Funkcje karnozyny
Co wyróżnia karnozynę wśród setek substancji o działaniu antyoksydacyjnym?
W odróżnieniu od wielu innych przeciwutleniaczy, karnozyna naturalnie występuje w mózgach ssaków, zwłaszcza w korze mózgowej. Jest to również jedno z miejsc jej syntezy. To, wraz ze zdolnością do przekraczania bariery krew-mózg, sugeruje, że karnozyna może odgrywać pewne ważne, fizjologiczne role w jego funkcjonowaniu [2].
Jakie konkretnie role spełnia?
Karnozyna to chelator – substancja zdolna do wiązania się z jonami metali (miedzi, cynku i manganu), która tworzy z nimi stabilny kompleks. Działa ochronnie, zapobiegając neurotoksyczności wywołanej przez nadmiar tych jonów w organizmie.
Co więcej, karnozyna działa także buforująco - podczas intensywnego wysiłku fizycznego lub innych procesów metabolicznych produkcja kwasu mlekowego wzrasta, prowadząc do obniżenia pH (zakwaszenia) wewnątrz komórek. Buforująca zdolność karnozyny pomaga stabilizować pH komórkowe, wiążąc nadmiarowe jony wodoru i ułatwiając eksport mleczanu, zapewniając wsparcie metaboliczne dla komórek w mózgu i mięśniach.
Końcowe produkty zaawansowanej glikacji - AGE (advanced glycation endproducts) to związki, które powstają, gdy białka lub lipidy w organizmie reagują z cukrami. Jest to proces zwany glikacją, który naturalnie nasila się wraz z wiekiem i jest przyspieszany przez wysoki poziom cukru we krwi. AGE są ściśle związane ze starzeniem się i rozwojem różnych chorób przewlekłych, takich jak cukrzyca, choroby sercowo-naczyniowe i neurodegeneracyjne (takie jak np. choroba Alzheimera). Karnozyna, działając jako czynnik hamujący powstawanie AGE, potencjalnie wspiera utrzymanie zdrowia i funkcjonowanie różnych systemów w organizmie.
Jako przeciwutleniacz natomiast, karnozyna wykazuje dwutorowe działanie: moduluje układ antyoksydacyjny organizmu i obniża poziomy reaktywnych form, takich jak rodniki hydroksylowe, tlenek azotu i cytotoksyczne formy karbonylowe w komórkach.
[3, 4, 5]
Jej sekrety
Po przyjrzeniu się podstawowym funkcjom karnozyny, warto zgłębić bardziej zaskakujące i mniej znane aspekty tej substancji.
Czym jeszcze wyróżnia się ten endogenny antyoksydant?
Karnozyna jest silnie skoncentrowana w mięśniach sercowych i szkieletowych ssaków. W związku z tym, jej źródłem w diecie jest mięso (zwłaszcza wołowe).
Gotowanie wydaje się znacząco zmniejszać (aż o 50%!) jej zawartość w produkcie końcowym. Grillowanie bądź obróbka w kuchence mikrofalowej jest pod tym względem o wiele łaskawsza (spadek poziomu karnozyny w tym przypadku wynosi około 10%).
Pewna pula karnozyny jest również wytwarzana w mięśniach.
Suplementacja karnozyną może zwiększać jej poziom w tkance mięśniowej. Dodatkowo, dostarczanie organizmowi aminokwasów niezbędnych do jej wytwarzania - β-alaniny i histydyny, także może przyczynić się do zwiększenia jej poziomu w tkance mięśniowej.
Badania wykazały znacznie niższy poziom karnozyny w mięśniach u wegetarian w porównaniu z wszystkożercami.
Karnozyna łatwo wchłania się z przewodu pokarmowego, jednak później znaczna jej ilość jest niszczona w krwiobiegu przez enzymy zwane karnozynazami. Enzymy te łatwo rozszczepiają karnozynę z powrotem na dwa składowe aminokwasy, β-alaninę i histydynę.
Jeśli enzymy rozbijają karnozynę we krwi, jej fragmenty mogą zostać ponownie połączone w komórkach.
Dymorfizm płciowy wydaje się istnieć w odniesieniu do zawartości karnozyny w mięśniach szkieletowych. Jej zawartość w mięśniach szkieletowych jest o około 20%-25% wyższa u mężczyzn w porównaniu z kobietami. Przypuszcza się że jest to związane z poziomem testosteronu.
U osób z cukrzycą poziom karnozyny jest niższy niż u osób bez cukrzycy. Być może dlatego, że ulega ona zużyciu podczas wiązania nadmiaru glukozy we krwi.
Sprzymierzeńcy karnozyny
Nic nie istnieje w próżni i jak to zwykle w ciele bywa, poziom pewnych substancji i ich działanie zależy od innych. Jak jest w przypadku karnozyny?
Pewne (intrygujące) odkrycia wykazały, że zwiększone uwalnianie karnozyny przez astrocyty i jej pozytywne działanie przeciwutleniające jest zależne od puli cynku dostępnego w organizmie. Więcej: kompleks karnozyny i cynku zyskuje zainteresowanie jako potencjalny czynnik przeciwstarzeniowy!
Zbyt niskie spożycie witaminy B6 obniża poziom karnozyny w mięśniu sercowym i mięśniach szkieletowych.
Być może warto upewnić się co do odpowiedniego poziomu tych substancji w suplementowanym karnozyną organizmie :)
Ważny deficyt
Jak zatem powiązano ze sobą autyzm i karnozynę?
W badaniu opublikowanym w 2012 roku analizowano zmiany metaboliczne u dzieci z cechami spektrum autyzmu. Poprzez badanie próbek moczu wykazano m.in. obniżone poziomy przeciwutleniaczy, w tym karnozyny [7].
Jej niedobór może być powiązany ze zwiększonym stresem oksydacyjnym, obserwowanym u osób z cechami spektrum autyzmu. To wskazuje na potencjalną rolę karnozyny w łagodzeniu ich skutków, a przecież mózg i jelita - narządy wykazujące nieprawidłowości u osób autystycznych - są szczególnie wrażliwe na uszkodzenia oksydacyjne.
Przeciwutleniaczy moc
Jedno z przeprowadzonych badań ujawniło, że w mózgach osób z autyzmem szybciej gromadzą się lipofuscyny – barwniki będące wskaźnikami starzenia się komórek, związane ze skutkami stresu oksydacyjnego. Obserwacja ta dotyczyła zwłaszcza obszarów mózgu odpowiedzialnych za mowę i komunikację. W badaniach podwójnie ślepych zastosowanie silnych antyoksydantów, takich jak witamina C lub karnozyna, przyniosło znaczące polepszenie tych aspektów funkcjonowania u osób z autyzmem. Sugeruje to, że korzystny wpływ takiej suplementacji może być związany z obniżeniem poziomu stresu oksydacyjnego [8].
Można by pomyśleć, że dostarczenie odpowiednich ilości substancji przeciwutleniających, takich jak karnozyna, mogłoby być kluczem do poprawy stanu osób z autyzmem.
Badacze poszli tym tropem, a wyniki ich doświadczeń pokrótce przedstawiłam poniżej.
Mysia oksytocyna
Badanie z 2022 roku analizowało wpływ suplementacji karnozyną na deficyty społeczne u myszy CD157KO, które są mysim modelem zaburzeń ze spektrum autyzmu (ASD). Doustna suplementacja karnozyną poprawiła deficyty zachowań społecznych. Stwierdzono wzrost stężenia oksytocyny w płynie mózgowo-rdzeniowym. Wyniki te sugerują, że suplementacja karnozyną może poprawiać funkcjonowanie społeczne poprzez zwiększenie poziomu wydzielanej oksytocyny [9].
Oksytocyna jest często nazywana "hormonem miłości" lub "hormonem społecznym" ze względu na jej rolę w kształtowaniu więzi społecznych, empatii i zaufania. Niektóre badania sugerują, że osoby z autyzmem mogą mieć zmniejszone poziomy oksytocyny lub problemy z jej przetwarzaniem, co może wpływać na ich zdolność do nawiązywania relacji społecznych.
Badanie z udziałem dzieci, u których nie wykazano poprawy
W innym badaniu 67 dzieci w wieku 3-6 lat z diagnozą łagodnego do umiarkowanego autyzmu było przydzielonych do standardowej terapii (terapia zajęciowa i logopedyczna) oraz grupy interwencyjnej (standardowa terapia+karnozyna, 10-15 mg/kg w dwóch dawkach podzielonych). Po dwóch miesiącach nie zaobserwowano statystycznie znaczącej różnicy w żadnej z mierzonych skali oceny, w tym w:
- skali oceny autyzmu dla dzieci (CARS2-ST) – skali szeroko stosowanej w celu diagnozowania autyzmu oraz oceny stopnia jego nasilenia u dzieci,
- liście kontrolnej oceny leczenia autyzmu (ATEC) – kwestionariuszu wypełnianym przez opiekunów lub specjalistów i zawierającym pytania dotyczące różnych obszarów związanych z autyzmem, takich jak komunikacja, społeczność, zdolności poznawcze oraz zdolności motoryczne,
- narzędziu do przesiewowego badania snu BEARS,
- 6-punktowym wskaźniku ciężkości zaburzeń żołądkowo-jelitowych (6-GSI).
Suplementacja karnozyny nie poprawiła łącznego wyniku w tych skalach u badanych dzieci.
[10]
...i takie, które zaowocowały lepszymi wynikami skal i testów
W badaniu opublikowanym 2002 roku zbadano 31 dzieci z zaburzeniami ze spektrum autyzmu w 8-tygodniowym, podwójnie zaślepionym badaniu, aby ustalić, czy 800 mg karnozyny dziennie spowoduje obserwowalne zmiany w porównaniu z placebo.
Dzieci otrzymujące placebo nie wykazały statystycznie istotnych zmian.
Po 8 tygodniach stosowania karnozyny dzieci z drugiej grupy wykazały statystycznie istotną poprawę w:
- Skali Oceny Autyzmu Gilliama – teście oceniającym różnorodne zachowania i cechy związane z autyzmem, takie jak komunikacja społeczna, interakcje z innymi, stereotypie, obsesyjne zainteresowania oraz problemy sensoryczne,
- teście oceniającym zdolność osoby do rozumienia i reagowania na słowa lub pojęcia reprezentowane za pomocą obrazków lub zdjęć.
Badacze wysnuli wniosek, że karnozyna może poprawiać funkcje neurologiczne, być może w korze śródwęchowej lub płacie skroniowym [11].
W kolejnym badaniu opublikowanym w 2017 roku, w którym 70 dzieci przyjmowało karnozynę lub placebo jako dodatkowe preparaty w terapii risperidonem (lek antypsychotyczny), wykazano poprawę w podskali nadpobudliwości w grupie dzieci przyjmującej karnozynę (800 mg). Nie wykryto natomiast znaczącej różnicy w wynikach podskali drażliwości w zakresie letargu/wycofania społecznego, zachowań stereotypowych i nieodpowiedniej mowy [12].
W kolejnym badaniu z 2018 roku 43 dzieci z cechami autyzmu zostało podzielone na dwie grupy. Jedna z nich dostawała karnozynę w dawce 500 mg, a druga otrzymywała preparat placebo. Badanie trwało 2 miesiące i miało na celu zbadanie efektów suplementacji karnozyny na zaburzenia snu i objawy autyzmu u dzieci. Co wykazano? W grupie dzieci przyjmujących karnozynę zanotowano:
- zmniejszenie czasu trwania snu,
- zmniejszenie występowania parasomnii (nieprawidłowych lub niepożądanych zachowań występujących w trakcie lub przy wybudzaniu się ze snu),
- poprawę ogólnego wyniku w skali zaburzeń snu.
Suplementacja karnozyną nie wpłynęła natomiast na zmniejszenie nasilenia objawów autyzmu u dzieci.
Według wyników tego badania, doustna suplementacja karnozyną może bezpiecznie wspierać poprawę jakości snu u dzieci z autyzmem [13].
Skutki uboczne
Podwyższone ilości karnozyny mogą nadmiernie pobudzać niektóre dzieci, co może skutkować wzmożoną aktywnością, rozdrażnieniem lub trudnościami z zasypianiem. Taki efekt może występować u dzieci, które wykazują tendencje do nadaktywności. Zazwyczaj, po dostosowaniu dawki, skutki uboczne ustępują [14].
Wydaje się, że karnozyna to obiecująca substancja w tematyce autyzmu. Zaburzenia z tego spektrum stanowią coraz większy problem zdrowotny na całym świecie i, ze względu na jego złożoność i różnorodność, nie ma jednego remedium na tego typu mnogość dolegliwości.
Mimo obiecujących wyników, autorzy badań zaznaczają, że potrzebne są dalsze badania kliniczne, aby ocenić skuteczność, bezpieczeństwo suplementacji oraz szczegółowe mechanizmy działania karnozyny w kontekście autyzmu.
