Acetil-L-carnitina

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Acetil-L-carnitina
Nome IUPAC
(R)-3-acetilossi-4-trimetilammonio-butanoato
Nomi alternativi
Levacecarnina, ALCAR
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareC9H17NO4
Massa molecolare (u)203,236 g/mol
Numero CAS3040-38-8
Numero EINECS608-476-7
Codice ATCN06BX12
PubChem1
DrugBankDBDB08842
SMILES
CC(=O)OC(CC(=O)[O-])C[N+](C)(C)C
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
irritante
attenzione
Frasi H315 - 319 - 335
Consigli P261 - 305+351+338 [1]
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La acetil-L-carnitina (conosciuta anche come L-acetilcarnitina, levacecarnina o ALCAR) è una forma acetilata della L-carnitina. La molecola trova utilizzo in clinica come coadiuvante nel trattamento delle vasculopatie cerebrali. Il composto nell'organismo, e precisamente nel sangue, viene metabolizzato grazie a esterasi plasmatiche in carnitina, la quale viene utilizzata per trasportare gli acidi grassi nei mitocondri: gli acidi grassi vengono quindi utilizzati e ossidati.

Farmacodinamica

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La levacecarnina viene sintetizzata nei mitocondri a partire dalla carnitina e dall'acetil-CoA, per opera dell'enzima L-acetilcarnitina transferasi, con il rilascio del coenzima A.
Durante un intenso esercizio fisico una gran parte della L-carnitina e acetil-CoA inutilizzati vengono convertiti in ALCAR e coenzima-A (CoA) all'interno dei mitocondri grazie all'enzima carnitina O-acetiltransferasi.[2]
L'ALCAR viene trasportato al di fuori dei mitocondri dove si converte nuovamente nei due costituenti base. La L-carnitina viene riportata indietro nei mitocondri dove, con gruppi acilici, facilita l'utilizzo degli acidi grassi, tuttavia un eccesso di acetil-CoA può bloccare questo processo.[3][4] L'eccesso di acetil-CoA provoca infatti un aumento del numero di carboidrati che possono essere utilizzati a scopo energetico a scapito degli acidi grassi. Ciò avviene tramite diversi meccanismi all'interno e all'esterno dei mitocondri. Il meccanismo di trasporto di ALCAR comporta una riduzione di acetil-CoA all'interno dei mitocondri, ma un aumento all'esterno.[5][6]
Il metabolismo del glucosio nei soggetti diabetici migliora con la somministrazione sia di ALCAR[7] sia di L-carnitina.[8] ALCAR diminuisce il consumo di glucosio e favorisce invece l'ossidazione degli acidi grassi nei pazienti non diabetici.[9] Una quota di L-carnitina viene convertita in ALCAR dopo l'ingestione nell'uomo.[10]
Il farmaco in ultima analisi agisce come donatore di gruppi acetilici che, associati con il coenzima A, intervengono nel ciclo di Krebs: vengono così influenzati sia il metabolismo degli acidi grassi sia quello dei glucidi.

La molecola è simile, da un punto di vista strutturale, all'acetilcolina: è stata avanzata l'ipotesi che la L-acetilcarnitina a livello del sistema nervoso centrale possa partecipare alla formazione di questo mediatore chimico.[11][12]
Gli effetti neuroprotettivi della somministrazione di ALCAR sono stati sperimentalmente dimostrati in modelli di ischemia cerebrale in ratti[13] e nel trattamento di danni al sistema nervoso periferico. Alcuni studi hanno evidenziato possibili effetti neuroprotettivi anche nei pazienti con malattia di Parkinson.[14] È stato accertato che ALCAR accresce la motilità degli spermatozoi, probabilmente in conseguenza di un incremento dei livelli plasmatici di testosterone, in quanto favorisce un maggior rilascio di ormone luteinizzante.[15][16][17] Poiché la motilità degli spermatozoi è tra i fattori più importanti nel determinare la potenziale fertilità di un individuo, acetil-L-carnitina potrebbe essere di utilità in alcuni maschi per incrementarne la fertilità.

Farmacocinetica

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Studi eseguiti nel ratto hanno messo in evidenza che concentrazioni plasmatiche massime (Cmax) di 5375 µmoli/L si ottengono a distanza di 5 minuti dalla somministrazione endovenosa di 333 mg/kg peso corporeo. Nelle sei ore successive le concentrazioni calano fino a valori di 106 µmoli/L. A seguito di somministrazione per via orale di 500 mg/kg peso corporeo entro 4 ore viene raggiunto un picco plasmatico di circa 40 µmoli/L. Questo valore resta costante per circa 8 ore. Il farmaco può attraversare la barriera ematoencefalica e, una volta penetrato nel sistema nervoso centrale (SNC) probabilmente gioca un ruolo come sostanza antiossidante.[18][19]

Sebbene la somministrazione di ALCAR sia stata spesso suggerita al posto della semplice L-carnitina, a causa di una maggiore biodisponibilità, diversi studi hanno messo in evidenza che ALCAR possa in realtà avere una biodisponibilità orale minore rispetto alla forma non acetilata.[20]

Tossicologia

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Nel topo la DL50 è maggiore di 3000 mg/kg peso corporeo, quando il composto viene iniettato per via intramuscolare. La DL50 in caso di somministrazione per via intraperitoneale è superiore a 3600 mg/kg e maggiore di 1600 mg/kg, quando la somministrazione sia per via endovenosa. In caso di somministrazione per via orale il parametro risulta superiore a 18.000 mg/kg.

Usi clinici

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Nei soggetti adulti è stata utilizzata per il trattamento di nevriti e radicoliti (infiammazioni delle radici nervose) secondarie a lesioni meccaniche traumatiche, dirette e indirette, compressive e infiammatorie.[21][22]
Ne è stato sperimentato l'utilizzo anche per migliorare lo stato di depressione,[23][24] la distimia[25] e le capacità cognitive dell'anziano[26] e nella malattia di Alzheimer.[27][28][29][30][31]
Una revisione del 2003 concludeva affermando che pur in presenza di beneficio, basandosi sulla scala Clinical Global Impression, a seguito di trattamento con levacecarnina, tuttavia non vi erano differenze statisticamente significative tra i gruppi di pazienti trattati con il farmaco e quelli con placebo.[32]

Effetti collaterali

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Nel corso del trattamento, e particolarmente nelle fasi iniziali, alcuni individui possono manifestare eccitazione, ansia, agitazione psicomotoria e talvolta insonnia. Questa sintomatologia regredisce rapidamente con la diminuzione del dosaggio assunto.

Controindicazioni

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Il farmaco è controindicato in soggetti con ipersensibilità nota al principio attivo oppure a uno qualsiasi degli eccipienti della formulazione farmaceutica.

Dosi terapeutiche

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La levacecarnina può essere somministrata per os alla dose giornaliera di 0,5-1,5 g in 2-3 somministrazioni.

Note

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  1. ^ Sigma Aldrich; rev. dell'11.10.2012, riferita al cloridrato
  2. ^ A. Zeyner, J. Harmeyer, Metabolic functions of L-carnitine and its effects as feed additive in horses. A review., in Arch Tierernahr, vol. 52, n. 2, 1999, pp. 115-38, PMID 10548966.
  3. ^ SL. Longnus, RB. Wambolt; RL. Barr; GD. Lopaschuk; MF. Allard, Regulation of myocardial fatty acid oxidation by substrate supply., in Am J Physiol Heart Circ Physiol, vol. 281, n. 4, Ott 2001, pp. H1561-7, PMID 11557544.
  4. ^ W. Lysiak, K. Lilly; F. DiLisa; PP. Toth; LL. Bieber, Quantitation of the effect of L-carnitine on the levels of acid-soluble short-chain acyl-CoA and CoASH in rat heart and liver mitochondria., in J Biol Chem, vol. 263, n. 3, Gen 1988, pp. 1151-6, PMID 3335535.
  5. ^ B. Kiens, Skeletal muscle lipid metabolism in exercise and insulin resistance., in Physiol Rev, vol. 86, n. 1, Gen 2006, pp. 205-43, DOI:10.1152/physrev.00023.2004, PMID 16371598.
  6. ^ GD. Lopaschuk, J. Gamble, The 1993 Merck Frosst Award. Acetyl-CoA carboxylase: an important regulator of fatty acid oxidation in the heart., in Can J Physiol Pharmacol, vol. 72, n. 10, Ott 1994, pp. 1101-9, PMID 7882173.
  7. ^ A. Giancaterini, A. De Gaetano; G. Mingrone; D. Gniuli; E. Liverani; E. Capristo; AV. Greco, Acetyl-L-carnitine infusion increases glucose disposal in type 2 diabetic patients., in Metabolism, vol. 49, n. 6, Giu 2000, pp. 704-8, DOI:10.1053/meta.2000.6250, PMID 10877193.
  8. ^ G. Mingrone, AV. Greco; E. Capristo; G. Benedetti; A. Giancaterini; A. De Gaetano; G. Gasbarrini, L-carnitine improves glucose disposal in type 2 diabetic patients., in J Am Coll Nutr, vol. 18, n. 1, Feb 1999, pp. 77-82, PMID 10067662.
  9. ^ FB. Stephens, D. Constantin-Teodosiu; PL. Greenhaff, New insights concerning the role of carnitine in the regulation of fuel metabolism in skeletal muscle., in J Physiol, vol. 581, Pt 2, Giu 2007, pp. 431-44, DOI:10.1113/jphysiol.2006.125799, PMID 17331998.
  10. ^ Y. Cao, YX. Wang; CJ. Liu; LX. Wang; ZW. Han; CB. Wang, Comparison of pharmacokinetics of L-carnitine, acetyl-L-carnitine and propionyl-L-carnitine after single oral administration of L-carnitine in healthy volunteers., in Clin Invest Med, vol. 32, n. 1, 2009, pp. E13-9, PMID 19178874.
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  12. ^ L. Janiri, E. Tempesta, A pharmacological profile of the effects of carnitine and acetyl carnitine on the central nervous system., in Int J Clin Pharmacol Res, vol. 3, n. 4, 1983, pp. 295-306, PMID 6088408.
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  18. ^ K. Kidouchi, N. Sugiyama; H. Morishita; Y. Wada; S. Nagai; J. Sakakibara, Analytical method for urinary glutarylcarnitine, acetylcarnitine and propionylcarnitine with a carboxylic acid analyser and a reversed-phase column., in J Chromatogr, vol. 423, Dic 1987, pp. 297-303, PMID 3443662.
  19. ^ K. Barhwal, SK. Hota; V. Jain; D. Prasad; SB. Singh; G. Ilavazhagan, Acetyl-l-carnitine (ALCAR) prevents hypobaric hypoxia-induced spatial memory impairment through extracellular related kinase-mediated nuclear factor erythroid 2-related factor 2 phosphorylation., in Neuroscience, vol. 161, n. 2, Giu 2009, pp. 501-14, DOI:10.1016/j.neuroscience.2009.02.086, PMID 19318118.
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