2) бета-каротин
3) карнитин (+)
4) парааминобензойная кислота
Карнитин — витаминоподобное вещество, необходимое для переноса длинноцепочечных жирных кислот из цитоплазмы в матрикс митохондрий. В цитоплазме жирная кислота активируется до ацил-КоА, однако внутренняя мембрана митохондрий непроницаема для длинноцепочечных ацил-КоА. Под действием карнитин-ацилтрансферазы I (CPT I) образуется ацилкарнитин, который транспортируется через внутреннюю мембрану с помощью карнитин-ацилкарнитинтранслоказы; затем CPT II вновь превращает его в ацил-КоА в матриксе.
Освободившийся ацил-КоА поступает в β-окисление, в ходе которого образуются ацетил-КоА, НАДН и ФАДН2. Эти соединения обеспечивают работу цикла трикарбоновых кислот и дыхательной цепи, поэтому карнитиновый шаттл особенно важен для энергетического обмена в миокарде и скелетных мышцах, а также для поддержания энергетики при голодании. Среднецепочечные жирные кислоты могут поступать в митохондрии без участия карнитина, что объясняет различия клинических проявлений при дефектах отдельных звеньев системы.
При дефиците карнитина или нарушении его транспорта снижается окисление жирных кислот и образование кетоновых тел. Типичными проявлениями являются гипокетотическая гипогликемия, мышечная слабость, миалгии, повышение активности креатинкиназы и, при тяжелом течении, кардиомиопатия. Для подтверждения нарушения оценивают концентрацию свободного и общего карнитина в плазме, профиль ацилкарнитинов, уровень глюкозы и кетоновых тел; при подозрении на наследственный дефект проводят молекулярно-генетическое исследование.
| Компонент или состояние | Основная роль | Характерные диагностические или клинические признаки |
|---|---|---|
| L-карнитин | Перенос длинноцепочечных жирных кислот через внутреннюю мембрану митохондрий | Дефицит сопровождается нарушением β-окисления, гипокетотической гипогликемией и миопатией |
| Карнитин-ацилтрансфераза I | Образование ацилкарнитина на наружной мембране митохондрий | Дефект чаще проявляется гипокетотической гипогликемией, гепатомегалией и непереносимостью голодания |
| Карнитин-ацилкарнитинтранслоказа | Обмен ацилкарнитина и свободного карнитина через внутреннюю мембрану | Дефицит может вызывать тяжелую гипогликемию, кардиомиопатию, мышечную слабость и повышение креатинкиназы |
| Карнитин-ацилтрансфераза II | Высвобождение ацил-КоА в матриксе митохондрий | Миопатическая форма характеризуется приступами миалгии и рабдомиолиза после физической нагрузки, голодания или инфекции |
| Орнитин | Аминокислота, участвующая в орнитиновом цикле обезвреживания аммиака | Не является переносчиком жирных кислот в митохондрии; нарушения связаны преимущественно с гипераммониемией |
| β-каротин | Провитамин A и антиоксидантный компонент пищи | Не участвует непосредственно в карнитиновом транспорте или β-окислении жирных кислот |
| Парааминобензойная кислота | Компонент фолатного обмена у микроорганизмов, используемый в синтезе некоторых лекарственных средств | Не выполняет функции митохондриального переносчика жирных кислот у человека |
Таким образом, карнитин связывает транспорт жирных кислот с их последующим митохондриальным окислением. Его недостаток может быть первичным или вторичным, например при нарушении всасывания, повышенной потере через почки или длительном применении некоторых лекарственных средств. В рационе карнитин преимущественно поступает с продуктами животного происхождения, а эндогенный синтез зависит от достаточного обеспечения лизином, метионином, железом, витамином C, ниацином и пиридоксином.