Ivana Baralić Udruženje za medicinu sporta ULOGA L KARNITINA SPORTU I OPORAVKU

Transcription

1 Ivana Baralić Udruženje za medicinu sporta ULOGA L KARNITINA U SPORTU I OPORAVKU

2 Istorija L karnitina Definisana uloga L-karnitina Identifikovana hemijska struktura Otkriven L-karnitin Ime carnis FDA-za lečenje primarnog deficita L-karnitina FDA-za lečenje sekundarnog deficita L-karnitina FDA prevencija i tretman bubrežne insuficijencije

3 Izvori L karnitina LIZIN i METIONIN Askorbinska kiselina Gvožđe Piridoksin Niacin

4 Homeostaza L karnitina

5 Sadržaj L karnitina Koncentracija Sadržaj Procenat Plazma i ekstracelularna tečnost 0,0064 0,0081mg/mL 80,6 mg ~0,4 Jetra 0,081 0,161 mg/g 209 mg ~1 Bubrezi 0,053 0,096 mg/g 32,2 mg ~0,2 Skeletni mišići Do 0,645 mg/g gg mg ~98

6 Uloga L karnitina Kofaktor enzima karnitin aciltransferaza u procesu transporta masnih kiselina iz citoplazme u mitohondrije. Održava optimalni odnos između slobodnog CoA i acil CoA, tako štiti ćeliju od negativnog uticaja nagomilanog acil CoA. Ima značajnu ulogu u detoksikaciji organizma Inhibira hb apoptozu Stimuliše sintezu ćelija krvi

7

8 Urođeni deficit L karnitina Deficit f OCTN2 karnitin transportera. Učestalost je 1 do 5 na 10, 000 Najčešće se manifestuje između prve i sedme godine života Najčešći simptomi su encefalopatija, kardiomiopatija i miopatija. Deficit CPT II bol i slabost mišića, mioglobinurija, hipoglikemija, hiperamonijemija, hipoketoza Deficit CPT I

9 Stečeni deficit L karnitina Primena nekihlekova (pivampicilin, valproinskakiselina) kiselina) Bolesti jetre Bolesti bubrega Hemodijaliza Peritonealna dijaliza Poremećaji metabolizma Povrede, rane i sepsa Trudnoća

10 Primena L karnitina Ciroza i bolesti jetre Bolesti bubrega Hemodijalizaj Peritonealna dijaliza Povrede, rane i sepsa Gojaznost, endokrini poremećaji, dijabetes Kardiovaskularne bolesti Neurodegenerativne bolesti

11 L karnitin i hemodijaliza Kliničke posledice deficita L karnitina kod pacijenata na hemodijalizi su: Poremećaj funkcije mišića Usporeno zarastanje rana Poremećaj funkcije imunog sistema Intravenska primena L karnitina povećava ć nivo L karnitina u mišićima, ublažava simptome miopatije i poboljšava simptome anemije. Pored toga, L karnitin deluje pozitivno na nutritivni status pacijenata, smanjuje rezistenciju na insulin i hroničnu inflamaciju. Ahmad S, 2001; Calvani M, 2004 Suplementacija L karnitinom (20 mg/kg i.v.) u periodu od 2 meseca kod pacijenata na hemodijalizi smanjila je oksidativni stres, poboljšala kapacitet antioksidativne zaštite i sportsku sposobnost. Fatouros IG, 2010 Ipak neki naučnici smatraju da do sada izvedene studije ne pružaju dovoljno Ipak, neki naučnici smatraju da do sada izvedene studije ne pružaju dovoljno dokaza, zbog malog broja ispitanika i da su neophodna dalja ispitivanja. Handelman GJ, 2006

12 L karnitin i kardiovaskularne bolesti Primena L karnitina može biti od koristi kod: Koronarne bolesti srca Hronična srčana insuficijencija Perifene vaskularne bolesti Kod pacijenata sa hroničnim bolestima srca primena L karnitina tokom 12 meseci smanjila je dilataciju leve komore, smanjila je incidencuhronične srčane insufucijencije i smrti. Iliceto S, 1995 U ishemiji, L karnitinsmanjuje oštećenje miokarda tako što poboljšava metabolizam ugljenih hhd hidrata ismanjuje toksičniefekat č fk visokognivoa slobodnih masnih kiselina. Ferrari R, 2004

13 L karnitin i kardiovaskularne bolesti Suplementacija L karnitinom sprečava uvećanje i poremećaj funkcije komora, smanjuje veličinu infarkta i biomarkera oštećenja srca i smanjuje ukupan broj smrtnih slučajeva i nefatalnih srčanih udara. Singh RB, 1996; XueYZ,2007 Argani H i sar. su pokazali smanjenje triglicerida i VLDL čestica i povećanje nivoa HDL holesterola kod pacijenata na hemodijalizi nakon primene 500 mg dnevno L karnitina u periodu od 2 meseca. Argani H, 2005 Nakon suplementacije L karnitinom povećano je maksimalno vreme šetanja, smanjen bol, poboljšan kvalitet života, funkcionalni status i vitalnost pacijenta sa perifernom arterijskom bolešću. Brevetti, 1995;1997 Ipak, Diaz R i sar. su pokazali pogoršanje oporavka kontraktilne funkcije posle prolazne ishemije. Pored toga, L karnitin je povećavao kontrakture srca nakon reperfuzije. Diaz R, 2008

14 L karnitin i dijabetes Većina studija je pokazala pobljšanje parametara tolerancije na glukozu, kao što je nivo glukoze i insulina na tašte, stepen oksidacije glukoze, rezistencija na insulin, nakon suplementacije L karnitinom. Ipak, nove, dobro dizajnirane studije su neophodne. Činjenica da nijedna studija nije pokazala da suplementacija L karnitinom dovodid do pogoršanja tolerancije na glukozu iili neke druge neželjene efekte, sigurnost ovog dijetetskog sastojka se ne dovodi u pitanje.

15 L karnitin i gubitak telesne težine S obzirom na funkciju koju L karnitin ima u metabolizmu, smatra se da bi suplementacija mogla da poveća transport i oksidaciju masnih kiselina. Zbog toga je L karnitin veoma popularan p dijetetski suplement koji prema navodima proizvođača dovodi do gubitka telesne masti i smanjenja telesne težine. Ovi suplementi su veoma popularni su među bodibilderima i Ovi suplementi su veoma popularni su među bodibilderima i sportistima kojise bave sportovima sa težinskim kategorijama.

16 L karnitin i gubitak telesne težine Da bi L karnitin bio efikasan kao sagorevač masti, neophodno je se nakon unošenja poveća sadržaj L karnitina u mišićima. Drugiuslovje da povećanjesadržajal karnitina j u mišićima dovodi i do povećanja oksidacije masti i posledičnog gubitka masnih naslaga. Ipak, pažljivo isplanirane studije su pokazale da oralni unos karnitina (do 6 g dnevno u periodu od 14 dana) ne menja sadržaj L karnitina u mišićima. Proračuni koji se baziraju na kinetici enzima su pokazali da je količina slobodnogl karnitina i sasvim dovoljna za maksimalnu ki aktivnost ki enzima CPT I.

17 L karnitin i gubitak telesne težine Primena 2 g L karnitina u periodu od 8 nedelja, uz umerenu fizičku aktivnost, nije uticala na telesnu masu, masnu masu, metabolizam masti kod umereno gojaznih žena. Villanii RG, 2000 Ustudijinaučenicima (13 do 17 god) uz istu ishranu i fizičku aktivnost, t suplementacija sa 2 g L karnitina dovela je do smanjenja telesne mase od 5 kg, dok je u placebo grupi uočen gubitak telesne mase od 0,68 kg. Daniel G, 2001

18 L KARNITIN I SPORT

19 Podela suplemenata prema efikasnosti i bezbednosti Grupa A: odobreni Kofein, kreatin, bikarbonat/citrat Fe, Ca, proteini surutke multivitamini, multiminerali vitamin D, probiotici, sportska pića, sportski gelovi Grupa B: postoje dokazi, ali potrebna dodatna istraživanja β alanin, Vitamini C i E HMB, kvercetin, ostali polifenoli, antioksidansi... Grupa C: bez jasnih dokaza Grupa D: zabranjeni Riboza, koenzim Q10, L karnitin Efedrin, strihnin, sibutramin ženžen, glukozamin, hrom, piruvat, androstendion i prohormoni inozin, rodiola, ZMA... glicerol

20 Podela suplemenata prema efikasnosti i bezbednosti Grupa A: odobreni Kofein, kreatin, bikarbonat/citrat Fe, Ca, proteini surutke multivitamini, multiminerali vitamin D, probiotici, sportska pića, sportski gelovi Grupa B: postoje dokazi, ali potrebna dodatna istraživanja β alanin, Vitamini C i E, HMB, L karnitin, kvercetin, ostali polifenoli, antioksidansi... Grupa C: bez jasnih dokaza Grupa D: zabranjeni Riboza, koenzim Q10, Efedrin, strihnin, sibutramin ženžen, glukozamin, hrom, piruvat, androstendion i prohormoni inozin, rodiola, ZMA... glicerol

21 L karnitin kao ergogeno o sredstvo Poboljšane sportske performanse i oporavak posle suplementacije L karnitinom Karlic H and Lohninger A, 2004

22 L karnitin kao ergogeno o sredstvo Bez efekta na sportske performanse i funkciju mišića Karlic H and Lohninger A, 2004

23 DA LI SUPLEMENTACIJA MOŽE DA POVEĆA SADRŽAJ L KARNITINA U MIŠIĆIMA KOD ZDRAVIH OSOBA?

24 Pažljivo isplanirane studije su pokazale da oralni unos karnitina (do 6 g dnevno u periodu od 14 dana) ne menja sadržaj L karnitina u mišićima. Arenas isar. su tretirali sportiste sa 2 g L karnitina u periodu do 24 nedelje. Treninzi u posmatranom periodu su smanjili sadržaj L karnitina za 10 % u placebo grupi. Na suprot tome, suplementacija je dovela do statistički značajnog povećanja nivoa L karnitina u mišićima. Arenas J, 1991

25 DA LI SUPLEMENTACIJA L KARNITINOM UTIČE NA METABOLIZAM MASTI I UGLJENIH HIDRATA KOD ZDRAVIH OSOBA?

26 L karnitin i oksidacija masnih kiselina Posle IV primene 1 gl karnitina uočene su pozitivne promene u nivou masnih kiselina, triglicerida i laktata. Dragan AM, 1987 Suplementacija L karnitinom je smanjila respiratoni količnik (0,9 0,88), što ukazuje na povećanu oksidaciju masti u odnosu na ugljene hidrate. Natali, 1993 Uočeno je smanjenje respiratornog količnika, što ukazuje na povećano iskorišćenje masti u mišićima nakon primene L karnitina u periodu od 28 dana. Potrošnja kiseonika, nivo laktata, glukoze, glicerola i slobodnih masnih kiselina u krvi su bili veći u suplementiranoj grupi ali bez značajne razlike. Gorostiaga EM, 1989 Povećana oksidacija masnih kiselina dugog lanca. Muller DM, 2002

27 L karnitine i oksidacija masnih kiselina Suplmentacija sa 4 g L karnitina u periodu od 14 dana nije uticala na oksidaciju masti ni ugljenih hirata tokom treninga. Nivo L karnitina u mišićima je ostao nepromenjen. Vukovich MD, 1994 Suplementacija od 5g u toku 5 dana nije uticala na metabolizam masnih kiselina. Produkcija laktata u mišićima, nivo laktata u plazmi i nivo glukoze se nije menjao. Soop M, 1988 Akutna primena 3 g L karnitnina 1 sat pre aktivnosti nije uticala na nivo slobodnih masnih kiselina, triglicerida, LDL, HDL holesterola. Mojataba E, 2011 Suplementacija sa 3 g L karnitina u periodu od 21 dan nije uticala Suplementacija sa 3 g L karnitina u periodu od 21 dan nije uticala na metabolizam masti u toku submaksimalnog treninga. Mojataba E,2011

28 L karnitin i Piruvat Dehidrogenaza kompleks(pdh) k Suplementacija sa 2 g L karnitina u periodu od 4 nedelje je značajno povećala aktivnost PDH kompleksa kod maratonaca. Arenas J, 1994 Akutna primena L karnitin, 1 sat pre fizičke aktivnosti visokog intenziteta uslovila je povećanje aktivnosti PDH kompleksa i smanjenje nivoa laktata i piruvata u plazmi. Siliprandi N, 1990 Dnevni unos od 2 g L karnitina dnevno u periodu od 4 nedelje, kod 14 trkača je dovelo do značajnog povećanja aktivnosti enzima respiratornog lanca: cithrom reduktaze, sukcinat citohrom C reduktaze i citohrom oksidaze. Huertas R, 1992

29 L karnitin i metabolizam ugljenih gj hidrata Hronična suplementacija sa L karnitnom (2 g dnevno tokom 2 nedelje) je povećala oksidaciju ugljenih hidrata tokom treninga umerenog intenziteta ( 60min na 60% VO2max) kod utreniranih maratonaca muškaraca, dok iste promene nisu uočene kod žena. Abramowicz WN, 2005 Suplementacija sa 2 g L karnitina u periodu od 2 nedelje nije uticala na doprinos ugljenih hidrata, masti i proteina u metabolizmu tokom produženog vežbanja na biciklu umerenog intenziteta. Broad EM, 2008 Suplementacija sa 3 g L karntina u periodu od 14 dana ishrane sa visokom dostupnosću ugljenih hidrata ne utiče na metabolizam masti i ugljenih hidrata u toku 20 min treninga različitog intenziteta. Ipak u uslovima visoke dostupnosti masti, srčana frekvenca i nivo glukoze su niži što ukazuje da L karnitin može imati mali efekat na metabolizam ugljenih hidrata i masti. Broad EM, 2011

30

31

32

33 DA LI SUPLEMENTACIJA L KARNITINOM UTIČE NA SPORTSKE PERFORMANSE?

34 Akutna primena 2 g L karnitina pre trke i nakon 20 km trke, nije uticala na vreme trčanja. RER, koncentracija ugljenih hidrata u plazmi (glukoze, laktata, piruvata), nivo metabolita masti (slobodne masne kiseline, glicerol, beta hidroksi butirat), nivo insulina, kortizola i mišićnih enzima u plazmi nisu promenjeni. Colombani, 1996 Suplementacija sa 2 g L karnitina u periodu od 7 dana kod 20 plivača nije uticala na vreme završetka kratkog vežbanja visokog intenziteta. Nivo laktata i ph krvi se nisu razlikovali između grupa. Trappe SW, 1994 Primena 2 g L karnitina dnevno tokom 6 nedelja kod elitnih maratonaca je povećala brzinu trčanja za 5,7%. Swart I, g L karnitina dnevno u periodu od 10 dana, uslovila je bolje performanse i bolje podnošenje napora tokom takmičenjem kod elitnih biciklista juniora. Drăgană GI, 1988

35 L karnitin i maksimalna potrošnja kiseonika (VO 2 max ) 3 g L karnitina u periodu od 3 nedelje povećava VO2 max kod elitnih sportista (kanuisti, dizači č tegova, veslačice). č Dragan GI, 1987 Tokom treninga maksimalnog intenziteta, tretman sa L karnitinom (2 g, 1 sat pre treninga) značajno povećava VO2 max i ukupnu snagu. Vecchiet L, 1990 Pokazano je malo, ali značajno povećanje VO2max kod hodača na duge staze nakon 4 g L karnitina dnevno u periodu od 2 nedelje. Akumulacija laktata, plućna ventilacija, respiratorni količnik su nepromenjeni. Marconi C, g L karnitina tokom 4 nedelje povećava VO2 max kod maratonaca. Arenas J, 1994 Primena 2 g L karnitina u periodu od 4 nedeljenemauticajana j VO2max Oyono Enguelle S, 1988

36 L karnitin i laktati 2 g L karnitina 1 sat pre intenizivnog treninga je značajno smanjilo akumulaciju laktata. Vecchiet L, 1991 I druge studije su pokazala pozitvan efekat L karnitina na smanjenje nivoa laktata nakon treninga. Natali 1993 Siliprandi N, 1990 Dragan AM, 1987 Sa druge strane, u studiji Barnett i sar., nije uočen uticaj L karnitina na nivo laktata tokom kratkotrajnog treninga visokog intenziteta. Barnett C, 1994

37 L karnitin i oporavak Suplementacija sa 3 g L karnitina dnevno u periodu od 3 nedelje značajno smanjuje je bol, osetljivost ost i nivo CK nakon 20 minutnog ekcentričnog vežbanja. Giamberardino MA, gl karnitina dnevno u periodu od 3 nedelje značajno smanjuje oštećenje mišića (MRI). Kraemer WJ, 2001 Nekoliko studija je pokazalo smanjenje katabolizma purina (hipoksantina, ksantin oksidaze i mokraćne kiseline), mioglobina i CK u plazmi. Povećani nivo MDA se brže normalizuje sa L karnitinom karnitinom. Uočeno je i smanjenje bola u mišićima. Volek JS, 2002 Spiering BA, 2007 Ho JY, 2010

38

39 Carbohydrate, protein, and fat metabolism during exercise after oral carnitine supplementationin humans Broad EM, Maughan RJ, Galloway SD Int J Sport Nutr Exerc Metab, 2008 Dec;18(6): Suplementacija sa L karnitinom pokazuje tendenciju ka smanjenju niva amonijaka, što ukazuje da L karnitin može smanjiti metabolički stres uzrokovan vežbanjem visokog intenziteta. Broad M, 2008

40 Stephens i sar. su postigli povećanje nivoa L karnitina u mišićima za 15 %, putem i.v. infuzije ij L karnitina uz istovremenu infuziju insulina i glukoze.

41 Ova intervencija je rezultirala smanjenjem aktivnosti PDH kompleksa, smanjenjem nivoa laktata za 40% u odnosu na placebo grupu. Pored toga, nivo glikogena u mišićima je povećan za 30 % u odnosu na placebo. Na osnovu ovih rezultata, autori su zaklučili da je povećanje nivoa L karnitina u mišićima uzrokovalo smanjenje oksidacije ugljenih hidrata i nivo laktata posredstvom smanjenja aktivnosti PDH. Uočeno povećanje nivoa acil CoA u mišićima upučuje na povećanje oksidacije masnih kiselina.

42 Wall i saradnici su suplementirali sportiste sa 80 g ugljenih hidrata dnevno uz 2 g L karnitina tokom 24 nedelje. Rezultati ove studije su pokazali da se ukupni sadržaj karnitina u mišićima povećava za 21 % kod zdravih ispitanika kada se L karnitin uzima sa ugljenim gj hidratima. Ukupni sadržaj karnitina u mišićima izračunat kao srednja vrednost rezultata 3 biopsije od svakog učesnika.

43 Tokom treninga niskog intenziteta smanjeno je iskorišćenje glikogena, a povećano iskorišćenje masti. Tokom treninga visokog intenziteta akumulacija laktata je značajno smanjena i odnos PCr/ATP odnos bolje održava, što je verovatno posledica povećanja aktivnosti PDH.

44 Povećanje sadržaja karnitina je praćeno povećanjem od 35% in work output.

45 Doziranje Doza od 2 g/dnevno je dovoljna za upotrebu kod sportista. Klinička doza 50 to 350 mg L karnitina po kg telesne mase odnosno 3 do g/dnevno za osobu od 70 kg Studije nisu pokazale neželjena dejstva nakon suplementacije L karnitinom. Suplementacija za količinom većom od 4g dnevno može da izazove blage simptome u GIT u. Mučnina Povraćanje Grčevi Dijareja

46 Zaključak L karnitin je prirodna supstanca koja nije toksična za čoveka čak i u dozi od nekoliko grama. Suplementacija L karnitinom je potrebna u određenim stanjima i bolestima. Dostupnost slobodnog L karnitina može biti smanjena i može biti ograničavajući faktor za aktivnost CPT1 i oksidaciju masnih kiselina tokom visoko intenzivne intenzivne fizičke aktivnosti. Sadržaj L karnitina u mišićima je moguće povećati istovremenim unosom ugljenih hidrata i suplementa L karnitina. Povećanje nivoa L karnitina u mišićima smanjuje stepen glikolize, povećava skladištenje glikogena i povećava oksidaciju masti. Suplementacija L karnitinom može povoljno uticati smanjenje Suplementacija L karnitinom može povoljno uticati smanjenje ćelijskog oštećenja i ubrzati oporavak nakon visoko intenzivnih treninga.

47 Treatment t with L carnitine also has been shown to induce a significant postexercise decrease in plasma lactate, which is formed and used continuously under fully aerobic conditions. Data from preliminary studies have indicated that L carnitine supplementation can attenuate the deleterious effects of hypoxic training and speed up recovery from exercise stress. Recent data have indicated that L carnitine plays a decisive role in the prevention of cellular damage and favorably affects recovery from exercise stress.

48 Uticaj L karnitina a na hematopoezu The work of Matsumura et al. 84 was aimed at clarifying the relation among L carnitine, stem cells, and progenitor cells of the hematopoietic system. The substance was found to stimulate eryth ropoiesis. The study corroborated investigations on patients with renal anemia by showing that the effect of erythropoetin could be further enhanced by L carnitine. 85 Thus, L carnitine supplementa tion may support erythropoiesis in training at higher altitudes and/or in hypoxia chambers, where such conditions are simulated.

49 Uticaj L karnitina na imuni sistem Signal transduction via the surface glycoprotein Fas, also known as CD95, is considered the most important pathway for the regulation of programmed cell death (i.e., apoptosis). L carnitine inhibits apoptosis by interaction with the Fas ligand and the Fas receptor systems. 86 Signal transduction via the Fas receptor activates acid sphingomyelinase (in lysosomes), as a consequence, a breakdown of sphingomyelin and a release of ceramide occur. Immediate inhibition of acid sphingomyelinase has been shown under such conditions in vivo and in vitro. 11 In addition, an inhibition of caspases 3, 7, and 8 and an inhibition of the so called mitochondrial permeability transition could be induced by L carnitine addi tion. 10,87 Another antiapoptotic mechanism of carnitine was detected in T lymphocytes, where addition of L carnitine and, hence,a reduction of ceramide stimulated the level of insulin like like growth factor 1 in serum. 88 Insulin like growth factor inhibits dimerization of apoptosis regulating proteins BCL 2 BAX in the mitochondrial membrane. 89 It also inhibits activation of transcription involving the BCL 2 promoters. 90 An overview on the role of L carnitine in regulation of apoptosis is shown in Fure 2.

50