Статьи

Среди тех, кто в погоне за красивой фигурой надеется на чудо-таблетку, L-карнитин — одна из самых популярных биологически активных добавок. Отечественный рынок БАД завален карнитином, который предлагается как действенный жиросжигатель, а также как «энергетическая добавка» при занятиях бодибилдингом и аэробикой. На множестве сайтов можно даже найти описание механизма действия, рекомендации по дозировке и схемы приёма и, конечно, массу восторженных отзывов потребителей.

Но что говорят об эффективности карнитина ученые? Чтобы не дать ввести себя в заблуждение, придется слегка окунуться в биохимию собственного организма. Заодно узнаем, как сжигается жир и от чего это зависит.

Анаболизм — катаболизм

Живая клетка все время балансирует между полярными процессами — окисления и восстановления, накопления и распада, жизни и смерти... Обмен веществ и энергии в организме и в каждой его клетке — метаболизм — представляет собой два разнонаправленных процесса: катаболизм (разложение сложных органических соединений до более простых с выделением энергии) и анаболизм (синтез белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот и других необходимых в настоящий момент сложных биомолекул за счёт полученных на встречном потоке метаболизма энергии и простых молекул). В поддержании гомеостаза (постоянства внутренней среды организма) задействованы среди прочего чувствительные молекулярные сенсоры, которые эффективно улавливают отклонение в ту или иную сторону и «переключают» системы на синтез или на сжигание. Одним из таких эффективных сенсоров у живых организмов являются специальные ферменты-киназы, которые остаются неизменными под эволюционным давлением и в дрожжах, и у растений, и у животных. У животных они имеют название AMPK (AMP-activated protein kinase). Они улавливают энергетический статус клетки и при распаде «клеточного топлива» — АТФ — и увеличении концентрации аденозинмонофосфата — АМФ — активируются, напрямую или опосредствованно запуская машинерию всего организма для поставки топлива в клетку и одновременно отключая энергоемкие процессы запасания жиров. Усиливается синтез ферментов, необходимых для сжигания жиров, и белков, обслуживающих процесс производства энергии, активируются транспортные системы, которые поставляют топливо в энергетические станции клетки — митохондрии...

Теперь мы вплотную подошли к тому, что является топливом для организма, которое дает нам энергию.

Прежде всего, это глюкоза, которая при условии достаточного поступления кислорода разлагается до пирувата (пировиноградной кислоты), или (при анаэробном, без участия кислорода, гликолизе) — до молочной кислоты. В обоих случаях полученной энергии хватает на то, чтобы присоединить к двум молекулам АМФ по два остатка фосфорной кислоты и снова получить две энергетические молекулы аденозинтрифосфата.

Во время физической нагрузки сначала «сжигается» глюкоза, растворенная в крови. Сигнал о нехватке топлива поступает в мозг, который в ответ посылает организму команду начинать потребление запасенного в печени гликогена — «животного крахмала». Но надолго этих 100-120 граммов «легких» углеводов не хватит: при больших энерготратах необходимы более серьезные источники.

Неприкосновенным запасом топлива для продукции АТФ являются липиды, отложенные в жировой ткани. На них мы остановимся подробнее, потому что именно их сжиганию способствует карнитин — по утверждениям его продавцов и производителей.

Липиды у нас отложены в виде жиров — триацилглицеролов, которые под действием активированного фермента липазы расщепляются на одну молекулу глицерола и три молекулы жирных кислот. Это называется мобилизацией жиров. Кроме того, липазу активируют еще некоторые гормоны, такие как адреналин и глюкагон. Продукты распада жиров попадают в кровеносное русло. Глицерол задерживается в печени и, когда необходимость в больших энерготратах прекратится, а уровень глюкозы в крови придёт в норму, вместе с сахарами используется для восстановления запасов гликогена. А молекулы жирных кислот поставляются в клетки мышц, где они как раз и нужны.

Сами по себе жирные кислоты химически инертны, и для того, чтобы они вступили в последующие химические превращения, их нужно активизировать. С помощью фермента тиокиназы к молекуле жирной кислоты привязывается так называемый кофермент А и образуется энергоемкое соединение ацил-коА, которое способно проникнуть через клеточную мембрану, но не может преодолеть двойную липидную мембрану митохондрии. Здесь в работу вступает хитрый транспортный механизм. На мембране митохондрии есть специальные ворота — плавающие в липидном бислое белковые глобулы, на которых сидит «проводник» — тот самый карнитин. Он временно прикрепляется к ацилу на место КоА и пролезает вместе с ним через ворота. Внутри митохондрии есть свой КоА, которому первый отдает этот ацил, а сам возвращается наружу. Вся эта громоздкая конструкция называется «карнитиновый шаттл». Пробравшись в митохондрию, ацил-КоА вступает в сложный цикл бета-окисления, что приводит к синтезу молекул ацетил-КоА, которые уже являются топливом для цитратного цикла. Цитратный цикл, он же — цикл Кребса, или цикл клеточного дыхания — это топка, куда поступает сырье (ацетил-КоА и/или пируват) и в процессе десятков последовательных реакций, каждую из которых обеспечивает отдельный фермент, разлагается до воды, углекислого газа и энергоемких молекул.

Обратите внимание: карнитин не мобилизует жиры в жировой ткани, а работает в мышцах, куда жирные кислоты поступили уже после мобилизации.

Ацетил-КоА образуется не только из жиров, но и из вышеупомянутого пирувата. Кроме того, при большой необходимости в топку могут идти и еще более ценное топливо — белки, которые распадаются на аминокислоты, их которых также получатся (разложение белков для энергетических нужд — это уже крайняя мера, на которую организм вынуждает пойти, например, длительное голодание). Но окончательное сырье для топки, которое получается и из белков, и из жиров, и из углеводов — это ацетил-КоА.

Карнитин

Теперь, когда мы уже знаем, как работает эта вся энергетическая машинерия, можем сосредоточить свое внимание на карнитине. Очевидно, что когда организм получает достаточно питательных веществ и не тратит их на физические упражнения, все процессы обмена веществ настроены на запасание жиров в жировой ткани. Карнитин в мембране мышечной клетки бездельничает. И съешьте его сколько угодно, к сжиганию жира это не приведет. Чтобы карнитин заработал, необходимо как минимум дать организму сигнал, который бы переключил процессы в жировой ткани из режима хранения липидов в режим сжигания, что привело бы к мобилизации жиров и поставки их в мышечные клетки. Возможно, больше толку будет, если мы будем принимать карнитин во время физических упражнений?

Оказалось, что здесь тоже далеко не все просто. Карнитин был выделен давно, механизм его действия изучен обстоятельно, однако регуляция его синтеза и выведения из организма долго оставалась белым пятном. Это привело к появлению спекулятивных теорий о том, что карнитин, предположительно, может являеться лимитирующим фактором успешности бета-окисления жирных кислот. Фармацевтические компании, не мешкая, выплеснули на рынок карнитин как совершенно несомненный стимулятор катаболизма и биодобавку для спортсменов. И только примерно к 2000 году накопилась критическая масса исследований, которые опровергали лимитирующую роль карнитина в метаболических процессах. Топливный сенсор АМРК тонко «чувствует» энергетический дефицит и включает систему катаболизма, и так же чувствительно он заботится о достаточном количестве всех составляющих для этих процессов. С одной стороны, мы употребляем достаточно карнитина с мясными продуктами, а как только возникает дефицит, в почках и печени карнитин синтезируется из аминокислот лизина и метионина.

Уровень карнитина в различных тканях организма — величина постоянная, при его нехватке он активно транспортируется в нужные органы, а избыток немедленно выводится почками. Например, в плазме крови его концентрация 60 мкмоль/ литр, в печени — 900 мкмоль/кг, в мышцах — 40000 мкмоль/кг. За один час легких физических нагрузок ни содержание карнитина, ни ацил-карнитиновый баланс в мышцах НЕ меняется вообще. Только во время тяжелых физических нагрузок при нехватке кислорода наблюдается увеличение уровня ацил-карнитина в мышцах, что может быть следствием накопления молочной кислоты вызванного этим временного нарушения метаболического равновесия. А как изменился при этом уровень карнитина в плазме крови, которая должна была бы поставлять карнитин к мышцам? Клинические исследования показывают, что никак!

Таким образом, предположение о том, что карнитин может быть фактором, лимитирующим интенсивность бета-окисление жирных кислот, не подтвердилась. Есть одно исследование на животных, которое показывает теоретическую возможность действия карнитина на ускорение окисления — но не жирных кислот, а глюкозы, и только в клетках сердечной мышцы, но даже такого эффекта у здорового человека пока еще никто не обнаружил.

Множественные клинические исследования связи потребления разных доз карнитина и физических упражнений у нетренированных и тренированных людей НЕ подтвердили его действия на обмен веществ.

Что происходит с карнитином, когда он угодил в организм в виде дорогой пилюли?

Биологическая доступность карнитина при приеме внутрь — 5-15%, не более. Если на момент употребления карнитина организм потребности в нем не имеет, то он, поплавав некоторое время в плазме крови, полностью выводится с мочой. Некоторые эксперты-диетологи ехидно называют употребление карнитина производством дорогой мочи.

Совсем бесполезный продукт?

Конечно, нет. Описан целый ряд заболеваний, которые связаны с нарушениями синтеза карнитина, его транспортом, метаболизмом и поддержанием гомеостаза. Это могут быть и наследственные болезни, и следствие приобретенных в результате различных заболеваний нарушений одного из многих участков этого согласованного механизма регуляции. Это и рак, и диабет, и болезнь Альцгеймера, и болезни почек, и еще целый ряд болезней, которые давно и успешно лечат препаратами карнитина.

Оправданным может быть употребление карнитина веганами, поскольку они не употребляют мяса — основного источника карнитина. Но, как показывают исследования, для здорового человека, даже того, который приводит свое тело в порядок физическими упражнениями, дополнительный карнитин — это лишняя трата денег.

Карнитин изучала Руслана Радчук, биолог

Ссылки по теме:

- American Journal of Clinical Nutrition, Vol. 72, No. 2, 618S-623s, August 2000

Фото © shutterstock.com