Biologický efekt karnosinu

Karnosin patří mezi dipeptidy, je složený ze dvou aminokyselin (ß-alanin a L-histidin) a pro jeho ochranné účinky v mozku je považován také za neuropeptid. Je to 100% přírodní látka a je přirozenou součástí lidského organismu s největší koncentrací ve svalech, srdci, mozečku a velkém mozku, kdežto homokarnosin se vyskytuje pouze v mozku a mozečku. Nebyl zjištěn v játrech, krevní plazmě, ledvinách ani na plicích.

Svaly obsahují kolem 20 μmol/g sušiny.

Chemický vzorec L-karnosinu
(NH2CH2CH2CONHCH (C4H5N2) CO2H)

Efektivnějšího antioxidačního výsledku karnosinu lze docílit suplementací dalšími antioxidanty, např. vitamínem C a E, zinkem či selenem, kdy se zároveň snižuje jejich spotřeba ve tkáních. Jak jsme se zmínili výše, v organismu je karnosin tvořen aminokyselinami pomocí enzymu karnosin-syntetázy zejména v mozku a svalstvu. V krvi a dalších tkáních je rozkládán pomocí enzymů dipeptidázy nebo kanosinázy. Studie mnoha vědců potvrdily, že některé vlastnosti karnosinu jsou způsobeny právě těmito reakcemi, takže degradace má v tomto případě pozitivní charakter.

Hlavními zdroji karnosinu pro nás je konzumace masa. Jeho vstřebatelnost ze stravy je velmi malá, v závislosti na obsahu dalších aminokyselin v jídle je to 30-70 %. Oproti tomu vstřebatelnost při podávání čistého karnosinu je více než 70 %. Většina karnosinu je vstřebávána v horních částech tenkého střeva, v jejunu, a krví se dostává do dalších orgánů. Výskyt karnosinu v krevní plazmě je sice téměř neměřitelný (naopak plazma u koní obsahuje více než 100 μmol/l), ale při svalových poraněních se toto množství zvyšuje. Proto by mohlo být zjištěné množství karnosinu v krevní plazmě indikátorem možného svalového poranění.

Biologické funkce karnosinu:

• nárazníkový (pufrovací) efekt pro kyselinu mléčnou - udržení pH (kyselosti) ve svalech při jejich zatížení;
• chelátotvorný efekt pro těžké kovy (zvláště měď a zinek);
• odklízecí („scavenging") efekt pro volné radikály, silný antioxidant;
• odklízecí efekt pro aktivní molekuly cukru = prevence glykace;
• prevence karbonylace bílkovin = tzv. karnosinylace (glykace a karbonylace - procesy typické pro stárnutí bílkovin);
• oddělování aldehydů (aldehyde-sequestring);
• preventivní efekt modifikace biomakromolekul, tj. udržení jejich přirozené funkcionality i za podmínek oxidativního stresu (tj. za podmínek převahy tvorby volných radikálů a nedostatku antioxidativní kapacity);
• funkce přenašeče nervových vzruchů (neurotransmiter);
• ochranný efekt na proteasómy;
• potlačení protizánětlivého a kancerogenního efektu cytokinu IL-8.

Karnosin má klíčový vliv na tvorbu nových odolnějších struktur, odplavuje škodlivé aldehydy a likviduje škodlivé produkty metabolismu, jako jsou poškozené řetězce bílkovin, cukrů a fosfolipidů. Jako potravinový doplněk slouží karnosin k modulaci diabetických komplikací, aterosklerózy, u Alzheimerovy a Parkinsonovy nemoci, epilepsie, autismu, dyslexie, schizofrenie a podobných syndromů. 

V průběhu normální synaptické aktivity dochází k uvolňování mědi a zinku. Díky kyselému prostředí, které je charakteristické např. pro Alzheimerovu chorobu, jsou tyto kovy redukovány do jejich ionizovaných forem, čímž se pro nervový systém stávají toxickými. Na základě výzkumu bylo prokázáno, že karnosin neutralizuje toxicitu zmíněných kovů v mozku.

„In vitro“ bylo dále prokázáno, že karnosin potlačuje neenzymatickou glykosylaci a tvorbu zkřížených vazeb bílkovin způsobených vlivem reaktivních aldehydů, cukrů aldózy a ketózy, některých triózových intermediárních produktů a malondialdehydu (MDA = produkt lipidové peroxidace, tj. produkt vznikající vlivem volných kyslíkových radikálů na tukové látky). Karnosin potlačuje tvorbu pokročilých (s proteiny spojených) produktů glykosylace (Advanced Glycosylation End products – AGEs) vyvolaných MDA. Potlačuje také tvorbu zkřížených vazeb DNA-protein, které jsou vyvolávány acetaldehydem a formaldehydem. Produkt lipidové peroxidace, MDA, vytváří addukty s bílkovinami, které jsou zjišťovány při rutinních testech jako důkaz karbonylace bílkovin.