קרניטין - Carnitine

הדפס

מדריך בדיקות מעבדה
קרניטין
Carnitine
מעבדה	כימיה בדם
תחום	חילוף החומרים של שומנים והפיכתם לאנרגיה
יחידות מדידה	מיקרומול' לליטר
טווח ערכים תקין	תחום ערכים תקין בנסיוב או בפלזמה: כאשר מודדים ערכי קרניטין חופשי מתקבלים הערכים הבאים (מבוטאים במיקרומול' לליטר): בגיל יום אחד-12-36; בגיל 2-7 ימים-10-21; בגיל 8-31 יום-12-46; בגיל 32 יום עד 12 חודשים-27-49; מגיל שנה עד גיל 6 שנים-24-63; מגיל 6 שנים עד 10 שנים-22-66; מגיל 10 עד 17 שנים-22-65; מעל גיל 17 שנים-25-54 (כאשר בנשים ערכי קרניטין נמוכים אלה של גברים ב-10 עד 12% בממוצע). ערכי אציל-קרניטין בגילים השונים יכולים לנוע בין 10 ל-30% בממוצע מערכי קרניטין חופשי. תחום ערכים תקין של קרניטין חופשי בשתן: בתינוקות בגיל 3 ימים-5.7-9.3 מיקרומול' ל-24 שעות; במבוגרים-(גברים)-306-534 מיקרומול' באיסוף 24 שעות, (נשים)-208-324 מיקרומול' באיסוף 24 שעות. בעוד שבדם מהווה אציל-קרניטין חלק קטן יחסית מהקרניטין החופשי, הרי שבשתן היחס בין שני מרכיבי קרניטין אלה מתהפך, וזאת בגלל סף הספיגה-מחדש (reabsorption) של שני סוגי הקרניטין באבוביות הכליה, הגבוה יותר לגבי אצילקרניטין מאשר לגבי קרניטין חופשי, וכך יותר אציל קרניטין מופיע בשתן, בהשוואה לקרניטין חופשי באופן שהיחס בין השנים הוא 2:1, וכך 2/3 מהקרניטין בשתן הוא אציל קרניטין ורק 1/3 הוא קרניטין חופשי.
יוצר הערך	פרופ' בן-עמי סלע

בסיס פיזיולוגי

L-carnitine (להלן קרניטין) הוא נגזרת של חומצת האמינו ליזין, ושמו נגזר מהעובדה שהןא בודד לראשונה בשנת 1905 מבשר (carnus). רק איזומר L פעיל ביולוגית לעומת איזומר D המשולל כל פעילות. בתחילה אף כונה החומר ויטמין T, כיוון שהוא זוהה בתולעת הקמח (Tenebrio molitor) כעין ויטמין, אך קרניטין אינו מתאים להגדרת ויטמין כיון שהוא מסונתז באדם ובבעלי חיים גבוהים, אם כי לעתים הדרישות של הגוף לקרניטין עולות על יכולת הייצור העצמי באופן המחייב קבלתו מהמזון.

ביוסינתזה של קרניטין

הכבד הוא האיבר בו נעשית מרב הסינתזה של קרניטין וחלקה הקטן יותר מתרחש בכליות, ומאיברים אלה מגיע קרניטין לרקמות שונות בגוף. באדם נוצר קרניטין מחומצות האמינו ליזין ומתיונין, במסלול בעל מספר שלבים. ליזין עובר באופן אנזימטי מתילציה , ליצירת תוצר הביניים episilon-N-trimethyllysine, כאשר 3 מולקולות מתיונין מספקות 3 שיירי מתיל לריאקציה. מספר אנזימים מסייעים בתהליך, כמו gamma-butyrobetaine hydroxylase, אנזים שאינו קיים בשרירי הלב והשלד, אך מופיע בריכוז גבוה בכבד, באשכים ובכליות. כמות קרניטין המסונתזת באדם במשקל 70 ק"ג, מדי יום מוערכת בין 0.16-0.48 מיליגרם לק"ג משקל (11 עד 34 מיליגרם ליום). כמות קרניטין המגיעה מהמזון, או זו שחוזרת לדם בספיגה מחדש באבוביות הכליה, אינם משנים את קצב הסינתזה היומי של קרניטין בעיקר בכבד, אך גם בכליות ואף באשכים. הסינתזה של קרניטין דורשת נוכחות של ברזל, ויטמינים B6, ‏C וניאצין (B3) בצורת NAD או nicotinamide adenine dinucleotide. והגוף נזקק לכמויות גדולות יותר של קרניטין הן בגיל הצמיחה והן בתקופת הריון, כאשר הדרישה לקרניטין גדולה מיכולת הייצור שלו.

קרניטין היא תרכובת אמין רביעונית הידרופילית, החיונית לטרנספורט של חומצות שומניות מהציטופלזמה אל תוך המיטוכונדריה של תאי שריר בעיקר, מקום שם מתבצעת שרשרת הראיקציות של ביתא אוקסידציה לשבירת חומצות שומניות אלה ליצירת acetyl CoA, כדי להפיק אנרגיה בצורת מולקולות ATP דרך מעגל חומצת הלימון. קרניטין משמש גם כתוסף תזונה. בנוסף לתאי שריר קרניטין מתרכז גם בתאי מוח ותאי זרע.

תפקיד קרניטין במטבוליזם של חומצות שומניות

חומצות שומניות חייבות להיות משופעלות תחילה, לפני שהן נקשרות לקרניטין ליצירת אצילקרניטין. חומצות השומן החופשיות בציטופלזמה נקשרות בקשר thioester לקואנזים A, כאשר ריאקציה זו מסתייעת על ידי האנזים fatty acyl-CoA synthetase, ומגיעה לסיומה על ידי האנזים pyrophosphatase. שייר האציל על גבי CoA יכול כעת להיות מועבר לקרניטין ולהיקשר אליו, ליצירת אצילקרניטין, המועבר אל תוך המיטוכונדריה. שלב זה מתרחש על ידי האנזיםcarnitine acyltransferase I (לדוגמה I carnitine-palmitoyltransferase או CPTI) הממוקם על פני הממברנה החיצונית של המיטוכונדריון. זהו השלב ה-rate limiting או צוואר הבקבוק של התהליך. בשלב הבא מוחדר אצילקרניטין אל תוך המיטוכונדריון בעזרת האנזים carnitine-acylcarnitine translocase, ובשלב השלישי acylcarnitine עובר הסבה ל-acyl CoA בעזרת האנזים carnitine acyltransferase II (לדוגמה carnitine-palmitoyl transferase II או CPTII), הממוקם על הדופן הפנימית של המיטוכונדריון, וחומצת השומן המשתחררת נותרת בתוך המיטוכונדריון. מולקולת קרניטין שהשתחררה כעת ממטען האציל שלה, חוזרת אל הציטופלזמה של תא השריר. בסוף תהליך הביתא אוקסידציה יתקבלו אצטיל-CoA ופרופיוניל-CoA. מחלות תורשתיות כמו חסר ראשוני של קרניטין, או חסר האנזימים CPTI, CPTII או carnitine-acylcarnitine translocase, ישפיעו כמובן על תהליך זה עד עצירתו.

באופן טבעי, קרניטין מתרכז באותן רקמות הצורכות כמות אנרגיה גבוהה, כרקמות שריר (ובעיקר שריר הלב). בנוסף לפעולתו להחדרת חומצות שומניות אל תוך המיטוכונדריה, יש להדגיש את פעולת קרניטין בהרחקת תוצרי ביניים של מטבוליזם מתוך המיטוכונדריה למניעת הצטברותם שם. פעילות משמעותית נוספת של קרניטין נגזרת מהיותו חומר נוגד חמצון, ובכך מגן מפני פראוסידציה של שומנים הן ברמת פוספוליפידים בממברנות תאים והן במניעת עקה חמצונית ברמת האנדותל ושריר הלב.

חסר קרניטין

מבחינה אפידמיולוגית השכיחות של חסר ראשוני של קרניטין מוערכת כ-1 ל-40,000 לידות, אם כי מחקר אוסטרלי מעריך שהממצא אף נדיר יותר, 1 ל-37,000 עד 100,000 לידות. בבריטניה נמצאה שכיחות חסר ראשוני בקרניטין באחת מתוך 15,500 נשים, וזאת באקראי כתוצאה מממצאי רמת קרניטין נמוכה במיוחד בתינוקות בני יומם שנסקרו לרמת הקרניטין בדמם. נשים אלה היו א-תסמיניות עד לגילוי האקראי של חסר קרניטין אצלם בעת הלידה. לא נמצא רקע אתני מובהק לחסר ראשוני של קרניטין, ואין גם ראיות התבטאות מגדרית מועדפת של מפגע זה. לעומת זאת, חסר קרניטין ראשוני דווח בצברים של בני משפחות, באופן המצביע על רקע גנטי לתופעה.

סיבות לחסר סיסטמי של קרניטין

חסר ראשוני עלול להיגרם על ידי פגם בטרנספורטר הנמצא על פני הממברנה של תאי שריר או בכליות. חסר בטרנספורטר זה של קרניטין, מתבטא בהפרשה מוגברת של קרניטין בשתן ולחסר בריכוזי קרניטין תוך-תאי. המוטציות האחראיות לתרחיש אוטוזומאלי-רצסיבי נדיר זה פוגעות בגן הידוע כ- OCTN2 המקודד לחלבון הטרנספורטר. חסר קרניטין המוגבל לתאי שריר השלד והלב מופיע בתסמונת התורשתית הנדירה myopathic carnitine deficiency, בה נמצא חסר חמור של רמות קרניטין בשריר. עדיין לא זוהה הפגם הביוכימי לתרחיש זה, המתבטא בכאבי שרירים ובחולשה מתקדמת שלהם, שמתחילים בילדות או במתבגרים. רמות קרניטין בנסיוב במפגע זה תקינות, ואין מעורבות של הכבד, ובדרך כלל הצורה המיופתית של חסר קרניטין ראשוני, מתונה יותר מהצורה הסיסטמית של חסר זה.

חסר שניוני של קרניטין, שבא לביטוי ברמות נמוכות של קרניטין בדם או ברקמות, עלול להיות תוצאה של מצבים מטבוליים מוגדרים, או כתוצאה ממצבים קליניים נרכשים, או במצבים יאטרוגניים. לדוגמה, פגיעה בתהליך הביתא אוקסידציה עלולה לגרום לחסר שניוני של קרניטין במנגונים אחדים. חסימה של ביתא אוקסידציה יכולה לגרום להצטברות של תוצרי ביניים של acyl-CoA. תהליכי אסטריפיקציה עם קרניטין מביאים ליצירת אצילקרניטין ושחרור של CoA חופשי. אצילקרניטין זה מופרש בקלות בשתן, ומונע קליטה של קרניטין ברמת הטרנספוטר של קרניטין בתאי כליה, מה שגורם להגברת איבוד קרניטין בשתן, וחסר שניוני שלו. מחלות כבד חריפות כמו צמקת, או פגיעה פולמיננטית בכבד בתסמונת Reye יכולות להתבטא בחסר משמעותי של קרניטין. תסמונת Reye נחשבת דוגמה קלאסית של אנצפאלופתיה על רקע של היפו-גליקמיה והיפו-קטוזיס בו טיפול דחוף במתן קרניטין, הוא צעד חיוני ויעיל להקלת התסמינים. חסר שניוני יכול להופיע באופן זמני במצבים של דרישה מוגברת של קרניטין כמו המצבי קטוזיס, או כאשר יש דרישה מוגברת לחמצון שומנים כמו במצבי חירום של אלח-דם (ספסיס) או כוויות משמעותיות, או לאחר ניתוח משמעותי במערכת העיכול.

מצבים גנטיים אחרים בהם באה לביטוי תסמונת Fanconi (לדוגמה תסמונת Lowe או X-linked oculocerebrorenal syndrome וכן ציסטינוזיס), יכולים להתבטא בחסר שניוני של קרניטין, בשל איבוד מוגבר שלו בשתן כתוצאה מפגם בפעילות האבוביות. גם תסמונת אי-סבילות לליזין שהוא פגם אנזימטי מורש של אי היכולת לפרק את חומצת האמינו ליזין, כרוכה בהפרשה מוגברת של ליזין בשתן, וחסרון בחומצת אמינו זו שמשמשת אבן בנין ראשית ליצירת קרניטין. מפגעים מטבוליים נוספים כגון propionic academia ו-methylmalonic academia יכולים להתבטא בחסר שניוני של קרניטין, כמו גם בפגמים של שרשרת נשימה במיטוכונדריה, כגון cytochrome c oxidase defiency.

חסר קרניטין שניוני עלול להיגרם גם מפגמים תורשתיים במטבוליזם של חומצות אורגניות אחדות, כגון isovaleric academia, וכן glutaric acidemia type 1 ו-3-hydroxymethylglutaryl-CoA lyase deficiency, בהם יש הצטברות של תוצרי ביניים מסוג acyl-CoA, על ידי יצירת אסטרים של אציל קרניטין המורחקים מהתאים ומופרשים בכמות גדולה בשתן. הפרשת קרניטין חופשי, גורמת באופן סיסטמי לרמות נמוכות של קרניטין בדם וברקמות. בחולים עם מפגעי חומצות אורגניות במצבי משבר אופיינית היפוגליקמיה היפו-קטוטית או nonketotic לצד קטואצידוזיס והיפראמונמיה. גם פגמים במטבוליזם של ליפידים יכולים לתרום לחסר שניוני של קרניטין. לדוגמה מצב של medium chain acyl-CoA dehydrogenase deficiencyהידוע כ-MCAD . במצבים מולדים אלה, יש הצטברות רבה של חומצות אורגניות , המורחקות בסופו של דבר מהגוף על ידי הפרשה בשתן של אסטרים של אצילקרניטין. וממילא איבוד קרניטין בשתן.

חסר שניוני של קרניטין אובחן גם בילדים עם פגמים במעגל השתנן (urea cycle) כגון OTC או ornithine transcarbamylase deficiency וכן ב-carbamoyl phosphate synthetase deficiency. לא ברור עדיין האם חסר קרניטין בשני מצבים אלה קשור בפגם מטבולי ראשוני, או נגרם כתוצאה ממחלת כבד שהוא אתר הייצור המרכזי של קרניטין, או שהוא נגרם על ידי הטיפול התרופתי המקובל בסודיום בנזואט במצבים אלה. בילדים עם פגמים במעגל ה-urea על רקע חסר בקרניטין, עלול חסר זה להחמיר תרחישים של היפר-אמונמיה.

ילדים עם חסר שניוני של קרניטין כתוצאה מפגם תורשתי בשרשרת הנשימה כתוצאה ממפגע מיטוכונדריאלי, עלולים לסבול מעייפות יוצאת דופן בין השאר כתוצאה מהצטברות חומצת חלב (lactic acid) בשריריהם. ילדים אלה עלולים לסבול מאנצפאלופתיה וכן ממיופתיה על רקע הצטברות ניכרת של שומן בתאי השריר שלהם.

ללא כל קשר לגורם האטיולוגי של חסר שניוני של קרניטין, רמת קרניטין חופשי בפלזמה נמוכה (פחות מ-20 מיקרומול' לליטר), והיחס של אצילקרניטין לקרניטין חופשי מוגבר באופו שהוא גבוה מ-0.4, בעוד שבמצב תקין יחס זה אינו עולה בדרך כלל על 0.2. באפן כללי, חסר קרניטין שניוני שכיח יותר מהמצב הנדיר של חסר ראשוני של קרניטין.

פרטים הלוקים בחסר שניוני של קרניטין הם בעלי ספיגה זעומה של קרניטין במעי, כמו גם פגיעה בספיגה-מחדש של קרניטין באבוביות הכליה, וממילא באיבוד רב של קרניטין בשתן. מפגע מופיע בגיל הרך, ומתבטא ברמות קרניטין נמוכות בפלזמה, בקרדיו-מיופתיה מתקדמת, בחולשת שרירי השלד, בהיפוגליקמיה ובהיפואמונמיה. הטיפול כולל מתן מתמיד של קרניטין במינון פרמקולוגי (בדרך כלל 50-100 מיליגרם ליום לק"ג משקל גוף) שמתקן בדרך כלל את חולשת השרירים ואת הקרדיו-מיופתיה.

פתופיזיולוגיה של חסר קרניטין

כיוון שחסר תוך-תאי בקרניטין פוגע בהחדרת חומצות שומן ארוכות-שרשרת אל תוך המיטוכונדריה, אלה אינן זמינות לביתא-אוקסידציה ויצירת אנרגיה, ונפגעת גם יצירת גופי-קטו (הנצרכים בעיקר על ידי המוח). בתרחיש זה מצטברים בתוך המיטוכונדריה אסטרים של אציל-CoA, מה שמשפיע באופן שלילי על מסלולי מטבוליזם הנזקקים לקואנזים A, דוגמת מעגל קרבס, חמצון של חומצה פירובית, מטבוליזם של חומצות אמינו וכמובן ביתא-אוקסידציה במיטוכונדריה ובפראוקסיזומים.

הביטוי הקליני של תרחיש חוסר קרניטין בא לביטוי בעיקר בשריר הלב הנפגע מקרדיומיופתיה מתקדמת, במערכת העצבים המרכזית, הנפגעת מאנצפאלופתיה שנגרמת מהיפוגליקמיה וזמינות נמוכה של גופי קטו, ושריר השלד הלוקה במיופתיה. במפגע כזה של חמצון חומצות שומניות, נוצרת הצטברות מסיבית של ליפידים בשרירי השלד והלב ובכבד, הבאה לביטוי כאמור במיופתיה אך גם בכבד מוגדל. בנוסף כיוון שאצילקרניטינים ארוכי שרשרת הם טוקסיים, הם עלולים לגרום להפרעות קצב ולמוות לבבי פתאומי. מקרים של תרחיש אנצפאלופתיה הנגרם בחסר קרניטין כתוצאה היפוגליקמיה היפוקטוטית, יכולים להופיע לאחר צום ממושך או פעילות גופנית נמרצת ממושכת, מהם יש כמובן להימנע. חלק מהלוקים במצב זה דורשים טיפול בחומצות שומן חיוניות כגון חומצה לינולאית וחומצה לינולנית. מטופלים עם פגיעה בחמצון חומצות שומניות, אמורים להקפיד על דיאטה עתירת פחמימות ודלת שומנים.

נראה אם כן שחסר קרניטין עלול לגרום לקרדיומיופתיה (dilated), כשל גדוש בפעולת הלב (CHF), היפראמונמיה, היפוגליקמיה, נמק שריר השלד, מיוגלובינוריה, מיופתיה מהצטברות שומנים בשריר, כבד שומני, עייפות ומצבי בלבול.

הפרשה וספיגה מחדש של קרניטין

קרניטין ואציל קרניטין קצר שרשרת, דוגמת acetyl-L-carnitine, מופרשים דרך הכליות, כאשר הספיגה מחדש (reabsorption) של קרניטין בדרך כלל מאוד יעילה, באופן ש-95% מהמולקולה נספגת מחדש בכליות. לכן הפרשת קרניטין בשתן נמוכה מאוד באופן תקין, אם כי מצבים קליניים אחדים כרוכים בירידה ניכרת בספיגה מחדש, ובהתאם הפרשה מוגברת של קרניטין בשתן. מצבים אלה כוללים דיאטות עתירות חלבון או עתירות שומן (ודלות בפחמימות), ומחלות שונות שיפורטו בהמשך. מקובל שקרניטין המגיע ממקורות מזון נספג במעי ביעילות גבוהה יותר מקרניטין הנצרך כתוסף, ואכן קרניטין שאינו נספג באנטרוציטים מתפרק במעי הגס על ידי חיידקים, ליצירת שני תוצרים עיקריים: טרימתילאמין (TMA) הנספג ביעילות במעי ומתחמצן ליצירת trimethylamine-N-oxide המופרש בשתן, ו-gamma-butyrobetaine המורחק בעיקר בצואה.

חסר תזונתי של קרניטין נדיר ביותר באנשים בריאים ללא הפרעה מטבולית, מה שמצביע על כך שוב האנשים יכולים לייצר באופן אנדוגני כמות מספקת של קרניטין. אפילו אלה הניזונים מדיאטה צמחונית מובהקת, לא מראים סימני חסר. תינוקות בלידה, ובעיקר פגים, נולדים עם רמת קרניטין נמוכה ביותר, אך זו מגיעה למעשה תוך חודשיים לרמות סבירות, ואינם מראים תסמיני חסר קרניטין, גם אם הם מוזנים בפורמולות מבוססות על סויה שהם נטולי קרניטין. יחד עם זאת, תחליפי המזון העדכניים לתינוקות מועשרים כעת בקרניטין, בכמות המשתווה לזו שנמצאת בחלב אם.

בטיחות ותופעות לוואי של טיפול בקרניטין

בדרך כלל קרניטין נסבל היטב ולא נמסר על תסמיני רעילות ממינון יתר של קרניטין. נטילה פומית של קרניטין יכולה לגרום לתסמיני גסטרו-אנטרליים מתונים כולל בחילה, הקאה, התכווצויות בטן ושלשולים. נטילת תוסף קרניטין במינון הגבוה מ-3 גרם ליום, עלול לגרום לפריחה עורית, לתסמונת צחנת הדג, זאת בגלל כמות גדולה של טרימתילאמין (TMA) הנוצרת במעי. נטילת אצטיל קרניטין על ידי חולי אלצהיימר דווחה כמגבירה אצלם רעד, או את תדירות הפרכוסים.

קרניטין ומחלות כליה ובמטופלי המודיאליזה: כללית, במחלות כליה כרוניות מופיעים בדרך כלל ערכי קרניטין נמוכים יותר בדם, מעצם העובדה שחלק מהקרניטין מיוצר בכליה, וכאשר פעילותה של זו פגועה כן גם יפחת בה ייצור קרניטין. המצב מחמיר במטופלי דיאליזה, שכן קרניטין ואחדים מהקודמנים שלו אובדים מהדם בתהליך הדיאליזה בשל משקלם המולקולארי הנמוך. ה-FDA אישר טיפול משלים ב-L-carnitine במטופלי דיאליזה למניעת חסר ניכר של קרניטין בדם, שעלול לתרום למספר תסמינים אופייניים למטופלים אלה כגון חולשת שרירים, עייפות, קרדיומיופתיה, אי-סדירות של שומני הדם, ואנמיה עיקשת. בחינה סיסטמתית של 18 מחקרים אקראיים שכללו במשותף 482 מטופלי דיאליזה, העלתה שטיפול בקרניטין שיפר בהם את רמת המוגלובין, בתקופה שלפני התחלת הטיפול השגרתי באריתרופויאטין (EPO) לטיפול באנמיה במטופלי דיאליזה.

קרניטין ומשמעותו לפיזיולוגיה של תאי זרע

קרניטין נמצא בריכוז גבוה באפידידימיס, מקום בו תאי זרע מגיעים לבשלות ורוכשים את כושר התנועה שלהם. במרוצת השנים התפרסמו מספר מחקרים שהצביעו לכאורה על שיפור התנועתיות של תאי זרע בגברים עם תנועה לקויה של זרעונים, בטיפול פומי עם קרניטין במינון יומי של 3 גרם למשך 3-4 חודשים, אם כי מחקרים אלה לא מסרו מידע על שיפור מתבקש בפוריות גברים אלה. מחקר אחר בגברים עם פוריות תקינה ובאלה עם פוריות לקויה מצא שריכוז קרניטין בדמם נמצא במתאם חיובי עם ספירת הזרע שלהם, וכושר התנועתיות של תאים אלה. במקובץ, יש במחקרים אלה שכללו בדרך כלל כמה עשרות עד 150 נבדקים, שטיפול משלים בקרניטין עשוי להיות שימושי בטיפול באי סדירות של תאי זרע, אם כי רק מחקרים רחבי היקף יוכלו לאשש תצפיות מוקדמות אלה.

אלה הסובלים מחסר ראשוני של קרניטין מפתחים בהדרגה קרדיומיופתיה שבאה לביטוי בגיל ממוצע של שנתיים ומעלה בדרך כלל, אם כי תחום הגילים בהם מתגלה המפגע הוא 1-7 שנים. בתינוקות האבחון נעשה בתרחיש של היפוגליקמיה על רקע היפוקטוזיס, בעוד שבילדים מבוגרים יותר האבחון נעשה לאחר שמזוהה מיופתיה בשרירי השלד או הלב. קרדיומיופתיה יכולה להתגלות בדיעבד בפרטים עם חסר קררניטין במצב של אי-ספיקת לב, בו הלב אינו מגיב להשפעה יונוטרופית של הורמונים או גם של חומרים משתנים (diuretics). אם המצב לא מאובחן ולא ניתן טיפול משלים בקרניטין, יתפתח בהדרגה למצב של אי ספיקת לב. מצב דומה של אי ספיקת לב כתוצאה מקרדיומיופתיה עלול להתפתח גם בחסר שניוני של קרניטין, ולהיגרם על ידי פגם בתהליך ביתא אוקסידציה במיטוכונדריה, כמו לדוגמה בחסר האנזימים long-chain 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase (LCHAD) ו-very long-chain acyl-CoA dehydrogenase (VLCAD). ההשפעה הביולוגית השלילית של רמה נמוכה של קרניטין, תבוא לידי ביטוי בדרך כלל לא לפני שרמה זו יורדת אל מתחת לסף של 10-20% מהרמה הנורמאלית של קרניטין.

קרניטין, כמשפר ביצועו מאמץ בפעילות גופנית וכן בהרזיה: בזכות יכולתה להקטין הצטברות של חומצה לַקְטִית בשריר, קרניטין עשויה לסייע לשיפור ביצועים בקרב ספורטאים. נוסף לכך, חומצה אמינית זו מייעלת כאמור את שריפת השומנים בגוף, בעיקר בזמן פעילות גופנית, ומסייעת לגוף ליצור אנרגיה מרקמת השומן. המשמעות היא שבשימוש נכון, דהיינו בנטילת קרניטין על קיבה ריקה כ-40 דקות עד שעה לפני פעילות גופנית, גורמת לגוף להשתמש במאגרי השומן בגוף כמקור לאנרגיה, וכך למעשה קרטינין מנתבת את הגוף לשריפת שומנים ומגבירה את צמצום רקמת השומן בגוף. למרות נימוקים אלה יש מעט מאוד נתונים המאששים את ההשערה שנטילת קרניטין משפרת ביצועים אתלטיים.

שימושים של קרניטין כטיפול במפגעים שונים

הטיפול בחומצה ולפרואית לטיפול במצבי פרכוסים ובאפילפסיה ידוע כטיפול הגורם רעילות לכבד. יש ראיות לכך שטיפול מקביל בקרניטין יכול לסייע בהפחתת השפעה רעילה זו של חומצה ולפרואית. האסטר פרופיוניל-L-קרניטין, נמצא בעל השפעה מגינה על הלב האיסכמי מפני נזק נוסף הנגרם במצבי זילוח-מחדש (reperfusion). ניסויים ראשוניים מצביעים על אפשרות שמתן פרופיוניל-L-קרניטין יכול להקל במקרים של נזק וסקולארי היקפי הגורם לצליעה לסירוגין (intermittent claudication). מחקרים רבים בהיקף מוגבל של משתתפים, מרמזים לשיפור קוגניטיבי קל בטיפול של חולי אלצהיימר באצטיל-קרניטין.

ניסויים מוקדמים מצביעים על השפעה מיטיבה כתוצאה מטיפול במינון גבוה של אצטיל-קרניטין בחולי סוכרת הסובלים מנוירופתיה. אותו תכשיר תואר כבעל השפעה מועילה בניסויים בנשאי HIV במצבי נוירופתיה, הנגרמת כנראה על ידי התרופות המקובלות המחלה זו ממשפחת האנלוגים של נוקלאוזידים המעכבים את האנזים reverse transcriptase, אך בד בבד גם פוגעים במנגנון יצירת האנרגיה במיטוכונדריה.

אינטראקציה של תרופות עם קרניטין

מספר תרופות ידועות ככאלה הגורמות לחסר שניוני של קרניטין. התרופה נוגדת הפרכוסים חומצה ולפרואית, כמו גם carbamazepine, phenobarbital, ואנלוגים של נוקלאוזידים המשמשים לטיפול בנשאי HIV כמו ,zidovudine (AZT) didanosine (ddI), zalcitabine (ddC) ו-stavudine או d4T . כמו כן אנטיביוטיקה המכילה pivalic acid המשמשת בעיקר באירופה כגון pivampicillin, pivmecillinam ו-pivcephalexin, התכשיר האנטי-פרוטוזואני emetine, וכן שני תכשירים כימותרפיים דוגמת cisplatin ו-ifosfamide, עלולים להגביר את הסיכון לחסר קרניטין שניוני.

לגבי מנגנון הפעולה המשוער של valproic acid, הוצעו מספר אפשרויות ביניהן פגיעה ישירה ביכולת האבוביות בכליה לספוג מחדש קרניטין, וכן נטרול CoA על ידי חומצה ולפרואית, ובכך גרימת עיכוב ישיר של האנזימים המחמצנים חומצות שומניות. בפיברובלסטים שגודלו בתרבית נמצא שחומצה ולפרואית פוגעת ליכולת תאים אלה לקלוט קרניטין דרך הממברנה שלהם. תרופה אחרת הגורמת לחסר שניוני של קרניטין, zidovudin, מפריעה בפעילות המיטוכונדריה בתאי שריר, ומפחיתה את קליטת קרניטין על ידי תאים אלה. לגבי מנגנון הפעולה של אנטיביוטיקה נגזרות pivalate, ידוע שחומר זה שהוא למעשה חומצת שומן עם מבנה שרשרתי מסועף, עובר מטבוליזם ליצירה של acyl-CoA ester העובר טרנס-אסטריפיקציה ונקשר לקרניטין המופרש בהמשך בשתן כנגזרת pivaloyl-carnitine. ידוע שצריכה ממושכת של האנטיביוטיקה האמורה, יכולה לגרום לאיבוד משמעותי ביותר של קרניטין עד כדי גרימת חסר סיסטמי בולט שלו.

צריכת אלכוהול, או תכשירים המכילים שיירים סולפהידריליים (SH-) פעילים, דווקא מעלים ריכוזי קרניטין בדם. אינטראקציה מעניינת נוספת באה לביטוי באפשרות שקרניטין פוגע ביכולת הורמוני בלוטת התריס מלחדור לתאים, ולכן אלה הנוטלים תחליפי הורמונים של התירואיד דוגמת אלטרוקסין, צריכים לשקול אי צריכת קרניטין בעת ובעונה אחת.

מקורות מזון לקרניטין

פריט מזון	כמות	קרניטין
אומצת בקר	100g	95 mg
בשר טחון	100g	94 mg
בשר חזיר	100g	27.7 mg
דג בקלה (Cod)	100g	5.6 mg
חזה עוף	100g	3.9 mg
גבינה לבנה (3% שומן)	100g	3.7 mg
גלידה	100ml	3.7 mg
חלב מלא	100ml	3.3 mg
גבינת קוטג'	100g	1.1 mg
אספרגוס	100g	0.195 mg
אבוקדו	בינוני	2 mg
חמאת אגוזים	100g	0.083 mg
לחם מחיטה מלאה	100g	0.36 mg
לחם לבן	100g	0.147 mg
מקרוני	100g	0.126 mg
אורז (מבושל)	100g	0.0449 mg
ביצים	100g	0.0121 mg
מיץ תפוזים	100ml	0.0019 mg

בשר בקר, עוף, דגים ומוצרי חלב הם המקורות היותר עשירים של קרניטין, בעוד שפירות וירקות דלים יחסית בקרניטין. כמויות קטנות של קרניטין נמצאות באגוזים וגרעינים של דלעת או חמניות, בקטניות כשעועית, אפונה, בירקות כארטישוק, אספרגוס, ברוקולי, שום, פטרוזיליה, ובפירות כבבנות ומשמש. כמויות קטנות של קרניטין נמצאות בדגני בוקר, תירס, שיבולת שועל, חיטה ושעורה ושמרי אפיה.

דיאטה מאוזנת אמורה לספק מדי יום בין 20-200 מיליגרם קרניטין למבוגר במשקל 70 ק"ג, כאשר מבוגר בדיאטה צמחונית או טבעונית יקבל במזונו רק 1 מיליגרם קרניטין ביום. אחוז הקרניטין הנספג מהמזון הוא 63-75%, בעוד שרק 14-20% מהקרניטין הנלקח בצורה פומית כתוסף נספג במעי. קרניטין נספג מהמזון על ידי טרנספורט פעיל אך גם פסיבי דרך הממברנה של תא האנטרוציט במעי, בעוד שקרניטין הנצרך בצורת תוסף נספג בעיקר על ידי דיפוזיה פסיבית. ידוע גם שקרניטין הנצרך בצורת אצטיל קרניטין זמינותו הביולוגית בנראה גבוהה יותר מזו של קרניטין הנלקח כ-L-carnitine.

פורמולות על בסיס סויה לתינוקות שאינם יונקים, חייבות להיות מועשרות באופן שיכילו 11 מיליגרם קרניטין לליטר. קרניטין בנטילה פומית ניתן על פי מרשם רופא לטיפול בחסר ראשוני ושניוני של החומר, והוא ניתן גם ללא מרשם רופא כתוסף תזונה, והמינון היומי נע בין 500 ל-2,000 מיליגרם. לא קיימים דיווחים בספרות על תופעות לוואי או סיכונים ממינונים עודפים.

המידע שבדף זה נכתב על ידי פרופ' בן עמי סלע

ראו גם

• חזרה לדף מדריך בדיקות מעבדה

• בדיקות מעבדה - מפגעי שריר