Acetyl-L-Carnitine In Alzheimer's Disease Patients

Acetyl l-carnitine (ALCAR) is a modified form of carnitine, an amino acid derivative found in red meat, which is readily absorbed throughout the body, including the brain. It is involved in fatty acid metabolism and may improve several aspects of brain health, including mitochondrial function, activity of the neurotransmitter acetylcholine, and possibly cognition. However the data suggests that it does not provide a substantial cognitive benefit to patients with dementia.

L carnitine is a naturally occurring substance (amino acid) that is involved in the metabolism of fatty acids to produce energy. It is also known for its antioxidant properties.

L carnitine is produced in the liver and the kidneys. This biologically active amino acid helps burn fatty acids into fuel for energy. It can also be found in foods and diet or health supplements which are often promoted as l carnitine weight loss because of its ability to boost energy and improve strength and stamina. Foods that contain l carnitine include red meat like beef and pork, nuts, legumes, fruits such as apricot and banana, and cereals.

Acetyl-L-carnitine appears to be effective in mild cognitive impairment. This may be an early signal of Alzheimer’s.

Reason: Acetyl-L-carnitine can protect the brain from neurotoxicity. It can also ward off oxygen deprivation. Acetyl-L-carnitine can even preserve cells energy-producing mitochondria. Plus, it can rejuvenate mental and physical function. Dosages for studies have been in the 1,500 – 4,000 mg range. These are divided into two or three doses. However, we recommend no more than 1,000 mg of acetyl-L-carnitine a day without medical supervision.

1,200mg daily can alleviate the decline in cognition associated with Alzheimer’s disease over 6 months and a year.  General cognitive decline (not Alzheimer’s) shows similar benefit in aged individuals at 1-2g daily. The benefits seen in these human interventions are not overly potent in any one regard, and fairly spread out across measured parameters of cognition. This suggests the mechanism(s) of action to credit are more general than specific in the brain. In regards to human studies on Alzheimer’s disease, 1200 mg of Acetyl-L-Carnitine daily can alleviate the decline in cognition associated with Alzheimer’s disease over 6 months and a year.  The benefits seen in these human interventions are not overly potent in any one regard, and fairly spread out across measured parameters of cognition. This suggests the mechanism(s) of action to credit are more general than specific in the brain A meta-analysis of double-blind, placebo-controlled studies suggests that supplements of acetyl-L-carnitine may improve mental function and reduce deterioration in older adults with mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease . In these studies, subjects took acetyl-L-carnitine for 3–12 months.

L-karnitin je derivat esencijalnih aminokiselina lizina i metionina. Zadužen je za transport dugih lanaca masnih kiselina do mitohondrija, i to u stanicama za proces beta-oksidacije, tj. iskorištavanja dugolančanih masnih kiselina kao izvora energije.
Dva su oblika karnitina: L-karnitin - aktivni oblik i D-karnitin - slabo aktivan i toksičan, sprječava sintezu L-karnitina. Ta  "desno" orijentirana molekula nije normalno prisutna u namirnicama i u organizmu, a tijelo ju ne može iskoristiti.

L-karnitin se u organizmu sintetizira u jetri (90%) i bubrezima, odakle se transportira u druga tkiva. Najveće koncentracije nalaze se u tkivu koje konvertira masne kiseline u energiju, poput mišića skeleta i srčanog mišića. Tijelo odraslog čovjeka (oko 75 kg) sadrži oko 19 grama L-karnitina, prvenstveno u mišićima (puno manje u jetri). Majčino mlijeko sadrži oko 11 mg/l, pa se zato dodaje i u hranu za dojenčad i malu djecu.
Većina ljudi svakodnevnom prehranom unosi 50-200 mg L-karnitina. Katalizatori i uvjet za njegovu tvorbu su prisustvo željeza te vitamina C, B6 i niacina.
L-karnitin pomaže da masne stanice iz okoline pređu u mitohondrije, gdje se iskorištavaju kao energija. Naime, on služi kao nosač za transport masnih kiselina preko membrane u unutrašnjost mitohondrija gdje se odvija izgaranje masnih kiselina koje potom služe kao izvor energije. Na taj način L-karnitin može pridonijeti procesu mršavljenja gubitkom masti, ali ne potiče pojačano trošenje masnog tkiva. Ako nema dovoljno karnitina, masti se ne iskorištavaju za stvaranje energije nego se pojačano talože u mišićima i masnom tkivu. Posljedica su slabost mišića i osjećaj opće slabosti.

Beta-oksidacija

Prvi korak u iskorištavanju triglicerida kao izvora energije je njihova hidroliza na masne kiseline i glicerol koji se zatim prenose do aktivnih tkiva gdje se oksidiraju da bi dali energiju. Kada glicerol uđe u aktivno tkivo, on se djelovanjem staničnih enzima pretvara u glicerol-3-fosfat, spoj koji ulazi u glikolitički put razgradnje glukoze i tako daje energiju. Masne kiseline se prvo moraju razgraditi, a zatim oksidirati. Taj proces odvija se samo u mitohondrijima. Masne se kiseline u mitohondrij prenose pomoću prijenosnika - karnitina. Kada uđu u mitohondrij one se odvajaju od njega i zatim razgrađuju postupnim oslobađanjem odsječaka od dva ugljikova atoma u obliku acetil-koenzima A (acetil-CoA). Taj proces razgradnje masnih kiselina zove se beta-oksidacija. Proces se ponavlja dok se cijeli lanac masne kiseline ne razgradi u niz molekula acetil-koenzima A. Za svaku molekulu acetil-koenzima A koja se odvoji od masne kiseline oslobode se ukupno 4 atoma vodika koji se oksidiraju u mitohondrijima i pritom nastaju velike količine energije.
Acetil-L-karnitin je derivat L-karnitina koji se s pomoću enzima acetil-L-karnitin-transferaze sintetizira u mozgu i jetri. U procesu oksidacije masnih kiselina sudjeluje u transportu koenzima u mitohondrije. Njegova je funkcija proizvodnja acetil-kolina (prijenos signala kroz živčane stanice) te smanjuje količinu kortizola u krvi čime sprječava propadanje tkiva. Također, preko nekih međumehanizama utječe na povišenje razine testosterona, a prema nekim istraživanjima i na povišenje razine hormona rasta. Pridonosi i boljem raspoloženju i koncentraciji.

Slika 2. - Acetil-L-karnitin

Hrana biljnog podrijetla oskudan je izvor L-karnitina. Bogati izvori su meso i mliječni proizvodi. Npr. mrkva ima oko 0,5 mg/100 g L-karnitina, a crveno meso oko 145 mg/100 g.  Iako je glavni izvor L-karnitina u prehrani crveno meso (naročito govedina i janjetina) čak i vegetarijanci mogu sintetizirati količine dovoljne da uz dostatnuu količinu aminokiselina lizina i metionina, te željeza, vitamina C, B6 i niacina sprječe insuficijenciju s težim posljedicama. 

Slika 3. - Crveno meso

Nedostaci L-karnitina

Nedostatak L-karnitina koji bi se mogao prepoznati nekim općim simptomima rijetka je pojava. Najteži oblik - sistematski nedostatak često je genetske prirode i može se utvrditi prema niskoj razini u serumu. Povećan gubitak L-karnitina moguć je kod bolesnika na hemodijalizi, a čest nedostatak uočen je kod prerano rođene djece hranjene mlijekom na  bazi soje, bez dodatka L-karnitina.
Prvi znaci nedostatka L-karnitina često su mišićna slabost i hipoglikemija.
Simptomi deficita su:

•  slabi mišićni tonus i koordinacija
•  kronično povišena tjelesna temperatura
•  poteškoće u hranjenju
•  gubitak na težini i/ili slabo napredovanje
•  letargija i neobična slabost
•  tvrdokorne i učestale infekcije
•  simptomi nalik gripi

 Funkcije L-karnitina:

•  usporava proces starenja tako što dovodi odgovarajuće količine energije u stanicu. Svaka stanica u tijelu će biti zdravija, ako joj je dostupna optimalna količina energije;
•  smanjuje količinu triglicerida i povećava količinu visokozasićenog kolesterola, što prevenira srčane bolesti;
•  može pomoći pri gubitku tjelesne težine, posebno u kombinaciji s redukcijskom dijetom s nižim udjelom kalorija iz ugljikohidrata, što bi trebalo dodatno potkrijepiti istraživanjima;
•  neradikalno prilagođava razinu energije u tijelu, bez posljedica koje nastaju korištenjem nekih drugih visoko koncentriranih suplemenata. Štiti tkiva od oštećenja u slučaju pomanjkanja kisika;
•  kao transporter energije u stanice pomaže njihovoj brzoj obnovi u slučaju bolesti ili oštećenja uzrokovanih intenzivnim treningom, te jača opći imunitet tijela;
•  posebno je dobar za srce, jer pomaže u sprječavanju srčane aritmije, a acetil-L-karnitin je posebno koristan za živčani sustav i mozak, pa pomaže i u prevenciji Alzheimerove bolesti;
•  pridonosi boljem raspoloženju i koncentraciji;
•  dokazano pomaže održanju razine imunoloških stanica CD4 (leukocita) kod oboljelih od virusa.

Najveći broj pojedinačnih znanstvenih radova odnosi se na korištenje L- karnitina kod vrlo aktivnih sportaša – natjecatelja. Ne bez razloga. Premda se L- karnitin u jetri sintetizira iz aminokiselina lizina i metionina, događa se da taj proces pretvaranja zakaže, osobito kad se njegova potrošnja poveća forsiranim treningom. U izgradnji L-karnitina (beta-hidroksi-gama-trimetilamonij butirata) pored navedenih aminokiselina, sudjeluju i C vitamin, nikotinamid, željezo te vitamin B6.
Modificirani oblik L-karnitina (propionil-L karnitin) postao je 'zanimljiv' kada je dvostruko slijepim istraživanjem potvrđeno da 500 mg/dan, poslije 6 mjeseci, može za 26% povećati kapacitet treninga. Ti rezultati nisu potvrđeni kasnijim istraživanjima. Međutim, utvrđeno je da korištenje L-karnitina smanjuje bolnost mišića. Mišljenje da će zbog utjecaja na energiju L-karnitin pomoći i u izgradnji mišićne mase, ili pak popraviti izdržljivost kod vježbanja, nije znanstveno potvrđeno.
Svi istraživači utjecaja L-karnitina slažu se u ocjeni da on vrlo pozitivno djeluje na rad srca što je indirektno ergogeno djelovanje - bolja mišićna kontrakcija zbog bolje opskrbe masnim kiselinama i veći volumen djelovanja. Također je poboljšana i oksigenacija tkiva i organa.

Ako se pak uvažava iskustvo aktivnih športaša, osobito body buildera i dizača utega, ono pokazuje da je L-karnitin jedno od najboljih sredstava za prevenciju njihovog najvećeg neprijatelja - kroničnog umora. Naime, L-karnitin usporava stvaranje mliječne kiseline u mišićima.
U jednom su pokusu praćeni parametri nastanka umora pri opterećenju srednjeg intenziteta kod pacijenta s anginom pektoris koji je dobivao L-karnitin. Primijećeni su poboljšanje i odgoda umora za čak 50%. Neki su pokusima znatno uzdrmali tezu o uštedi glikogena pod utjecajem suplementiranja L-karnitinom. L-karnitin ima jednu manu - sporo se apsorbira, pa je potrebno višekratno uzimanje. Prije nego bi se mogli uočiti bilo kakvi učinci, L-karnitin treba uzimati najmanje 4 tjedna. 

Slika 1. - Autor, Zeljko Serdar, HCOIE

Još neka istraživanja

Novija istraživanja vezana uz starenje pokazala su spektakularne rezultate na laboratorijskim životinjama. Kombinacija acetil-L-karnitina (esterificirani L-karnitin s dodatkom acetilne grupe, koji efikasnije djeluje u mozgu) i alfa lipoične kiseline (Alpha Lipoic Acid-ALA, univerzalni antioksidans i mitohondrijalni kofaktor) povećala je mitohondrijalnu energiju i snažno je djelovala na poboljšanje memorije. Bez obzira na uzbuđenje vezano uz ta otkrića, klinička istraživanja na ljudima, iako u pripremi, još nisu obavljena, barem ne u relevantnoj mjeri.
Neke preliminarne studije na bolesnicima s Alzheimerovom bolesti pokazuju da pacijenti stari do 65 godina pokazuju određeno usporenje napredovanja bolesti (suplementacija po 3 g/dan tijekom 12 mjeseci).
Kliničke studije provedene na pacijentima koji su doživjeli srčani udar i odmah potom, uz primjenu odgovarajućih lijekova dobivali su 4 g L-karnitina, pokazale su povoljne rezultate. U maloj studiji na 160 pacijenata, nakon tretmana od godine dana smrtnost je bila 1,2% u odnosu na 12.5% u placebo skupini. U drugoj skupini od 472 pacijenta, razlika fatalnih ishoda bila je bitno manja, no stanje srčane klijetke bilo je mnogo bolje u skupini koja je dobivala L-karnitin. Temeljem tih rezultata upravo je u tijeku velika studija na 4000 pacijenata.
L-karnitin dodan standardnoj kliničkoj terapiji za bolesti srca dao je dobre rezultate. Pacijenti koji su dobivali 1,5 g propionil-L-karnitina u periodu tijekom mjesec dana, pokazali su znatno bolju toleranciju na fizičke aktivnosti. Isto je pokazala i studija na 266 pacijenata tijekom 6 mjeseci. 2 g L-karnitina dobivali su bolesnici s anginom pektoris, što im je značajno produžilo vrijeme normalne fizičke aktivnosti.

Upotreba i doziranje

Za ljude s normalnim potrebama dovoljan je 1 g/dan. Preporučuje se uz doručak uzeti 500 mg, a ako se osoba bavi nekom fizičkom aktivnošću,  aerobnom ili anaerobnom, onda bi trebalo pola sata prije aktivnosti uzeti još 500 mg.
Potrebu za većim količinama imaju sportaši te jetreni i bubrežni bolesnici čiji organizam ne može proizvesti dovoljnu količinu.
Dnevna doza ne bi trebala prijeći 4 g, jer tada koža može poprimiti neugodan "riblji" miris. Intravenozno se L-karnitin daje samo u slučajevima utvrđenih genetskih nedostataka.
Treba voditi računa i o obliku u kojemu se L-karnitin uzima. Naime, količina od npr. 1g ne može se staviti u dovoljnu malu tabletu, jer L-karnitin treba i veću količinu tvari - nosača u tableti, što može dosta poskupiti proizvod. Zato se preporučuju i tekući pripravci s L-karnitinom.

Zaključak

L-karnitin nije čudotvorno sredstvo koje topi masti same za sebe, ali će osobama koje su odlučile uz proces redukcije tjelesne težine uložiti i nešto energije, pomoći da brže dođu do rezultata. Uzimanje L-karnitina  bez aerobne tjelesne aktivnosti ne daje velike rezultate, pa je njegovo samostalno uzimanje, bez kvalitetnog programa vježbanja, manje djelotvorno. 

Acetyl L-Carnitine može pomoći kod Alzheimera (odgađa progresiju i poboljšava stanje), depresije, mišićne distrofije, dijabetesa, oboljenja jetre. Koristan je i kod angine pektoris jer poboljšava iskorištavanje kisika i stvaranja energije u mitohondrijima.

Literatura:

1.  Mueller DM, Seim H, Kiess W, Loster H, Richter T. Effects of oral L-carnitine supplementation on in vivo long-chain fatty acid oxidation in healthy adults. Metabolism 2002; 51(11): 1389-91.
2.  Sirtori CR, Calabresi L, Ferrara S, Pazzucconi F, Bondioli A, Baldassarre D, Birreci A, Koverech A. L-carnitine reduces plasma lipoprotein(a) levels in patients with hyper Lp(a). Nutr Metab Cardiovasc Dis 2000 Oct;10(5):247-51.
3.  Vescovo G, Ravara B, Gobbo V, Sandri M, Angelini A, Della Barbera M, Dona M, Peluso G, Calvani M, Mosconi L, Dalla Libera L. L-Carnitine: a potential treatment for blocking apoptosis and preventing skeletal muscle myopathy in heart failure. Am J Physiol Cell Physiol 2002 Sep;283(3):C802-10.
4.  Singh RB, Niaz MA, Agarwal P, Beegum R, Rastogi SS, Sachan DS. A randomised, double-blind, placebo-controlled trial of L-carnitine in suspected acute myocardial infarction. Postgrad Med J 1996 Jan;72(843):45-50.
5.  Gurlek A et al. The effects of L-carnitine treatment on left ventricular function and erythrocyte superoxide dismutase activity in patients with ischemic cardiomyopathy. Eur J Heart Fail 2000 Jun;2(2):189-93.
6.  Volek JS, Kraemer WJ, Rubin MR, Gomez AL, Ratamess NA, Gaynor P. L-Carnitine L-tartrate supplementation favorably affects markers of recovery from exercise stress. Am J Physiol Endocrinol Metab 2002 Feb;282(2):E474-82.
7.  Laplante A, Vincent G, Poirier M, Des Rosiers C. Effects and metabolism of fumarate in the perfused rat heart; A 13C mass isotopomer study. Am J Physiol 1997 Jan;272(1 Pt 1):E74-82.
8.  PDR® for Nutritional Supplements™. Hendler and Rorvik. Medical Economics Company, Inc. Montrale, NJ 2001.
9.  Salvioli G, Neri M. L-acetylcarnitine treatment of mental decline in the elderly. Drugs Exp Clin Res 1994;20(4):169-76.

Alternative treatments to delay or prevent Alzheimer’s disease

There are two different methods that can be used for the production of coenzyme Q10, one method employs a ‘natural’ process and the other uses chemical synthesis – a synthetic process. The natural process utilizes living organisms and is referred to as a biological fermentation/extraction process. CoenzymeQ10 can also be synthesized by a chemical process, which produces a similar, but distinctly different product that contains chemical compounds not found in the natural form. 

CCRES ALGAE AND CoQ10

Parkinson’s disease is a common aging-related disorder that impacts the lives of many around the world. Parkinson’s disease occurs when the brain is no longer able to produce certain protein’s the control motor functions, and eventually, cognitive functions.

When a person suffers from Parkinson’s disease, they may experience weakness, slowed movement, and cognitive impairment. Although there is no cure for Parkinson’s disease, there are measures you can take to help control the symptoms.

Taking a CoQ10 supplement may slow the progression of the disease. Animal studies have found that CoQ10 decreases the damage done to the neurons in the brain affected by Parkinson’s disease.

Alzheimer’s disease impacts the lives of millions of people every year and is the sixth leading cause of death. Alzheimer’s disease may develop for several reasons: aging, genetics, oxidative stress on the brain, just to name a few.

Animal studies have found that taking a CoQ10 supplement helps relieve the oxidative stress on a brain related to Alzheimer’s disease. When a brain is overwhelmed by oxidative stress, it suffers from inflammation and results in the loss of cognition, memory, and the loss of physical function.

Although so far these finding have been found in animal studies, they may indicate what the results will look like in humans. In fact, humans suffering from a CoQ10 deficiency show lover levels of CoQ10 in their spinal fluid, which may be indicative of significant oxidative stress effecting their brains.

Taking a CoQ10 supplement may help prevent and treat the symptoms of such mental disorders as bipolar disorder, major depression, and schizophrenia. These specific mental disorders are associated with increased levels of brain oxidative stress levels and mitochondrial dysfunction, lowering the levels of naturally occurring CoQ10.

Therefore, people suffering from a CoQ10 deficiency don’t respond as well to prescribed antidepressant medication. By taking a CoQ10 supplement, these medications may be more effective and help reverse the symptoms of these often debilitating mental disorders.

One study found that people suffering from bipolar disorder experienced a significant reduction in symptoms once they started taking 1200 mgs of CoQ10 a day. Some antidepressants actually decrease the levels of CoQ10, so people taking these medications may especially benefit from taking a CoQ10 supplement.

Migraines are quite common, affecting over 10 million people in the United States every year. Over three million people suffer from more than one migraine headache a month, which can affect the quality of their lives and even their jobs.

Although the chain of events leading to a migraine headache are fuzzy, it is believed that low CoQ10 levels may share some responsibility in creating this debilitating condition. Many people have found that taking a CoQ10 supplement helps maintain their migraine headaches, decreasing the frequency of them. CoQ10 supplements also help maintain the symptoms associated with migraines such as nausea.

CoQ10 supplements are a major component in maintain the health of your heart. People with a family history of heart disease and high blood pressure may especially benefit from taking a CoQ10 supplement. Maintaining healthy levels of CoQ10 keep your heart running like a well-oiled machine—improving the overall health of your cardiovascular system.

Taking a CoQ10 supplement will help regulate your blood pressure, improve the functioning diastolic function of your heart, and reduces the likelihood of developing heart disease. Taking a CoQ10 supplement not only helps those already suffering from cardiovascular problems, but works as a great preventative measure.

Zeljko Serdar, CCRES

More about Parkison's disease here.