 году.
Таблица 5. Характеристика участников исследования M.Hozoori и соавт. (2016)
Показатели Исследуемые группы
Плацебо Карнитин+Глутамин Глутамин Карнитин
Возраст (годы) 20,7 ± 0,7 21,2 ± 0,6 21,2 ± 0,6 20,7 ± 0,7
Рост (см) 171,7 ± 6,0 173,0 ±4,2 173,0 ± 5,8 175,0 ± 5,1
Вес (кг) 65,2 ± 7,1 59,9 ± 6,2 61,5 ± 7,6 64,9 ± 4,4
ИМТ (кг/м2) 22,2 ± 2,8 19,9 ± 1,6 20,5 ± 1,9 21,2 ± 1,4
Жировая масса (%) 15,5 ± 1,7 12,8 ± 3,1 16,3 ± 3 12,6 ± 3,1
VO2макс (мл/кг/мин) 42,1 ± 7,8 45,7 ± 6,2 47,5 ± 5,8 44,0 ± 5,3
История тренировок (месяцы) 56,0 ± 8,1 55,4 ± 5,3 51,7 ± 7,3 52,6 ± 4,8
Таблица 6. Сравнение состава тела в 4-х группах участников до и после пищевых интервенций (M.Hozoori и соавт., 2016)
Показатели/группы До приема добавок После приема добавок
Вес (кг)
Карнитин
Глутамин
Карнитин+Глутамин
Плацебо
59,9 ± 6,2
61,5 ± 7,6
64,9 ± 4,4
65,2 ± 7,2
60,7 ± 6,1
61,5 ± 7,8
65,4 ± 4,9
65,5 ± 7,1
Общая вода тела (кг)
Карнитин
Глутамин
Карнитин+Глутамин
Плацебо
38,2 ± 3,8
37,0 ± 4,6
41,6 ± 2,6
39,5 ± 3,0
39,1 ± 3,9
37,6 ± 4,7
42,3 ± 2,5
39,8 ± 3,2
Общий протеин тела (кг)
Карнитин
Глутамин
Карнитин+Глутамин
Плацебо
10,3 ± 1,1
10,1 ± 1,2
11,3 ± 0,7
10,9 ± 0,9
10,4 ± 1,2
10,2 ± 1,2
11,4 ± 0,6
11,0 ± 0,8
Общая мышечная масса тела (кг)
Карнитин
Глутамин
Карнитин+Глутамин
Плацебо
29,1 ± 3,2
28,4 ± 3,6
32,0 ± 2,1
30,9 ± 2,5
29,7 ± 3,3
28,8 ± 3,4
32,4 ± 2,1
31,1 ± 2,4
Индекс Массы Тела (ИМТ, кг/м2)
Карнитин
Глутамин
Карнитин+Глутамин
Плацебо
19,9 ± 1,6
20,5 ± 1,9
21,2 ± 1,4
22,1 ± 2,8
20,2 ± 1,5
20,5 ± 2,0
21,3 ± 1,5
22,2 ± 2,8
Общий жир тела (кг)
Карнитин
Глутамин
Карнитин+Глутамин
Плацебо
7,7 ± 2,2
10,2 ± 2,6
8,2 ± 2,3
10,4 ± 5,8
7,3 ± 1,7
9,3 ± 2,3
7,8 ± 2,6
9,9 ± 6,2
Процент жира тела (%)
Карнитин
Глутамин
Карнитин+Глутамин
Плацебо
12,8 ± 3,1
15,3 ± 3,0
12,5 ± 3,1
14,6 ± 7,1
12,2 ± 2,6
14,9 ± 2,7
11,8 ± 3,7
14,9 ± 7,5
Таблица 7. Сравнение показателей физической готовности в 4-х группах участников до и после пищевых интервенций (M.Hozoori и соавт., 2016)
Показатель Карнитин Глутамин Карнитин+Глутамин Плацебо
VO2макс (мл/кг/мин)
До
После
44,0 ± 5,3
45,0 ± 5,0
45,7 ± 5,8
41,8 ± 4,1
45,7 ± 2,4
45,1 ± 3,1
42,1 ± 7,7
42,6 ± 4,7
Дистанция (м)
До
После
1020 ± 161
1040 ± 151
1120 ± 160
1047 ± 98
1072 ± 83
1078 ± 91
1005 ± 152
994 ± 148
Время бега (сек)
До
После
753 ± 75
763 ± 75
791 ± 71
760 ± 42
776 ± 38
779 ± 45
745 ± 69
739 ± 77
Усталость (VAS, мм)
До
После
75,7 ± 17
57 ± 19*
67,0 ± 13
71,4 ± 11
53,6 ± 30
58,6 ± 24
64,3 ± 8
61,4 ± 14
Примечания: VAS – визуальная аналоговая шкала субъективной оценки усталости в мм.
В рандомизированном двойном-слепом плацебо-контролируемом (РДСПК) исследовании приняло участие 28 профессиональных мужчин-футболистов, антропометрические данные и некоторые другие показатели которых приведены в таблице 5. Они были разделены на 4 группы: 1) прием 2 г L-глутамина; 2) 2 г L-карнитина; 3) 2 г L-карнитина + 2 г L-глутамина и 4) плацебо, - в течение 21 дня. Оценка показателей физического состояния проводилась до и после курса приема пищевых добавок. Результаты показали отсутствие изменений состава тела (веса, ТМТ, % жира, % мышечной массы) и потребления пищи на фоне любых вариантов пищевых добавок (табл.6). Различий между группами по этим показателям также не обнаружено. В то же время, в группе, принимавшей L-карнитин в течение 3-х недель в дозе 2 г/сутки, выявлено достоверное снижение субъективного чувства усталости (табл.7). Не обнаружено синергизма в действии карнитина и глутамина, что ставит под сомнение целесообразность такой комбинации для НМП футболистов (возможно, в командных видах спорта в целом), и более предпочтительным является использование только L-карнитина.
L-карнитин как потенциальный непрямой донатор оксида азота в спорте. N.A. Guzel и соавторы (2015) исследовали влияние однократного приема пищевых добавок двух разных доз L-карнитина на продукцию оксида азота и проявления оксидативного стресса после истощающих тренировок у молодых футболистов. В рандомизированном перекрестном исследовании приняло участие 26 молодых здоровых мужчин в возрасте 17-19 лет, которые были разделены на две группы в соответствии с дозой L-карнитина – 3 (n=13) и 4 (n=13) г/день в составе 200 мл фруктового сока. Через 1 час после приема пищевых добавок проводился тест на беговой дорожке с начальной скоростью 8 км/час и последующим увеличением скорости бега на 1 км/час каждые 3 минуты с 1 минутой отдыха перед каждым этапом увеличения скорости бега до полного истощения спортсмена. Образцы крови брались до теста и в течение 5 минут после его окончания. Через неделю «отмывочного» периода вся процедура повторялась вновь, но уже с приемом плацебо. В плазме крови определялось: содержание нитрат-нитритов (NOx), которые, как известно, являются конечными стабильными продуктами оксида азота; TBARs - как показатель перекисного окисления липидов; уровни антиоксиданта глутатиона (GSH). Результаты показали, что L-карнитин в дозе 3 грамма оказывает отчетливое антиоксидантное действие, выражающееся в достоверном повышении уровней GSH и NOx и снижении уровня TBARs. Это свидетельствует о присутствии в механизме действия L-карнитина стимулирующего влияния на процесс образования оксида азота, что роднит это вещество с такими известными веществами как аргинин и цитруллин (см. обзор «Донаторы оксида азота»). Однако, как и в случае с другими непрямыми стимуляторами образования окиси азота, неясна роль этого механизма в увеличении выносливости в спорте при приеме добавок L-карнитина.
Полученные результаты послужили основанием для создания комбинированного варианта – сочетания L-карнитина с аминокислотой аргинином. Патентованная формула носит название ацетил L-карнитин аргината дигидрохлорид с молекулярно связанной аминокислотой аргинином (коммерческое наименование АргиноКарн (ArginoCarn®). В работе R.J.Bloomer и соавторов (2009) показано, что комбинация карнитина и аргинина достоверно повышает концентрацию оксида азота в плазме крови в состоянии покоя, но не меняет при этом других метаболических параметров. К сожалению, эффективность данной комбинации в спорте остается неясной.
Другая серия исследований лаборатории R.J.Bloomer (R.J.Bloomer и соавт., 2007; Р. Jacobs, 2012) касается нового производного – глицин пропионил-L-карнитина гидрохлорида (коммерческое наименование ГликоКарн - glycine propionyl- L-carnitine HСl, GlycoCarn® - сокращенно GPLC), который был впервые разрешен к широкому применению в США в качестве пищевой добавки в 2005 году. Формула состоит из пропионилового эфира карнитина и глицина. R.J.Bloomer и соавторы выполнили два разных контролируемых исследования. В первом (W.A.Smith и соавт., 2008) изучено влияние 8-недельного приема GPLC в дозах 1,5 г и 4,5 г в день (третья группа – плацебо) в условиях циклической тренировочной программы на выносливость у 42 нетренированых мужчин и женщин. До и после тренировочной программы у участников регистрировались основные параметры физических функций (wingate-тест), маркеры оксидативного стресса и показатели работы сердечно-сосудистой системы. В группах с приемом GPLC, в отличие от плацебо, достоверно снижались уровни маркеров оксидативного стресса, при сохранении одинакового прироста показателей физической готовности в wingate-тесте во всех трех группах, отсутствии различий в динамике максимального потребления кислорода до и после физической нагрузки. В то же время выявилась тенденция к увеличению анаэробного порога в группах, принимавших GPLC (9-10% по сравнению с 3% в плацебо-группе). Одним из вероятных объяснений таких изменений является параллельное возрастание концентраций оксида азота в крови, носящее дозо-зависимый характер: в группе, принимавшей 4,5 г GPLC в день увеличение составило +55%; в группе с 1,5 г GPLC - +13%; в группе плацебо - +8%.
Второе исследование явилось логическим продолжением и расширением первого. И если в первой работе участниками были нетренированные лица, то во второй – 15 постоянно тренирующихся мужчин. GPLC в дозе 4,5 г/день принимался участниками в течение месяца в сравнении с плацебо. Рандомизированное двойное-слепое плацебо-контролируемое исследование носило перекрестный характер. Тестировались те же параметры, что и в предыдущей работе. Все участники сначала принимали 4 недели GPLC (тестирование на нагрузки до и после), затем следовал 2-х недельный «отмывочный» период, и такой же 4-х недельный цикл приема плацебо с тестированием до и после. Пробы крови брались до и в течение всего периода после физической нагрузки. Прицельно определялось содержание нитратов/нитритов в плазме крови. Было выявлено достоверное и очень значительное (в среднем +30%, Р=0,0008) возрастание уровней нитратов/нитритов в плазме крови на всех этапах тестирования под влиянием GPLC по сравнению с плацебо. В период отдыха также отмечено увеличение данного показателя на 16-17% (плацебо 4-6%). Полученные данные явились первым свидетельством эффективности перорального применения GPLC в повышении продукции организмом оксида азота. Это может приводить к значительному усилению кровотока в работающих скелетных мышцах. Подобный механизм сам по себе уже может обусловливать эргогенный эффект GPLC даже без изменения внутриклеточных процессов в мышечных волокнах. Данные литературы на сегодняшний день позволяют рассматривать глицин пропионил-L-карнитин как наиболее перспективную формулу для практического применения в спортивной медицине. В то же время, необходимы дальнейшие масштабные исследования профиля GPLC при остром и хроническом применении в широком диапазоне доз, у лиц с разным уровнем тренированности и характере нагрузок и т.д.
Влияние L-карнитина на повреждения мышц и отсроченную болезненность мышц после нагрузок
С точки зрения спортивной нутрициологии, влияние вещества на процесс развития повреждений мышц в ходе тренировок, а также возникающую после тренировок отсроченную болезненность мышц, хотя и не считается показателем эргогенного действия, тем не менее включено в общий спектр фармакологической активности БАДов в спорте как важный оценочный критерий эффективности. С этих позиций L-карнитин и его производные рассматриваются в качестве антиоксидантов (см. выше), которые потенциально могут защищать скелетную мускулатуру от повреждающего действия свободных кислородных радикалов, образующихся при интенсивных физических нагрузках. Пилотное одиночное-слепое перекрестное исследование в данном направлении впервые выполнено М.А.Giamberardino и соавторами в 1996 году. Как известно, эксцентрические мышечные усилия являются одним из частых источников развития постнагрузочной отсроченной болезненности мышц (DOMS) вследствие повреждения мышечных волокон, устойчивых к действию большинства разрешенных и рекомендованных анальгетиков. В работе М.А.Giamberardino и соавторов исследовано влияние приема пищевых добавок L-карнитина на выраженность болей (визуальная аналоговая шкала – VAS), болевой порог и высвобождение креатин-киназы (СК) при 20-минутном выполнении эксцентрических упражнений на четырехглавую мышцу бедра (главный выпрямитель/разгибатель коленного сустава). В исследовании приняло участие шесть нетренированных лиц (средний возраст 26 лет, рост 173 см, вес 68 кг), которые принимали 3 г/день L-карнитина в течение 3-х недель, а после перерыва в одну неделю, они же – 3 г/день плацебо. L-карнитин достоверно снижал спонтанные боли, боли в мышцах при движении и уровень высвобождения СК, что свидетельствует о способности карнитина при превентивном применении предупреждать развитие болезненности мышц после нагрузки. Авторы считают, что такое положительное влияние L-карнитина обусловлено его вазодилятирующими свойствами (возможно, через образование оксида азота?). Повышение мышечного кровотока через расширенные сосуды улучшает энергетический метаболизм и снабжение мышц необходимыми нутриентами, снижает уровень гипоксии и образование альгогенных метаболитов (кининов и простагландинов).
Развитие научных исследований миопротективных свойств L-карнитина продолжено в лаборатории W.Kraemer (W.Kraemer и соавт., 2008). Они провели исследование влияния превентивного приема L-карнитина (n=10, 2 г/день 3 недели) на болезненность мышц, возникающую у группы так называемых «бойцов выходного дня», т.е. тех лиц, которые посещают тренажерный зал только в выходные дни и дают при этом максимальную нагрузку. Был получен достоверный положительный результат, проявившийся уменьшением субъективных ощущений болезненности мышц и укорочением восстановительного периода (к следующему концу недели). В 2014 году опубликованы результаты исследования К.Parandak и соавторов влияния 2-х недельного превентивного приема L-карнитина в дозе 2 г/день в течение 2-х недель на перекисное окисление липидов и маркеры мышечных повреждений у молодых здоровых мужчин. Выявлено достоверное положительное изменение регистрируемых показателей под действием L-карнитина при выполнении серии интенсивных нагрузочных тестов.
В недавнем рандомизированном двойном-слепом плацебо-контролируемом исследовании B. Nakhostin-Roohi и соавторы (2015) оценивалось влияние 2-х недельного приема L-карнитина на повреждения скелетных мышц после серии интенсивных нагрузочных тестов у молодых здоровых мужчин. 20 участников были рандомизированы в две группы: L-карнитин ( n = 10, 2 г/день) и плацебо (n = 10, 2 г лактозы/день) с приемом пищевых добавок в течение 2-х недель до тестирования – бег на 14 км. Образцы крови брались до тестирования, сразу после него, а также через 2 и 24 часа. Измерялся уровень креатин-киназы (CK), лактат дегидрогеназы (LDH) и общая антиоксидантная активность (TAC). В обеих группах отмечалось достоверное возрастание CK и LDH после нагрузки (p < 0.05). LDH в сыворотке крови был достоверно ниже в группе с карнитином по сравнению с плацебо через 2 и 24 часа после тестирования (p < 0.05), а СК был ниже, чем в плацебо-группе, через 24 часа. TAC плазмы крови достоверно увеличивался в течение всех двух недель приема L-карнитина и сохранялся повышенным по сравнению с плацебо через 24 часа после нагрузки.
Суммируя результаты выполненных работ, можно сделать заключение, что 2-3-недельный прием L-карнитина в дозе 2 г/день обеспечивает защитное антиоксидантное действие (угнетение оксидативного стресса) в условиях интенсивных физических нагрузок у молодых здоровых мужчин, проявляющееся в снижении уровней маркеров мышечных повреждений в плазме крови, болезненности мышц и ускорении восстановления. В то же время, превышение дозы 2-3 г/день (4-5 г/день) не сопровождается дальнейшим усилением эффектов L-карнитина, а однократное или курсовое применение таких дозировок нуждается в дальнейшем исследовании.
Дефицит карнитина в организме, изменение физических показателей и потенциальная роль мельдония в спорте
Мельдоний и дефицит L-карнитина. N-триметил-гидразин-3-пропионат (N-trimethyl-hydrazine-3-propionate (THP или милдронат) – аналог карнитина, который используется в определенных странах в качестве кардиопротекторного препарата. В то же время, это вещество специально применяется в экспериментальных условиях для создания искусственного дефицита карнитина в организме (модель вторичного дефицита карнитина) за счет угнетения OCTN2 и g-бутиробетаин-гидроксилазы – последнего фермента в биосинтезе карнитина в клетках (F.M.Vaz, R.J.Wanders, 2002). Хроническое применение THP у крыс в течение 2-3 недель снижает содержание карнитина в печени, сердце, плазме крови и скелетных мышцах на 70–80% (M.Spaniol и соавт., 2001). Это снижение ассоциировано с развитием печеночного стеатоза (M.Spaniol и соавт., 2003), с нарушением функции миокарда (C.E.Zaugg и соавт., 2003), сократительной способности ряда скелетных мышц и их атрофией (P.A.Roberts и соавт., 2015). Однако, до настоящего времени не было ясно, связаны ли эти патологические органические изменения при хроническом приеме милдроната со снижением функциональной способности скелетной мускулатуры, как результата вторичного дефицита карнитина. Кроме того, было не ясно, повреждает ли дефицит карнитина функцию мышечных митохондрий и/или митохондриальный биогенез. Известно, что у спортсменов (особенно высокой квалификации) длительный прием L-карнитина улучшает показатели физической готовности и функцию митохондрий (R.Huertas и соавт., 1992). Для ответа на поставленные вопросы проведено франко-швейцарское экспериментальное исследование, результаты которого опубликованы в 2016 году J.Bouitbir и соавторами, посвященное оценке влияния вторичного дефицита карнитина, вызываемого хроническим приемом милдроната (ТНР), на способность переносить физические нагрузки и функцию митохондрий. Авторы пришли к заключению, что дефицит карнитина, вызываемый хроническим приемом милдроната (ТНР), сопровождается снижением толерантности к физическим нагрузкам в эксперименте. Механизмами падения мышечной функции под влиянием милдроната являются: нарушение транспорта электронов, снижение функции и атрофия митохондриальной ДНК скелетных мышц в условиях окислительного стресса. Таким образом, милдронат не только не может являться допингом в спорте, но и потенциально противопоказан активно тренирующимся лицам. Включение мельдония в список запрещенных субстанций WADA является типичной ошибкой, основанной на широком применении этого вещества атлетами ряда стран с целью улучшения восстановления после интенсивных тренировок. Те немногочисленные работы в спортивной нутрициологии с применением мельдония (милдроната), выполнены много лет назад на малой выборке, без соблюдения необходимых условий исследования пищевых добавок, и с точки зрения доказательной медицины относятся к категории «D» (самый низкий уровень). Несмотря на десятилетия использования мельдония в спорте, не было предпринято никаких усилий по комплексной оценке его эргогенных, восстановительных и иных эффектов. Однако, постоянное присутствие мельдония в крови отдельных спортсменов и целых команд, вызвало обоснованные подозрения антидопинговых структур. Это привело к созданию методик определения вещества в организме и последующему включению в список запрещенных субстанций (World antidoping code international standard, Prohibited List, 2017), несмотря на отсутствие доказательств стимуляции физических кондиций атлетов.
L-карнитин в программах лечения избыточного веса и ожирения
L-карнитин довольно часто позиционируется производителями спортивного питания как компонент, способствующий «сжиганию» жиров, снижению процента жира в организме, и составная часть нутритивной программы снижения веса при его избытке и ожирении.
В своей аналитической статье J.H.Osorio (2011) целенаправленно исследует научные данные о влиянии пищевых интервенций L-карнитина на потерю веса в рамках практических программ контроля веса и жирового обмена. После детального анализа биохимических и физиологических условий исследований, в которых применялся L-карнитин, автор делает следующее заключение: пищевые добавки L-карнитина не стимулируют потерю веса, и могут быть рекомендованы только при вторичном дефиците L-карнитина в организме. Предложения о включении L-карнитина в программы снижения веса не являются обоснованными в силу следующих причин:
• Карнитин является важным веществом, необходимым для транспорта длинноцепочечных жирных кислот в митохондрии для последующего β-окисления. Однако, гомеостаз карнитина регулируется очень эффективными механизмами, в частности, способностью самого организма синтезировать достаточное количество карнитина даже в условиях плохого пищевого поступления, а также эффективной реабсорбцией в почечных канальцах при нормальной функции почек. Именно поэтому, при любом способе экзогенного введения в организм (внутривенно, перорально) L-карнитина его концентрация в мышцах меняется незначительно и при использовании высоких доз.
• Метаболический цикл L-карнитина зависит, в основном, от адекватного функционирования ряда ферментов – карнитин-пальмиотил-трансферазы I, карнитин-ацилкарнитин-транслоказы и карнитин-пальмитоил-трансферазы II, продукция которых не стимулируется карнитином.
• Карнитин не промотирует деградацию жиров и их мобилизацию из жировых депо (адипоциты) для других тканей для выработки энергии, как это происходит под действием некоторых гормонов типа глюкагона. Увеличение поступления карнитина с диетой вызывает негативные изменения абсорбции этого вещества в ЖКТ.
Сходная позиция представлена и Международным Обществом Спортивного Питания (ISSN). В статье R.B.Kreider и соавторов (2010) отмечается: «Карнитин традиционно относится к группе веществ (пищевых добавок), используемых для контроля веса. Однако, многочисленные исследования показали, что карнитин не повышает содержание карнитина в мышцах, не нормализует содержание жиров, и не улучшает аэробную и анаэробную физическую готовность у лиц с избыточным весом в процессе тренировок. Карнитин оказывает минимальное (слабое) влияние на маркеры оксидативного стресса в процессе физических нагрузок у лиц с избыточным весом и ожирением».
Некоторые перспективы для L-карнитина, как компонента комплексной программы снижения веса у женщин с ожирением, показаны в недавней работе M.Karimi и соавторов (2016). Эти перспективы связаны с сочетанием пищевых добавок карнитина с высокоинтенсивными интервальными тренировками (HIIT). В работе этих авторов использовался 4-х недельный тренировочный цикл HIIT на максимальной мощности (всего 12 сессий, по 3 в неделю). Сама по себе HIIT – достаточно эффективная составная часть методики снижения веса (A.Tremblay и соавт., 1994; A.H.Haghighi и соавт., 2011). Так, A.Tremblay и соавторы (1994) показали, что достаточно 5 раз в неделю по 30 минут таких тренировок для снижения % жира у молодых и среднего возраста женщин. HIIT (800 минут в неделю) в этом плане имеют преимущество перед тренировками средней интенсивности: снижение 48% висцерального жира и 18% подкожного жира после 8 недель HIIT-сессий у мужчин и женщин. В работе M.Karimi и соавторов (2016) курсовой прием L-карнитина в течение 4-х недель (женщины, n=40) в сочетании с HIIT не изменял вес тела, ИМТ, но достоверно уменьшал процент жировой массы, что согласуется с результатами ранее выполненных исследований (А.Н.Haghighi et al, 2011). Однако из текста работы не понятен вклад самого карнитина в общие эффект снижения жировой массы по сравнению с использованием HIIT в отдельности. Поэтому, с точки зрения доказательной медицины (уровень «С»), работа M.Karimi и соавторов не может повлиять на заключение о слабой эффективности L-карнитина в программах снижения веса, по крайней мере, на сегодняшний день.
L-карнитин и функция мозга
Единственной формой L-карнитина, способной проникать через гемато-энцефалический барьер (ГЭБ) является ацетил L-карнитин (ALC). Поэтому при создании продуктов, имеющих конечной целью улучшение деятельности ЦНС, используется ацетил-L-карнитин, или, для воздействие сразу на несколько звеньев регуляции гомеостаза, – комбинация ацетил L-карнитина с другими формами. Роль ацетил L-карнитина в мозге заключается в улучшении когнитивных функций. Давно известно сходство его структуры с нейромедиатором ацетилхолином и способность стимулировать рецепторы последнего (S.Falchetto и соавт., 1971). Подробный анализ транспорта и роли ALC в мозге дан в обзоре K.A.Nałezcz и соавторов (2004). ALC как фармаконутриент применяется при лечении хронических нейродегенеративных заболеваний, в частности болезни Альцгеймера. Кроме ALC, проникающего из крови через ГЭБ, имеется внутримозговой синтез ALC (А.Wawrzenczyk и соавт., 1995). Снижение содержания ALC в мозге ухудшает когнитивные функции и требует прямой или непрямой коррекции дефицита. Однако, на сегодняшний день практически нет данных о влиянии L-карнитина на функции мозга при физических нагрузках. А одних теоретических обоснований с точки зрения доказательных принципов спортивной нутрициологии недостаточно для создания рекомендаций.
Готовые формы БАДов с L-карнитином
В распоряжении спортивных нутрициологов имеется достаточно большое число различных форм L-карнитина и его комбинаций с другими нутриентами: L-карнитин (основная форма), ацетил-L-карнитин, пропионил L-карнитин, глицин пропионил-L-карнитин, L-карнитина тартрат, L-карнитина фумарат. L-карнитин наиболее удобен для жидких вариантов БАДов, но в составе капсул и таблеток он может впитывать влагу из воздуха и приводить к порче продукта. Крупные производители развивают более стабильные формулы, наиболее подходящие для таблеток и капсул – L-карнитина тартрат и фумарат. Новой интересной патентованной формулой является ацетил L-карнитин аргината дигидрохлорид (acetyl-L-carnitine arginate dihydrochloride) с молекулярно связанной аминокислотой аргинином (коммерческое наименование АргиноКарн (ArginoCarn®). С точки зрения развития эргогенных свойств и непрямой донации оксида азота наиболее перспективной считается пока недостаточно изученная формула глицин пропионил-L-карнитина гидрохлорид (см. выше). На сочетании нескольких формул строится структура коммерческих продуктов L-карнитина у многих ведущих компаний.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В процессе физических нагрузок наблюдается снижение концентрации L-карнитина в плазме крови и мышечной ткани, пропорциональное интенсивности и длительности тренировок как у нетренированных, так и тренированных лиц (профессиональных спортсменов), мужчин и женщин разного возраста. По мере развития внутриклеточного дефицита L-карнитина снижается мышечная сила, переносимость физических нагрузок и развивается усталость.
L-карнитин - условно незаменимая аминокислота, поступает в организм из трех источников: экзогенный путь (пища и добавки); эндогеный синтез в печени и почках; канальцевая реабсорбция в почках. Механизм действия связан с транспортом длинноцепочечных жирных кислот к матрице митохондрий для последующего бета-окисления, увеличением биосинтеза протеинов за счет сбережения использования аминокислот для продукции энергии, снижением катаболизма мышечных белков, усилением образования оксида азота. Таким образом, множественная направленность влияния L-карнитина на внутриклеточные процессы не позволяет однозначно трактовать метаболические эффекты этого соединения только с позиции усиления бета-окисления жирных кислот в митохондриях.
Увеличение мышечной силы и мощности как компонент эргогенного действия пищевых добавок L-карнитина и его аналогов проявляется преимущественно при высокой физической нагрузке (по продолжительности и величине) у хорошо тренированных лиц при переходе на более высокий уровень физической готовности. При этом даже небольшое повышение уровня внутримышечного карнитина требует длительного приема пищевых его добавок (курсовое назначение в дозах 2-3 г/день продолжительностью от 2-3 недель). В количественном плане этот компонент выражен умеренно и не является доминирующим.
Другой компонент эргогенного действия L-карнитина – повышение выносливости, - проявляется как при однократном, так и курсовом (от 3-х недель) приеме вещества в дозах равных или превышающих 3-4 грамма в сутки, у спортсменов или активно тренирующихся лиц средней и высокой квалификации, сопровождается повышением уровней оксида азота, лактатного порога и уменьшением динамики накопления лактата в плазме крови. Эффективность L-карнитина в отношении выносливости у определенных групп спортсменов возрастает при совместном приеме с углеводами и L-глутамином или его дипептидами.
Дополнительное экзогенное введение L-карнитина не показано начинающим спортсменам (не способствует ускорению роста тренированности во всех отношениях), а также при физических нагрузках низкой или средней величины. При таких условиях эндогенная биохимическая система адаптации в мышцах и других органах и тканях справляется самостоятельно с задачей обеспечения необходимого количества внутриклеточного карнитина.
L-карнитин и его аналоги при превентивном применении предупреждают развитие болезненности мышц (DOMS), возникающей после нагрузки как у тренированных, так и у нетренированых лиц. Одним из механизмов положительного влияния L-карнитина в отношении DOMS является расширение сосудов мышечной ткани за счет образования оксида азота с последующим повышением кровотока, улучшением энергетического метаболизма и снабжения мышц необходимыми нутриентами, снижение уровня гипоксии и торможения образования альгогенных метаболитов (кининов и простагландинов). Достаточно высокая степень доказанности эффективности применения L-карнитина в отношении профилактики DOMS и микроповреждений мышечных волокон (уровень доказательности «В») позволяет рекомендовать следующую схему: курсовой 2-3-недельный прием L-карнитина в дозе 2 г/день до начала нового цикла тренировок или после перерыва между регулярными тренировками.
L-карнитин не повышает содержание карнитина в мышцах, не нормализует содержание жиров, и не улучшает аэробную и анаэробную физическую готовность у лиц с избыточным весом и ожирением. Карнитин оказывает минимальное (слабое) влияние на маркеры оксидативного стресса в процессе физических нагрузок у этой категории лиц, и не рекомендуется для включения в программы контроля веса (позиция Международного Общества Спортивного Питания – ISSN).
L-карнитин и его аналоги являются веществами с очень широким диапазоном безопасности и рекомендованы в качестве пищевых добавок и компонентов функциональной пищи в большинстве стран. Современные формы L-карнитина для этих целей включают: L-карнитин (основная форма); ацетил-L-карнитин; пропионил L-карнитин; глицин пропионил-L-карнитин; L-карнитина тартрат; L-карнитина фумарат; ацетил L-карнитин аргината дигидрохлорид; глицин пропионил-L-карнитина гидрохлорид.
== Читайте также ==
*[[L-карнитин: вред и побочные эффекты]]
*[[Карнитин (медицинское применение)]]
*[[Бета-аланин: научный обзор]]
*[[Глутамин: научный обзор]]
*[[HMB для набора мышечной массы|HMB: научный обзор]]
*[[Донаторы оксида азота: научный подход]]
*[[Креатин: научный обзор]]
*[[Нейростимуляторы и нейропротекторы в спортивном питании: научный обзор]]
*[[Омега-3 жирные кислоты: научный обзор]]
*[[Омега-5 жирные кислоты: научный обзор]]
*[[Омега-7|Омега-7 жирные кислоты: научный обзор]]
*[[Спортивные напитки: научный обзор]]
*[[Препараты витамина D в спортивной медицине: научный обзор]]
== Ссылки ==
*Балыкова Л.А., Ивянский С.А., Пиксайкина О.А., Ефимова Ю.А. Обоснование использования L-карнитина в спортивной медицине. Спортивная медицина: наука и практика. 2011, 1:22-30.
*Angelini A., Imparato L., Landi C. et al. Variation in levels of glycaemia and insulin after infusion of glucose solutions with or without added L-carnitine. Drugs Exp.Clin.Res., 1993, 19:219.
*Arenas J., Ricoy J.R., Encinas A.R. et al. Carnitine in muscle, serum, and urine of nonprofessional athletes: effects of physical exercise, training, and L-carnitine administration. Muscle Nerve, 1991,14:598.
*Arenas J., Huertas R., Campos Y. et al. Effects of L-carnitine on the pyruvate dehydrogenase complex and carnitine palmitoyl transferase activities in muscle of endurance athletes. FEBS Lett., 1994, 341:91.
*Barnett C., Costill D.L., Vukovich M.D. Effect of L-carnitine supplementation on muscle and blood carnitine content and lactate accumulation during high-intensity sprint cycling. Int.J.Sport Nutr., 1994, 4:280–288.
*Bloomer R.J., Smith W.A., Fisher-Wellman K.H. Glycine propionyl-Lcarnitine increases plasma nitrate/nitrite in resistance trained men. J.Int.Soc.Sports Nutr., 2007, 4(1):22.
*Bloomer R.J., Smith W.A. Oxidative stress in response to aerobic and anaerobic power testing: influence of exercise training and carnitine supplementation. Res.Sports Med., 2009, 17(1):1-16.
*Bloomer R.J., Fisher-Wellman K.H., Tucker P.S. Effect of oral acetyl L-carnitine arginate on resting and postprandial blood biomarkers in pre-diabetics. Nutrition and Metabolism, 2009, 6:25-36.
*Bouitbir J., Haegler P., Singh F. Impaired Exercise Performance and Skeletal Muscle Mitochondrial Functionin Rats with Secondary Carnitine Deficiency. Frontiers in Physiology, 2016, 7(345): 1-13.
*Brass E.P. Supplemental carnitine and exercise. Am.J.Clin.Nutr., 2000, 72(2 Suppl):618S-623S.
*Cao Y., Wang Y-X., Liu Ch-J. Comparison of pharmacokinetics of L-carnitine, AcetylL-carnitine and Propionyl-Lcarnitine after single oral administration of L-carnitine in healthy volunteers. Clin.Invest.Med., 2009; 32 (1): E13-E19.
*Colombani P., Wenk C., Kunz I. et al. Effects of L-carnitine supplementation on physical performance and energy metabolism of endurance-trained athletes: a double-blind crossover field study. Eur.J.Appl.Physiol.Occup.Physiol., 1996, 73:434.
*Decombaz J., Deriaz O., Acheson K. et al. Effect of L-carnitine on submaximal exercise metabolism after depletion of muscle glycogen. Med.Sci.Sports Exerc., 1993, 25:733.
*Dragan A.M., Vasiliu D., Eremia N.M., Georgescu E. Studies concerning some acute biological changes after endovenous administration of 1 g L-carnitine, in elite athletes. Physiologie, 1987, 24:231.
*Dragan G.I., Wagner W., Ploesteanu E. Studies concerning the ergogenic value of protein supply and L-carnitine in elite junior cyclists. Physiologie, 1988, 25:129.
*Dragan I.G., Vasiliu A., Georgescu E., Eremia N. Studies concerning chronic and acute effects of L-carnitine in elite athletes. Physiologie, 1989, 26:111.
*Eizadi M., Pourvaghar A.A., Nazem F. The Determination of Acute Oral L-Carnitine Ingestion on Physiological and Biochemical Parameters Related with Lipids in Endurance Exercise. J.Babol.Univ.Med.Sci., 2009-2010, 11(5): 1-6.
*El-Hattab A.W., Scaglia F. Disorders of carnitine biosynthesis and transport. Mol.Genet.Metab., 2015, 116(3):107-112.
*Evans A.M., Fornasini G. Pharmacokinetics of L-carnitine. Clin.Pharmacokinet., 2003, 42(11):941-967.
*Evans А.M., Guthrie N., Pezzullo J. Efficacy of a novel formulation of L-Carnitine, creatine, and leucine on lean body mass and functional muscle strength in healthy older adults: a randomized, double-blind placebo-controlled study. Nutrition and Metabolism, 2017, 14:7-22.
*Falchetto S., Kato G., Provini L. The action of carnitines on cortical neurons. Can.J.Physiol.Pharmacol., 1971, 49: 1–7.
*Giamberardino M.A., Dragani L., Valente R. et al. Effects of prolonged L-carnitine administration on delayed muscle pain and CK release after eccentric effort. Int.J.Sports Med., 1996, 17:320.
*Gorostiaga E.M., Maurer C.A., Eclache J.P. Decrease in respiratory quotient during exercise following L-carnitine supplementation. Int.J.Sports Med., 1989, 10:169.
*Greig C., Finch K.M., Jones D.A. et al. The effect of oral supplementation with L-carnitine on maximum and submaximum exercise capacity. Eur.J.Appl.Physiol.Occup.Physiol., 1987, 56(4):457–460.
*Guzel N.A., Orer G.E., Bircan F.S. et al. Effects of acute L-carnitine supplementation on nitric oxide production and oxidative stress after exhaustive exercise in young soccer players. J Sports Med Phys Fitness, 2015, 55(1-2):9-15.
*Haghighi A.H., Foroughian M., Hamedinia M.R., Chami M.The effect of six weeks of aerobic training and L -carnitine supplementation on body fat percentage and serum lipid profiles active men. Life sciences and sports., 2011, 7: 58-61.
*Herzmann C., Whiting S.J., Thomas M. Pharmacokinetics of Acetyl-L-Carnitine Given in Single or Multiple Doses to HIV-1 Infected Patients with Toxic Peripheral Polyneuropathy. The Open AIDS J., 2008, 2: 39-42.
*Hiatt W.R., Regensteiner J.G., Wolfel E.E. et al. Carnitine and acylcarnitine metabolism during exercise in humans. Dependence on skeletal muscle metabolic state. J.Clin.Invest., 1989, 84:1167.
*Hozoori M., Mohtadinia J., Arefhosseini S. Survey of Synergistic Effect of L-carnitine with Glutamine on Body Composition and Dietary Intake in Soccer Players. J.Nutrition Food Security, 2016, 1(1):29-39.
*Huertas R., Campos Y., Díaz E. et al. Respiratory chain enzymes in muscle of endurance athletes: effectof L-carnitine. Biochem.Biophys.Res.Commun., 1992, 188,102–107.
*Jacobs Р. The Efficacy of Dietary Supplementation for Enhanced Nitric Oxide Synthesis: The Scientific Evidence. HealthScienceUSA.com., 2012, 15 pp.
*Johri A.M., Heyland D.K., Hetu M.F. et al. Carnitine therapy for the treatment of metabolic syndrome and cardiovascular disease: evidence and controversies. Nutr.Metab.Cardiovasc. Dis., 2014, 24(8):808–814.
*Karimi M., Karimi E., Mizani S. The effect of four weeks HIIT training with the use of L-carnitine on fat percentage of trained overweight women. Eur.J.Physical Education and Sport Sci., 2016, 2(1):1-12.
*Karlic H., A.Lohninger. Supplementation of L-Carnitine in Athletes: Does It Make Sense? Nutrition, 2004, 20:709 –715.
*Keller J., Ringseis R., Koc A. et al. Supplementation with l-carnitine downregulates genes of the ubiquitin proteasome system in the skeletal muscle and liver of piglets. Animal., 2012, 6(1):70–78.
*Keller J., Couturier A., Haferkamp M. et al. Supplementation of carnitine leads to an activation of the IGF-1/PI3K/Akt signalling pathway and down regulates the E3 ligase MuRF1 in skeletal muscle of rats. Nutr.Metab.(Lond). 2013, 10(1):28.
*Kraemer W.J., Volek J.S., Dunn-Lewis C. L-carnitine supplementation: influence upon physiological function. Curr.Sports Med.Rep., 2008, 7(4):218-223.
*Kreider R.B., Wilborn C.D., Taylor L. et al. ISSN exercise and sport nutrition review: research and recommendations. J.Intern.Soc.Sports Nutr., 2010, 7:7-50.
*Kruszewski M. Changes in maximal strength and body composition after different methods of developing muscle strength and supplementation with creatine, L-carnitine and HMB. Biol.Sport, 2011, 28(2):145-150.
*Leelarungrayub J., Pinkaew D., Klaphajone J. et al. Effects of L-Carnitine Supplementation on Metabolic Utilization of Oxygen and Lipid Profile among Trained and Untrained Humans. Asian J Sports Med., Dec.2016, doi: 10.5812/asjsm.38707.
*Marconi C., Sassi G., Carpinelli A., Cerretelli P. Effects of L-carnitine loading on the aerobic and anaerobic performance of endurance athletes. Eur.J.Appl.Physiol.Occup.Physiol., 1985, 54:131.
*Matera M., Bellinghieri G., Costantino G. et al. History of L-carnitine: implications for renal disease. J.Ren.Nutr., 2003, 13: 2-14.
*Miklos A., Ciulea L., Vari C.E. et al. The efficiency and safety of L-carnitine and caffeine after short- and long-term administration. Palestrica of the third millennium – Civilization and Sport, 2016, 17(3): 229–232.
*Muller D.M., Seim H., Kiess W. et al. Effects of oral L-carnitine supplementation on in vivo long-chain fatty acid oxidation in healthy adults. Metabolism, 2002, 51:1389.
*Nakhostin-Roohi B., Khoshkhahesh F., Parandak K.H., Ramazanzadeh R. L-Carnitine Supplementation and Exercise-Induced Muscle Damage. World Academy of Science, Engineering and Technology, Intern.J.Sport Exer.Sci., 2015,2(10):Abstr.
*Nałezcz K.A., Miecz D., Berezowski V., Cecchelli R. Carnitine: transport and physiological functions in the brain. Molecular Aspects of Medicine, 2004, 25:551–567.
*Nuesch R., Rossetto M., Martina B. Plasma and urine carnitine concentrations in well-trained athletes at rest and after exercise. Influence of L-carnitine intake. Drugs Exp.Clin.Res., 1999, 25:167.
*Orer G.E., Guzel N.A. The effects of acute L-carnitine supplementation on endurance performance of athletes. J.Strength Cond.Res., 2014, 28(2):514–519.
*Osorio J.H. Supplementation with carnitine for weight loss: a biochemical approach. Colomb. Med., 2011; 42: 529-535.
*Owen K.Q., Jit H., Maxwell C.V. et al. Dietary L-carnitine suppresses mitochondrial branched chain ketoacid dehydrogenase activity and enhances protein accretion and carcass characteristics of swine. J.Anim.Sci., 2001, 79(12):3104–3112.
*Oyono-Enguelle S., Freund H., Ott C. et al. Prolonged submaximal exercise and L-carnitine in humans. Eur.J.Appl.Physiol.Occup.Physiol., 1988, 58:53.
*Parandak K., Arazi H., Khoshkhahesh F., Nakhostin-Roohi B. The effect of two-week L-carnitine supplementation on exercise induced oxidative stress and muscle damage. Asian J. Sports Med., 2014, 5(2):123-128.
*Rebouche C.J. Quantitative estimation of absorption and degradation of a carnitine supplement by human adults. Metabolism, 1991, 40:1305-1310.
*Reuter S.E., Evans A.M. Carnitine and acylcarnitines: pharmacokinetic, pharmacological and clinical aspects. Clin.Pharmacokinet., 2012, 51(9):553–572.
*Roberts P. A., Bouitbir J., Bonifacio A. et al. Contractile function and energy metabolism of skeletal muscle in rats with secondary carnitine deficiency. Am.J.Physiol.Endocrinol.Metab., 309, E265–E274.
*Romijn J.A., Coyle E.F., Sidossis L.S. et al. Regulation of endogenous fat and carbohydrate metabolism in relation to exercise intensity and duration. Am.J.Physiol., 1993, 265:E380.
*Siliprandi N., Di Lisa F., Menabo R. Clinical use of carnitine. Past, present and future. Adv.Exp. Med.Biol., 1990, 272:175.
*Smith W.A., Fry A.C., Tschume L.C., Bloomer R.J. Effect of glycine propionyl-Lcarnitine on aerobic and anaerobic exercise performance. Int.J.Sport Nutr.Exerc.Metab., 2008, 18(1):19-36.
*Soop M., Bjorkman O., Cederblad G. et al. Influence of carnitine supplementation on muscle substrate and carnitine metabolism during exercise. J.Appl.Physiol., 1988, 64:2394.
*Spaniol M., Brooks H., Auer L. et al. Development and characterization of ananimal model of carnitine deficiency. Eur.J.Biochem, 2001, 268,1876–1887.
*Spaniol M., Kaufmann P., Beier K. et al. Mechanisms of liver steatosis in rats with systemic carnitine deficiency due to treatment with trimethylhydraziniumpropionate. J.Lipid.Res., 2003, 44, 144–153.
*Steiber A., Kerner J., Hoppel C.L. Carnitine: a nutritional, biosynthetic, and functional perspective. Mol.Aspects Med., 2004, 25(5–6):455–473.
*Sung D.J., Kim S., Kim J. et al. Role of l-carnitine in sports performance: Focus on ergogenic aid and antioxidant. Sci and Sports, 2016, [Epub ahead of print]. doi:10.1016/j.
*Trappe S.W., Costill D.L., Goodpaster B. et al. The effects of L-carnitine supplementation on performance during interval swimming. Int.J.Sports Med., 1994, 15:181.
*Tremblay A., Simoneau J-A., Bouchard C. Impact of exercise intensity on body fatness and skeletal muscle metabolism, "Metabolism, 1994, 7:814-818.
*Vaz F.M., Wanders R.J. Carnitine biosynthesis in mammals. Biochem.J., 2002, 361,417–429.
*Vecchiet L., Di Lisa F., Pieralisi G. et al. Influence of L-carnitine administration on maximal physical exercise. Eur.J.Appl.Physiol.Occup.Physiol., 1990, 61(5-6):486–490.
*Villani R.G., Gannon J., Self M., Rich P.A. L-Carnitine supplementation combined with aerobic training does not promote weight loss in moderately obese women. Int.J.Sport Nutr.Exerc.Metab., 2000, 10(2):199-207.
*Volek J.S., Kraemer W.J., Rubin M.R. et al. L-Carnitine L-tartrate supplementation favorably affects markers of recovery from exercise stress. Am.J.Physiol.Endocrinol.Metab., 2002, 282(2): E474-482.
*Wachter S., Vogt M., Kreis R. et al. Long-term administration of L-carnitine to humans: effect on skeletal muscle carnitine content and physical performance. Clinica Chimica Acta, 2002, 318: 51 – 61.
*Wawrzenczyk A., Nałezcz K.A., Nałezcz M.J. Effect of externally added carnitine on the synthesis of acetylcholine in rat cerebral cortex cells. Neurochem.Int., 1995, 26: 635–641.
*Winter S.C. Treatment of carnitine deficiency. J.Inherit.Metab.Dis., 2003, 26: 171-180.
*World antidoping code international standard, Prohibited List, 2017.
*Wyss V., Ganzit G.P., Rienzi A. Effects of L-carnitine administration on VO2max and the aerobic-anaerobic threshold in normoxia and acute hypoxia. Eur.J.Appl.Physiol.Occup.Physiol., 1990, 60:1.
*Zaugg C.E., Spaniol M., Kaufmann P. et al. Myocardial function and energy metabolism in carnitine-deficient rats. Cell.Mol.Life Sci., 2003, 60,767–775.
[[Категория:Спортивное_питание]]