نقش مکمل های غذایی کارنوزین در تامین سلامت

یک ترکیب دی پپتید حاوی آمینواسید غیر پروتئینی بتا -آلانین (بتا آلانین را ببینید) و آمینواسید پروتئینی L- هیستیدین است. این دی پپتید در ابتدا در سال 1900 توسط شیمی دانان Gulewitsch و Amiradgibi در عصاره گوشت Liebig پیدا شد.

عصاره گوشت Liebig در 1840 توسط شیمی دان ارگانیک آلمانی Baraon gustus von Liebig به عنوان جایگزین گوشتی ارزان و مغذی برای افرادی که توانایی استفاده از گوشت واقعی را ندارند، عرضه شد. این جایگزین، یک گستره سیاه شبه ملاس، حاوی گوشت و نمک می‌باشد.

این ماده توسط طبقه متوسط اروپایی‌ها و در جنگ جهانی دوم به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گرفت و هم اکنون نیز موجود است.
علاوه بر فراورده‏ گوشتی Liebig، کارنوزین همچنین در غلظت‏های بالایی در بافت‏های قابل تحریک مهره داران، شامل بافت CNS و عضلات اسکلتی یافت می‌شود.

اگر چه هنوز عملکرد دقیق کارنوزین نامشخص باقی مانده است اما شواهدی مبنی بر عملکرد آن به عنوان یک آنتی‏اکسیدان، عامل ضد گلیکاسیون و یک بافر PH عضله اسکلتی موثر در کاهش خستگی عضلانی وجود دارد. این ماده احتمالا یک نوروترنسمیتر است و حتی تصور می‌شود که ممکن است کارنوزین دارای فعالیت ضد پیری باشد. به نظر می‌رسد این ماده اولین نوروپپتید کشف شده است.

کارنوزین از نظر شیمیایی به صورت (2S) -2- (3- آمینو پروپانویل آمینو)-3-(H3- ایمیدازول -4- ایل) پروپانوئیک اسید توصیف می‌شود. همچنین به عنوان بتا – آلانیل – L – هیستیدین، بتا – آلانیل هیستیدین و L- کارنوزین شناخته می‌شود. همچنین ایگنوتین (در اتریش) و کارنوزین (در روسیه) نامیده می‌شود. شماره ثبت CAS آن 0-84-305 است. کارنوزین عضوی از خانواده‏های دی پتیدهای حاوی هیستیدین بوده که دیگر اعضای آن شامل آنسرین (بتا آلانیل– 1- متیل هیستیدین) -یافت شده در بافت‏های قابل تحریک بدن- بالنین یا افیدین (بتا آلانیل – L-3- متیل هیستیدین) و هوموکارنوزین (گاما – آمینو – بوتیریل هیستیدین) می‌باشد.

فرمول تجربی کارنوزین C9H14N4O3 و وزن مولکولی آن 23/226 دالتون می‌باشد. Pka دوم آن 82/6 و در آب محلول است (یک گرم این ماده در 1/3 میلی لیتر آب حل می‌شود). کارنوزین در عضلات اسکلتی و بافت‏های CNS در غلظت‏های بین 2 میلی مولار تا 25 میلی مولار یا 45/0 میلی‌گرم در هر میلی لیتر تا 65/5 میلی‌گرم در هر ‌میلی لیتر یافت می‌شود. این دی پپتید در عضلات و بافت‏های عصبی از بتا آلانین و L- هیستیدین توسط آنزیم کارنوزین سنتتاز ساخته می‌شود، که نیازمند آدنوزین تری فسفات (ATP) است. اگرچه رژیم‏ غذایی گیاهخواری فاقد کارنوزین است، اما کارنوزین در عضلات و بافت‏های عصبی گیاهخواران ساخته می‌شود. قطره‌ی چشمی N – استیل کارنوزین وجود دارد که توسط بعضی افراد جهت عملکرد احتمالی ضد کاتاراکت آن استفاده می‌شود.

میزان وجود کارنوزین و آنسرین در عضلات اسکلتی، در گونه‌های مختلف متفاوت است. ضرورتا هیچ آنسرینی در عضلات انسان وجود ندارد. در گاو، بوقلمون، خوک و بز غلظت کارنوزین بالا تر از آنسرین است در حالی که در عضلات اسکلتی مرغ و خرگوش، آنسرین برتری دارد. عضله چهار سرانسان حاوی 362 میلی‌گرم کارنوزین در هر 100میلی گرم بافت می‌باشد. یک سینه مرغ، حدود 278 میلی‌گرم در هر 100 گرم بافت و یک ران گاو حدود 150 میلی‌گرم در هر 100 گرم بافت کارنوزین دارد. ماهی سالمون حاوی هیچ کارنوزینی نمی‌باشد.

عملکرد‏ کارنوزین
کارنوزین دارای اثرات احتمالی آنتی گلیکاسیون، آنتی‏اکسیدان و بافری است.

مکانیسم اثر کارنوزین
فعالیت ضدگلیکاسیون:گلیکاسیون پروتئین شامل توالی از واکنش‏های غیر آنزیمی بین گروه‏های کربونیل قندهای احیا کننده با زنجیره جانبی گروه‏های آمین پروتئین‏ها، جهت تولید شماری از محصولات است که به طور اولیه از طریق تشکیل ایمین‌های بازی شیف (Schift) - حاصل از واکنش گروه‏های کربوکسیل با گروههای آمینو – و از طریق بازآراییAmadori ایجاد می‌شوند. علاوه بر محصولات استحاله گلوکواکسیداتیو پروتئین‏های گلیکاته، ترکیبات 1 و 2 دی کربونیل (از قبیل متیل گلی اکسال) که واکنش آنها با پروتئین‏های دیگر منجر به تشکیل پیوندهای عرضی در پروتئین‌ها می‌شود، به عنوان محصولات انتهایی گلیکاسیون پیشرفته یا AGEs شناخته می‌شوند. واکنش‏های متوالی مسئول تشکیل AGEs واکنش میلارد Millard نامیده می‌شود.

این واکنش همچنین به عنوان واکنش قهوه‌ای شدن (browning) نیز شناخته می‌شود که توسط شیمی دادن غذایی Louis Camille Millard، در 1912 گزارش شد. AGEs مسئول عوارض طولانی مدت دیابت ملیتوس از قبیل آترواسکلروز، رتینوپاتی، نورپاتی و آب مروارید است. همچنین تصور می‌شود که AGEs در بیماری‏های نورودژنراتیو شامل بیماری آلزایمر و حتی در فرآیند پیری دخیل است. هموگلوبولین A1c که برای ارزیابی کنترل گلوکز در افراد دیابتی استفاده می‌شود، اولین مثال واکنش غیرآنزیمی، به خصوص واکنش میلارد است که می‏تواند به طور فیزیولوژیک رخ دهد.

ترکیب 1و2 -دی کربونیل متیل گلی اکسال، مهم‌ترین عامل گلیکاسیون است. متیل گلی اکسال شکل آلدئیدی پیرویک اسید است و به صورت یک محصول جانبی شماری از واکنش‏های متابولیک ساخته می‌شود. منبع اصلی متیل گلی اکسال، حذف غیر آنزیمی فسفات از تریوز فسفات گلیسرآلدئید-3-فسفات و دی هیدروکسی استات فسفات و دی هیدروکسی استات فسفات می‌باشد.

مطالعات نشان می‌دهد که کارنوزین تشکیل AGEs را کاهش می‌دهد. با این حال مکانیسم اثر ضد گلیکاسیون کارنوزین ناشناخته است. یک عقیده این است که کارنوزین از طریق تجزیه ترکیبات 1و2-دی کربونیل عمل می‏کند.

فعالیت آنتی‏اکسیدانی: نتایج مطالعات نشان می‌دهد که کارنوزین دارای چندین فعالیت‏ آنتی‏اکسیدانی است. این دی پپتید اکسیداسیون لیپیدی فعال شده با آهن توسط آهن، هموگلوبولین فعال شده به وسیله پراکسیدهیدروژن، گونه‌های فعال اکسیژن،لیپواکسیژناز، رادیکال‏های آنیونی سوپراکسید و رادیکال‏های هیدروکسیل را مهار می‌نماید . فعالیت آنتی‏اکسیدانی توسط اندازه‌گیری تنوع محصولات اکسیداسیون لیپیدی پایش شده که شامل مواد واکنش پذیر تیوباربیتوریک اسید(TBARS)،پراکسید‏های لیپیدی و دی ان‏های کونژوگه می‌باشد.

 کارنوزین همچنین اکسیداسیون لیپوپروتئین‏های با چگالی کم(LDL) در آزمایشگاه را مهار می‌نماید. کارنوزین قادر به تشکیل کمپلکس‏ با چند یون فلزی اکسیداسیون -احیا (Redox) موثر در تشکیل گونه‌های فعال اکسیژن و نیتروژن می‌باشد. در حالی که هنوز مکانیسم اثر آنتی‏اکسیدانی کارنوزین به طور کامل شناخته نشده است، این ویژگی می‏تواند تا حدودی به واسطه مقابله با رادیکال‏های آزاد و توانایی آن در شلاته کردن یون‏های فلزی توصیف شود. برای مثال،توانایی آن در شلاته کردن یون‏های مس،منجر به مهار تشکیل رادیکال‏های هیدروکسیل از طریق واکنش فنتون که نیاز به یون‏های مس آزاد دارد، می‌شود. با این حال، هنوز مشخص نیست که توانایی کارنوزین در مهار اکسیداسیون لیپیدی کاتالیز شده با آهن، به دلیل شلاته کردن آهن و یا توانایی کارنوزین در مقابله با رادیکال‏های آزاد می‌باشد.

ترانس-4-هیدروکسیل-2-نون ال (HNE) یک آلدهید حاصل از پراکسیداسیون لیپیدی می‌باشد.HNE در پاتوژنز شماری از بیماری‏های دژنراتیو نقش دارد. این ترکیب همچنین در اتصال عرضی به تنوعی از پروتئین‏های داخل سلولی و القای موتاسیون جابجایی ثانویه به حمله آن به بازهای نوکلئوتیدی DNA دخیل است. HNE ممکن است مرگ نورونی را توسط تغییر درATPase دخیل در هموستاز کلسیم،القا نماید. نتایج مطالعات نشان می‌دهد که HNE در بیماران مبتلا به آلزایمر افزایش می‌یابد.HNE می‏تواند توسط کارنوزین از طریق تشکیل Michael adduct سم زدایی شود.

کارنوزین همچنین در برابر سمیت مالون دی آلدهیدMDA اثرمحافظتی دارد. گونه‏های فعال اکسیژن لیپید‏های دارای چند زنجیره غیراشباع را دژنره کرده و تشکیلMDA می‌دهند. MDA یک آلدهید بسیار واکنش پذیر است که می‌تواند سبب آسیب به پروتئین‏ها، اسید‏های نوکلئیک و سمیت سلولی شود. MDA با دی اکسی گوانوزین و دی اکسی آدنوزین موجود درDNA واکنش داده که حاصل آن که تشکیل DNA adduct موتاسیون زا و همچنین سرطان زا است.

فعالیت بافری PH: در طول فعالیت شدید یا متوسط، اسید لاکتیک در بافت عضلانی تجمع پیدا می‌کند که سبب افزایش کاتیون‏های هیدرونیوم و کاهشPH عضله می‌شود.PH عضله می‏تواند از1/7 تا5/6 یا حتی پایین تر افت کند. افت PH سبب تداخل در آزادسازی کلسیم از شبکه سارکوپلاسمیک، کاهش تولید ATP و در نتیجه منجر به خستگی عضلانی می‌شود. می‏گردد.

کارنوزین با83/6 = PKa خود، به عنوان یک بافر کاتیونی هیدرونیوم داخل عضلانی در گستره فیزیولوژیک عمل می‌کنند. کارنوزین حداقل حدود10 تا 20% از ظرفیت بافری داخل عضلانی را در انسان تشکیل داده، بنابراین واضح است که فعالیت آن به عنوان یک بافر داخل عضلانی در انسان ضروری است. اما فاکتورهای دیگری هم برای تاخیر خستگی عضلانی از جمله چندین بافر دیگر وجود دارد. می‌شود. تحقیقات بیشتری برای آشکارسازی این فاکتورها درحال انجام می‌باشد.

........................................
منبع: مکمل شناسی به نقل از پی در آر

توصیه های مکمل شناسی در خصوص مصرف منطقی و بهینه مکمل های غذایی: مصرف مکمل های غذایی نیاز به آگاهی و تشخیص صحیح دارد و به این جهت مصرف مکمل های غذایی بدون مشاوره با پزشک توصیه نمی شود. ضمن اینکه اطلاعات موجود در وبسایت مکمل شناسی به هیچ وجه جایگزین مشاوره با پزشک نخواهد بود و ضروری است قبل از هرگونه اقدامی، موضوع را با پزشک معالج مطرح نمایید.
مصرف مکمل های غذایی بویژه در خصوص کودکان، سالمندان و کسانی که بیماری زمینه ای نظیر دیابت، بیماری های ریوی یا قلبی و عروقی دارند و همچنین در رابطه با زنان باردار از حساسیت بیشتری برخوردار است و ممکن است در صورت عدم توجه به توصیه های پزشک، منجر به عوارض غیر قابل جبرانی شود.
علاوه بر این، توجه داشته باشید با توجه به شیوع تبلیغات ماهواره ای و اینترنتی، بهترین و معتبرتین مکان برای تهیه مکمل های غذایی، صرفا داروخانه ها هستند و عرضه مکمل های غذایی در خارج از داروخانه، بر اساس دستورالعمل سازمان غذا و دارو، در خارج از داروخانه ممنوع است.