L-Karnozyna – właściwości, zastosowanie, działanie

Karnozyna jest dipeptydem, który składa się z dwóch aminokwasów, beta-alaniny i histydyny. Dipeptydy to związki chemiczne przypominające białka, jednak mają prostszą budowę. Powstają w wyniku połączenia dwóch aminokwasów za pomocą wiązania peptydowego, tworząc nowy, specyficzny układ strukturalny. Razem z aminokwasami i pochodnymi aminokwasów odpowiadają za budowę organizmu oraz regulację jego funkcji. Karnozyna znana jest głównie sportowcom, jednak ma kilka funkcji ważnych dla wszystkich.

1. Właściwości karnozyny
2. Peptyd kluczowy dla mięśni
3. Budowa karnozyny
4. Komu może brakować karnozyny?
5. Karnozyna a mięśnie i wydolność fizyczna
6. Karnozyna a układ nerwowy
7. Karnozyna przeciw złej diecie i paleniu
8. Poziom cholesterolu całkowitego i trójglicerydów

Właściwości karnozyny

Nazwa "karnozyna" pochodzi od łacińskiego słowa "caro", które oznacza "mięso" lub "ciało". Nazwa ta nawiązuje do faktu, że karnozyna została po raz pierwszy wyizolowana z mięśni zwierzęcych przez rosyjskiego chemika Władimira Gulewicza na początku XX wieku. Odkrycie to miało miejsce w 1900 roku, a karnozyna była jednym z pierwszych dipeptydów zidentyfikowanych w tkankach zwierzęcych.

Peptyd kluczowy dla mięśni

Karnozyna wyróżnia się unikalną strukturą chemiczną, która nadaje jej charakterystyczne cechy. Obecność grupy karboksylowej i grupy aminowej sprawia, że peptyd ten jest związkiem amfoterycznym, co oznacza, że może działać zarówno jako kwas, jak i zasada, w zależności od środowiska, w którym się znajduje. Dzięki temu karnozyna ma zdolność do utrzymywania stabilnego pH w komórkach mięśniowych, co jest kluczowe dla wielu procesów biochemicznych.

Budowa karnozyny

Pierwszy element karnozyny, beta-alanina, jest poniekąd nietypowym aminokwasem, ponieważ, w przeciwieństwie do większości aminokwasów, nie bierze bezpośredniego udziału w syntezie białek. Zamiast tego, beta-alanina uczestniczy w przemianach innych związków, takich jak właśnie karnozyna. Jest to aminokwas endogenny, co oznacza, że do pewnego stopnia może być syntezowany przez organizm.

Komu może brakować karnozyny?

Nie dla wszystkich produkcja ta będzie wystarczająca, np. osób aktywnych fizycznie, czy stosujących dietę roślinną. Zarówno karnozyna, jak i beta-alanina to związki, których na próżno jest szukać w produktach roślinnych. Co ciekawe, organizm ludzki bardzo efektywnie wykorzystuje beta-alaninę do produkcji karnozyny, skuteczniej podnosi poziom tego peptydu, niż jego bezpośrednie spożycie.

Histydyna a karnozyna

Histydyna, z kolei, jest jednym z niezbędnych aminokwasów, co oznacza, że musi być dostarczana z dietą, ponieważ organizm nie jest w stanie jej samodzielnie syntetyzować. Histydyna posiada w swojej strukturze specyficzny pierścień, co nadaje jej unikalne właściwości chemiczne. Uczestniczy w produkcji wielu białek, a dodatkowo wspiera działanie innych związków, takich jak karnozyna.

Ogólna charakterystyka karnozyny

Karnozyna a mięśnie i wydolność fizyczna

Karnozyna wykazuje znaczący wpływ na mięśnie i wydolność fizyczną, co zostało potwierdzone w licznych badaniach naukowych. Działa na organizm hamując nagromadzenie protonów wodoru, które obniżają pH i zakwaszają mięśnie podczas intensywnej pracy. Zbiorcza analiza wyników badań obejmujących 1461 uczestników wykazała istotny efekt działania karnozyny w poprawie wydolności w ćwiczeniach trwających od 0,5 do 10 minut.

Nie zaobserwowano wpływu stanu zaawansowania osoby trenującej, rodzaju ćwiczeń (interwałowe vs. ciągłe), ani całkowitej ilości spożytej β-alaniny na efektywność. Późniejsza analiza 15 prac obejmujących 360 uczestników pokazała, że suplementacja β-alaniną (prekursorem karnozyny) znacząco poprawia wyniki ćwiczeń w porównaniu z grupą placebo, w szczególności w ćwiczeniach trwających 60-240 sekund (rundy, sprinty, serie) oraz powyżej 240 sekund.

Karnozyna a układ nerwowy

Karnozyna może mieć korzystny wpływ również na układ nerwowy. Analiza wyników z dziesięciu artykułów wykazała, że suplementacja dipeptydami zawierającymi histydynę (HCD), w tym karnozyną, może poprawiać wyniki testu pamięci Wechslera (WMS) w zakresie przypominania sobie informacji. To ważne, ponieważ ten test jest jednym z wczesnych wskaźników choroby Alzheimera. Pozytywny wpływ na pamięć był szczególnie widoczny u osób bez łagodnych zaburzeń poznawczych i u osób starszych, powyżej 65 roku życia.

Ponadto kolejny przegląd badań potwierdził, że karnozyna podawana przez 12 tygodni w dawce 1 g dziennie może poprawić ogólne funkcje poznawcze u starszych osób, chociaż nie zaobserwowano wpływu na objawy depresji. Co ciekawe, przegląd 17 badań dotyczących pacjentów z zaburzeniami obsesyjno-kompulsyjnymi (OCD) wykazał, że L-karnozyna, w połączeniu z innymi lekami, jest bardziej skuteczna, niż sama terapia farmakologiczna.

Karnozyna przeciw złej diecie i paleniu

Karnozyna odgrywa istotną rolę w regulacji zdrowia metabolicznego, zwłaszcza poprzez wpływ na zaawansowane produkty glikacji (AGEs) i czynniki ryzyka sercowo-naczyniowego. AGEs to molekuły powstające w wyniku reakcji cukrów ze strukturami, takimi jak DNA i białka, prowadzące do problemów metabolicznych. Powstają np. podczas palenia papierosów czy stosowania przetworzonej diety. Działanie w zakresie hamowania AGEs przez karnozynę potwierdzają badania in vitro, na zwierzętach i z udziałem ludzi. Z 36 publikacji prawie wszystkie, z wyjątkiem dwóch, wskazały, że karnozyna skutecznie zapobiega tworzeniu AGEs.

Poziom cholesterolu całkowitego i trójglicerydów

Ponadto dipeptydy zawierające histydynę, w tym karnozyna, mogą redukować poziom cholesterolu całkowitego i trójglicerydów, co wykazały analizy 21 eksperymentów. Jak wynika z przeglądu czterech badań, suplementacja karnozyną może zmniejszać również poziom HbA1C (hemoglobiny glikowanej, która jest wskaźnikiem długoterminowej kontroli glukozy we krwi), oraz łagodzić insulinooporność. Istnieje coraz więcej dowodów na to, że suplementacja karnozyną lub jej prekursorem, β-alaniną, może łagodzić również inne problemy metaboliczne, które związane są z cukrzycą, obniżając poziom glukozy na czczo, HbA1C oraz HOMA-IR (homeostatycznego modelu oceny insulinooporności).

Źródła:

• Rezende, N. S., Swinton, P., de Oliveira, L. F., da Silva, R. P., da Eira Silva, V., Nemezio, K., Yamaguchi, G., Artioli, G. G., Gualano, B., Saunders, B., & Dolan, E. (2020). The Muscle Carnosine Response to Beta-Alanine Supplementation: A Systematic Review With Bayesian Individual and Aggregate Data E-Max Model and Meta-Analysis. Frontiers in physiology, 11, 913. https://doi.org/10.3389/fphys.2020.00913
• Matthews, J. J., Dolan, E., Swinton, P. A., Santos, L., Artioli, G. G., Turner, M. D., Elliott-Sale, K. J., & Sale, C. (2021). Effect of Carnosine or β-Alanine Supplementation on Markers of Glycemic Control and Insulin Resistance in Humans and Animals: A Systematic Review and Meta-analysis. Advances in nutrition (Bethesda, Md.), 12(6), 2216–2231. https://doi.org/10.1093/advances/nmab087
• Ghodsi, R., & Kheirouri, S. (2018). Carnosine and advanced glycation end products: a systematic review. Amino acids, 50(9), 1177–1186. https://doi.org/10.1007/s00726-018-2592-9
• Peng, W., Mao, P., Liu, L., Chen, K., Zhong, Y., Xia, W., Guo, Q., Tan, S. C., Rahmani, J., Kord Varkaneh, H., & He, P. (2020). Effect of carnosine supplementation on lipid profile, fasting blood glucose, HbA1C and insulin resistance: A systematic review and meta-analysis of long-term randomized controlled trials. Complementary therapies in medicine, 48, 102241. https://doi.org/10.1016/j.ctim.2019.102241
• Menon, K., Marquina, C., Hoj, P., Liew, D., Mousa, A., & de Courten, B. (2020). Carnosine and histidine-containing dipeptides improve dyslipidemia: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Nutrition reviews, 78(11), 939–951. https://doi.org/10.1093/nutrit/nuaa022
• Saunders, B., Elliott-Sale, K., Artioli, G. G., Swinton, P. A., Dolan, E., Roschel, H., Sale, C., & Gualano, B. (2017). β-alanine supplementation to improve exercise capacity and performance: a systematic review and meta-analysis. British journal of sports medicine, 51(8), 658–669. https://doi.org/10.1136/bjsports-2016-096396
• Hobson, R. M., Saunders, B., Ball, G., Harris, R. C., & Sale, C. (2012). Effects of β-alanine supplementation on exercise performance: a meta-analysis. Amino acids, 43(1), 25–37. https://doi.org/10.1007/s00726-011-1200-z
• Bell, S. M., Hariharan, R., Laud, P. J., Majid, A., & de Courten, B. (2023). Histidine-containing dipeptide supplementation improves delayed recall: a systematic review and meta-analysis. Nutrition reviews, nuad135. Advance online publication. https://doi.org/10.1093/nutrit/nuad135
• Caruso, G., Godos, J., Castellano, S., Micek, A., Murabito, P., Galvano, F., Ferri, R., Grosso, G., & Caraci, F. (2021). The Therapeutic Potential of Carnosine/Anserine Supplementation against Cognitive Decline: A Systematic Review with Meta-Analysis. Biomedicines, 9(3), 253. https://doi.org/10.3390/biomedicines9030253
• Hadi, F., Kashefinejad, S., Kamalzadeh, L., Hoobehfekr, S., & Shalbafan, M. (2021). Glutamatergic medications as adjunctive therapy for moderate to severe obsessive-compulsive disorder in adults: a systematic review and meta-analysis. BMC pharmacology & toxicology, 22(1), 69. https://doi.org/10.1186/s40360-021-00534-6