Funzioni fisiologiche della L-carnitina 2.1 Partecipa al trasporto e alla β-ossidazione degli acidi grassi a catena lunga La funzione più importante della L-carnitina è quella di agire come trasportatore sotto forma di acilcarnitina per trasportare i grassi a lunga catena dall'esterno dei mitocondri all'interno della membrana, promuovere la β-ossidazione degli acidi grassi, generare energia, ridurre il contenuto di colesterolo e trigliceridi nel siero e migliorare la tolleranza dell'organismo. L'intero processo è catalizzato da due isoenzimi, la carnitina aciltransferasi I e la carnitina aciltransferasi II. La velocità della β-ossidazione dipende in larga misura dalla quantità di acilcarnitine disponibili e un'elevata concentrazione di acilcarnitine aumenta la velocità di ossidazione dei grassi e migliora l'utilizzo dell'energia dei grassi. Recentemente è stato dimostrato sperimentalmente che la L-carnitina ha anche un certo effetto sull'ossidazione degli acidi grassi a catena media. 2.2 Regolazione del rapporto acil CoA/mercapto CoA nei mitocondri Il rapporto tra esanoil CoA e mercapto CoA nella matrice mitocondriale influenza l'attività della piruvato chinasi e quindi il normale metabolismo energetico negli animali. Inoltre, alcuni gruppi acilici a catena ramificata sono metaboliti della leucina, dell'isoleucina e della valina, e il trasporto tempestivo dei gruppi acilici a catena ramificata facilita il normale metabolismo di questi aminoacidi. La L-carnitina può partecipare al trasporto dei metaboliti degli aminoacidi a catena ramificata, favorendo così il normale metabolismo degli aminoacidi a catena ramificata. Questo processo è catalizzato dalla carnitina acil coenzima A per completare il cerchio. 2.3 Possiede un effetto di detossificazione dell'acilazione Il metabolismo mitocondriale di β-ossidazione degli acidi grassi può produrre alcuni estere acil CoA tossici, come il propionil CoA e l'acido metilmalonico monoacil CoA e l'acido propionico. Queste sostanze inibiscono alcune attività enzimatiche chiave del metabolismo mitocondriale e causano tossicità. Dopo il trattamento con L-carnitina, una grande quantità di L-carnitina libera nei mitocondri cellulari può combinarsi con questi acili tossici per formare complessi di L-carnitina, che possono rilasciare i loro effetti tossici. Allo stesso tempo, la L-carnitina può anche promuovere l'ossidazione dell'acido acetoacetico, che svolge un ruolo nell'eliminazione e nell'utilizzo dei corpi chetonici. 2.4 Mantenimento della stabilità della membrana La L-carnitina rimuove i gruppi acilici grassi a catena lunga in eccesso dalla membrana mitocondriale e mantiene la stabilità della membrana. La L-carnitina è anche un antiossidante che intrappola i radicali liberi impedendo la formazione di chelati di ferro. Quando la barriera di difesa antiossidante primaria non è in grado di garantire la completa eliminazione dei radicali liberi, la L-carnitina, in qualità di trasportatore di gruppi acilici grassi a lunga catena, partecipa alla deacilazione dei fosfolipidi di membrana nel processo di riparazione della membrana mediante deacilazione e reacilazione, che favorisce la riparazione tempestiva della membrana. 2.5 Influenza sul metabolismo degli aminoacidi La materia prima per la sintesi della L-carnitina deve dipendere dalla decomposizione delle proteine muscolari per fornire metionina e lisina, quindi svolge una regolazione di feedback negativa sul metabolismo di metionina e valina. L'aggiunta di L-carnitina può ridurre la sintesi di L-carnitina endogena, ridurre la decomposizione delle proteine nell'organismo e avere l'effetto di risparmiare lisina e metionina. I metaboliti di leucina, isoleucina e valina nei mitocondri sono alcuni acili a catena ramificata e la L-carnitina agisce come vettore per trasportare gli acili a catena ramificata in tempo, favorendo il normale metabolismo di questi aminoacidi. 2.6 Altri effetti funzionali La L-carnitina può prevenire la tossicità prodotta da un eccesso di ammoniaca nel corpo dell'animale, migliorare l'immunità dell'animale e la capacità di resistere alle malattie e allo stress. Il Prof. Borum dell'Università della Florida ha sottolineato che la L-carnitina ha anche la funzione di immagazzinare energia e di trasferire energia da una cellula all'altra. Allo stesso tempo, la L-carnitina partecipa anche indirettamente al ruolo della gluconeogenesi e alla regolazione della chetogenesi, riduce efficacemente la concentrazione di acido lattico nel sangue dopo l'esercizio fisico e partecipa al processo di maturazione degli spermatozoi. Inoltre, la L-carnitina può regolare la funzione gastrointestinale, promuovere la secrezione dei succhi digestivi e aumentare l'attività degli enzimi digestivi, migliorando così l'appetito e l'alimentazione. Applicazione della L-carnitina nell'industria alimentare 3.1 Alimenti per l'infanzia La L-carnitina è un nutriente essenziale condizionato per i neonati. La L-carnitina non solo svolge un ruolo importante nella produzione di energia e nel metabolismo dei grassi, ma ha anche alcune funzioni nel mantenimento della vita infantile e nella promozione di alcuni processi fisiologici dello sviluppo infantile, come la chetogenesi e il metabolismo dell'azoto. La capacità di sintesi della L-carnitina nei neonati è solo 15% di quella degli adulti. In genere, il livello normale può essere mantenuto con la semplice alimentazione a base di latte materno o di latte vaccino, ma la carnitina è quasi assente nelle formule per bambini a base di proteine di soia e negli alimenti per lo svezzamento a base di cereali, che dovrebbero essere arricchiti dal punto di vista nutrizionale. L'integrazione di L-carnitina è necessaria per i neonati pretermine e di basso peso alla nascita. La L-carnitina ha una funzione di mantenimento della vita del bambino e di promozione del suo sviluppo. 3.2 Integratori nutrizionali importanti per le persone di mezza età e anziane La L-carnitina è un nutriente importante per le persone di mezza età e anziane. L'energia del muscolo cardiaco umano proviene dall'ossidazione degli acidi grassi; la L-carnitina è un nutriente importante per il muscolo cardiaco, in grado di aumentare la capacità del muscolo cardiaco e di portare all'aumento della gittata cardiaca, quindi ha un evidente effetto protettivo sul cuore. Clinicamente, è stato dimostrato che la L-carnitina ha effetti anti ischemia miocardica, anti aritmia e di riduzione dei lipidi. Con l'avanzare dell'età, la L-carnitina presente nell'organismo diminuisce, con conseguente riduzione della vitalità delle cellule del miocardio, per cui gli anziani devono integrare la L-carnitina. I Paesi stranieri l'hanno annoverata tra le sostanze importanti per prevenire e ridurre le malattie coronariche nelle persone di mezza età e anziane, e l'integrazione di L-carnitina può aumentare la capacità del muscolo cardiaco. L'integrazione di L-carnitina può aumentare la capacità del muscolo cardiaco. Chi soffre di diabete e di malattie della funzionalità renale dovrebbe integrare la L-carnitina per colmare le carenze dell'organismo. Allo stesso tempo, l'integrazione di L-carnitina è anche molto efficace per migliorare l'immunità e prolungare la vita delle cellule immunitarie. 3.3 Alimenti per gli atleti La L-carnitina è un integratore importante anche per gli atleti, in quanto migliora la potenza esplosiva e aumenta la resistenza atletica. La L-carnitina determina l'energia prodotta dai muscoli; l'aumento del contenuto di L-carnitina nei muscoli durante l'esercizio fisico può favorire la conversione energetica, massimizzare la tolleranza all'ossigeno dell'organismo e promuovere il pieno svolgimento delle prestazioni fisiche. La L-carnitina può promuovere il metabolismo aerobico e anaerobico e alleviare la fatica dell'esercizio. Ciò è di grande utilità per gli atleti che possono migliorare le loro prestazioni sportive. Ricercatori nazionali e internazionali hanno anche scoperto che l'integrazione di L-carnitina negli atleti può aumentare notevolmente il consumo massimo di ossigeno e la produzione di energia durante l'esercizio fisico e ridurre significativamente la produzione di anidride carbonica e la concentrazione plasmatica di lattato. A causa di questa funzione della L-carnitina, i Paesi stranieri hanno comunemente utilizzato la L-carnitina negli alimenti salutari per lo sport, mentre il nostro Paese ne ha attualmente una scarsa applicazione. 3.4 Alimenti dimagranti Le ricerche condotte sulle persone obese dimostrano che la dieta ipocalorica e l'esercizio fisico possono ridurre il peso, ma allo stesso tempo producono alcuni effetti collaterali. Ad esempio: l'insufficiente apporto di energia muscolare produce affaticamento e malattie cardiovascolari correlate, l'accumulo di sostanze lipidiche nelle fibre muscolari e nel fegato produce obesità, fegato grasso e così via. La L-carnitina, invece, brucia il grasso corporeo in eccesso come energia e riduce il contenuto di grasso corporeo per ridurre il peso corporeo, senza causare affaticamento, diarrea e altre reazioni avverse prodotte da altri alimenti dietetici. Studi clinici hanno dimostrato che l'integrazione di L-carnitina per la perdita di peso è efficace e non ha effetti collaterali sull'organismo. Pertanto, l'integrazione di L-carnitina è un modo ideale per perdere peso senza diete, anoressia, stanchezza o diarrea. La L-carnitina come ingrediente principale di alimenti dietetici è molto popolare in Europa e negli Stati Uniti; anche la Cina ha un piccolo numero di prodotti simili sul mercato. Prospettive della L-carnitina nell'industria alimentare Prospettiva della L-carnitina nell'industria alimentare La L-carnitina è un nutriente simile alla vitamina e, allo stesso tempo, è un componente degli alimenti, con una buona sicurezza e stabilità, un evidente effetto salutistico, e ha una grande prospettiva nell'industria alimentare. In Europa e nei Paesi sviluppati degli Stati Uniti, l'applicazione della L-carnitina è più estesa, aggiungendo la L-carnitina agli alimenti sportivi, agli alimenti dietetici, al latte in polvere per neonati e alla varietà di alimenti per la salute. Attualmente, nel nostro Paese i prodotti di questo tipo sono meno numerosi e la maggior parte dei consumatori non conosce bene la funzione e l'effetto salutistico della L-carnitina. D'altra parte, il costo elevato della L-carnitina ne limita anche l'applicazione negli alimenti. Dovremmo accelerare la ricerca sul metodo e sulla tecnologia di produzione industrializzata a basso costo della L-carnitina, condurre attivamente la ricerca sull'applicazione della L-carnitina, rafforzare l'orientamento del mercato e sviluppare attivamente il mercato nazionale. Crediamo che l'applicazione della L-carnitina nella nostra industria alimentare diventerà sempre più ampia.