L-Carnitina ed Esercizio Fisico

La L-Carnitina è una sostanza esistente in natura ed è stata scoperta in estratti di muscolo nel 1905. Ha un ruolo molto importante nell’ossidazione degli acidi grassi. Questo importante processo biochimico avviene all’interno dei mitocondri ed è importantissimo in quanto serve a produrre molecole di Acetil-CoA, un composto che poi entrando nel ciclo di Krebs, contribuisce a produrre molecole di ATP, ovvero energia da spendere da parte del nostro organismo.

La L-Carnitina è essenziale poiché permette l’ingresso degli acidi grassi, i quali non riescono a superare la membrana mitocondriale, all’interno del mitocondrio mediante gli enzimi carnitina palmitoiltransferasi I e II.

La L-Carnitina è sintetizzata a livello endogeno nel fegato, nel rene e nel cervello a partire dagli amminoacidi essenziali Lisina e Metionina, nonché viene fornita con l’assunzione di alimenti di origine animale. La riserva di L- Carnitina, a livello tissutale, è localizzata al 95% nel cuore e nel muscolo scheletrico, in minima parte è riscontrata nel fegato, nel rene e nel plasma. Uno studio sostiene che la L-Carnitina sia contenuta settanta volte di più nel muscolo rispetto al plasma sanguigno. La L-Carnitina, in virtù del suo accumulo nel muscolo e nel cuore, per la sua natura ergogenica e inoltre per il suo ruolo nel metabolismo energetico, è stata proposta come integrazione in atleti sani ed è stato mostrato come sia capace di modulare la capacità nell’ambito dell’esercizio fisico.

L-Carnitina ed esercizio fisico

La connessione tra livelli di L-Carnitina, in particolare nel plasma e nel muscolo, e l’incremento della capacità nell’esercizio fisico è stata dimostrata da numerosi studi clinici. Visto l’importante ruolo nella beta-ossidazione degli acidi grassi allo scopo di produrre energia e il suo contributo nel regolare il pool dell’Acetil- CoA, gli studi riguardo la L-Carnitina come supporto ergogenico si sono inizialmente soffermati sulla sua interazione con l’esercizio fisico.

Un primo studio ha dimostrato che l’integrazione giornaliera di L- Carnitina, durante sei mesi di esercizi di allenamento, portava ad un aumento dei livelli di L-Carnitina nel muscolo (sia totali che in forma libera) rispetto al placebo.

I corridori di resistenza e un po’ meno marcatamente i velocisti, come conseguenza del solo esercizio fisico hanno dimostrato un significativo decremento dei livelli di L-Carnitina libera a livello muscolare. Questi livelli venivano invertiti dall’integrazione con L-Carnitina. Altri studi hanno osservato l’effetto dell’integrazione con L-Carnitina sulla capacità aerobica, sull’ossidazione dei grassi, sul massimo apporto di ossigeno e sulle prestazioni fisiche. Hanno riportato come sia la supplementazione cronica sia acuta con L-Carnitina, con o senza proteine durante l’allenamento, abbia aumentato la capacità dell’esercizio fisico e la resistenza. In un altro studio è stato dimostrato che la L-Carnitina migliori gli esercizi ad alta intensità mantenendo costante il rapporto tra Acetil-CoA e CoA, così da consentire un flusso continuo attraverso il complesso della piruvato deidrogenasi e prevenendo l’accumulo di lattato.

Altri studi invece hanno sottolineato il fatto che il contenuto di L-Carnitina nel muscolo aumenti seguendo una somministrazione orale di lunga durata, mentre se di breve durata non si riscontrano gli stessi alti livelli di concentrazione muscolare. In un ultimo studio la L-Carnitina ha dimostrato che , in aggiunta ad alcuni complessi di minerali, in donne dai 18 ai 30 anni migliora la prestazione in esercizi aerobici.

Conclusioni

Dato la posizione chiave nel metabolismo degli acidi grassi e nella produzione di energia, l’utilizzo della L-Carnitina è stato oggetto di numerose indagini scientifiche. La L-Carnitina è stata impiegata come supporto ergogenico da atleti professionisti e dalla popolazione fisicamente attiva come supplemento dietetico.

Riferimenti Bibliografici

  1. Fielding R, Riede L, Lugo JP, Bellamine A. l-Carnitine Supplementation in Recovery after Exercise. Nutrients. 2018;10(3):349. doi:10.3390/nu10030349.
  2. Gulewitsch W. Zur Kenntnis der Extraktionsstoffe der Muskeln. 2. Mitteilungen über das Carnitin (extracted substances in muscle, report on carnitine) Hoppe-Seyler Z. Physiol. Chem. 1905;45:326–330. doi: 10.1515/bchm2.1905.45.3-4.326.
  3. Karlic H., Lohninger A. Supplementation of l-carnitine in athletes: Does it make sense? Nutrition. 2004;20:709–715. doi: 10.1016/j.nut.2004.04.003.
  4. Bremer J. Carnitine-metabolism and functions. Physiol. Rev. 1983;63:1420–1480. doi: 10.1152/physrev.1983.63.4.1420.
  5. Brass E.P. Pharmacokinetic considerations for the therapeutic use of carnitine in hemodialysis patients. Clin. Ther. 1995;17:176–185. doi: 10.1016/0149-2918(95)80017-4.discussion 175.
  6. Ramsay R.R., Gandour R.D., Van der Leij F.R. Molecular enzymology of carnitine transfer and transport. Biochim. Biophys. Acta. 2001;1546:21–43. doi: 10.1016/S0167-4838(01)00147-9.
  7. Arenas J., Ricoy J.R., Encinas A.R., Pola P., D’Iddio S., Zeviani M., Didonato S., Corsi M. Carnitine in muscle, serum, and urine of nonprofessional athletes: Effects of physical exercise, training, and l-carnitine administration. Muscle Nerve. 1991;14:598–604. doi: 10.1002/mus.880140703.
  8. Dragan G.I., Wagner W., Ploesteanu E. Studies concerning the ergogenic value of protein supply and l-carnitine in elite junior cyclists. Physiologie. 1988;25:129–132.
  9. Dragan I.G., Vasiliu A., Georgescu E., Eremia N. Studies concerning chronic and acute effects of l-carnitina in elite athletes. Physiologie. 1989;26:111–129.
  10. Siliprandi N., Di Lisa F., Pieralisi G., Ripari P., Maccari F., Menabo R., Giamberardino M.A., Vecchiet L. Metabolic changes induced by maximal exercise in human subjects following l-carnitine administration. Biochim. Biophys. Acta. 1990;1034:17–21. doi: 10.1016/0304-4165(90)90147-O.
  11. Vukovich M.D., Costill D.L., Fink W.J. Carnitine supplementation: Effect on muscle carnitine and glycogen content during exercise. Med. Sci. Sports Exerc. 1994;26:1122–1129. doi: 10.1249/00005768-199409000-00009.
  12. Stephens F.B., Wall B.T., Marimuthu K., Shannon C.E., Constantin-Teodosiu D., Macdonald I.A., Greenhaff P.L. Skeletal muscle carnitine loading increases energy expenditure, modulates fuel metabolism gene networks and prevents body fat accumulation in humans. J. Physiol. 2013;591:4655–4666. doi: 10.1113/jphysiol.2013.255364.
  13. Barnett C., Costill D.L., Vukovich M.D., Cole K.J., Goodpaster B.H., Trappe S.W., Fink W.J. 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. doi: 10.1123/ijsn.4.3.280.
  14. DiSilvestro R.A., Hart S., Marshall T., Joseph E., Reau A., Swain C.B., Diehl J. Enhanced aerobic exercise performance in women by a combination of three mineral chelates plus two conditionally essential nutrients. J. Int. Soc. Sports Nutr. 2017;14:42. doi: 10.1186/s12970-017-0199-2.