Karnozyna – działanie, skutki uboczne i źródła w żywności

Karnozyna jest naturalnym przeciwutleniaczem składającym się z dwóch aminokwasów. Jedną z jej ważnych funkcji jest neutralizowanie wolnych rodników oraz wspieranie pracy mitochondriów. Znajduje się w mięśniach, a także w sercu i mózgu.

Karnozyna jest ważna dla zachowania wielu prawidłowych funkcji organizmu, w tym pracy i rozwoju mięśni, serca, wątroby, nerek, mózgu i wielu innych narządów. Trwają badania nad stosowaniem karnozyny w procesie starzenia się, w cukrzycy i jej powikłaniach czy chorobach nerek. Jednak dotychczasowe badania naukowe nad karnozyną nie są wystarczające i nie popierają wszystkich tych zastosowań. Przedstawiamy dotychczasowe najbardziej wiarygodne badania naukowe nad karnozyną.

Karnozyna – czym jest?

Karnozyna jest naturalnie występującą cząsteczką złożoną z dwóch aminokwasów, histydyny i beta-alaniny¹. Jest obecna w mózgu, nerkach i mięśniach szkieletowych zarówno człowieka, jak i ryb, ptaków i innych ssaków^2,3.

Ponieważ karnozyna odgrywa ważną rolę w organizmie jej niedobór lub niedostateczna ilość w diecie może negatywnie wpływać na zdrowie.

Najlepsze źródło karnozyny w diecie stanowią mięso i ryby, dlatego weganie i wegetarianie są szczególnie narażeni na niedobór tego składnika.

Postuluje się także jej wpływ przeciwutleniający i ochronne działanie przed wolnymi rodnikami i reaktywnymi formami tlenu (takimi jak rodniki hydroksylowe i nadtlenek) oraz reaktywnymi formami azotu. Jednak dane kliniczne nie potwierdzają jeszcze tych efektów³.

Pewne badania wśród ludzi wskazują na związek między różnymi stanami chorobowymi a poziomem karnozyny. Brakuje jednak odpowiednich badań klinicznych dotyczących skuteczności i bezpieczeństwa suplementacji karnozyny^4,5,6.

Ponadto brakuje wiarygodnych badań klinicznych potwierdzających korzystny wpływ suplementacji karnozyny. Dotychczasowe badania na modelach zwierzęcych i komórkowych stanowią obiecujące podstawy do dalszych badań.

Zalety

• Prawdopodobne właściwości przeciwstarzeniowe.
• Wpływ na gospodarkę glukozy we krwi.
• Może promować zdrowie jelit.
• Badany jest wpływ ochronny na mózg, funkcje poznawcze i pamięć.

Wady

• Brakuje odpowiednio szerokich badań klinicznych.
• Nieznane jest jej długoterminowe bezpieczeństwo stosowania.
• Może zaburzać krzepnięcie krwi.
• Może wchodzić w interakcje z lekami.

Karnozyna a mitochondria

Karnozyna uczestniczy w neutralizowaniu wolnych rodników i zmniejszaniu stresu oksydacyjnego, dzięki czemu może potencjalnie wpływać ochronnie na mitochondria^7,8,9,10.

Badanie na modelu zwierzęcym sugeruje, że starzejące się myszy, którym podano karnozynę, miały mniejszą dysfunkcję mitochondriów związaną z wiekiem¹¹.

Sugeruje się także wpływ karnozyny na mitochondria zwierząt z chorobą Alzheimera. Zaburzenia funkcji mitochondriów są jednym z postulowanych mechanizmów choroby Alzheimera. Suplementacja karnozyny u myszy sprzyjała zmniejszeniu wewnątrzkomórkowej akumulacji β – amyloidu w hipokampie i związane z wiekiem zaburzenia mitochondrialne¹².

Postulowanym mechanizmem ochronnego działania karnozyny na mitochondria jest regulacja poziomu wapnia w komórkach. W badaniu na komórkach o podwyższonym stężeniu wapnia, karnozyna chroniła funkcje mitochondriów¹³.

Uważa się również, że karnozyna służy jako „bufor fizjologiczny”, który odgrywa kluczową rolę w regulacji aktywności enzymów i wapnia¹⁴.

Stwierdzono, że karnozyna łagodzi zaburzenia mitochondrialne indukowane amoniakiem. Dane sugerują, że ten peptyd jest potencjalnym środkiem ochronnym przeciwko niewydolności metabolizmu energetycznego indukowanej hiperamonemią¹⁵.

Jak działa karnozyna podczas ćwiczeń?

Glukoza jest rozkładana w procesie glikolizy i stanowi główne źródło energii podczas ćwiczeń o wysokiej intensywności. Podczas ćwiczeń mięśnie rozkładają glukozę na kwas mlekowy, który następnie przekształcany jest w mleczan, który wytwarza jony wodoru (H⁺). Jony wodoru obniżają poziom pH mięśni, powodując ich kurczenie i zmęczenie^15,16,17. Wtedy karnozyna zaczyna działać jak bufor przeciwko wytwarzanym jonom, normalizując pH i zmniejszając ilość kwasu mlekowego wytwarzanego w mięśniach^17,18.

Karnozyna zmniejsza gromadzenie się kwasu mlekowego w mięśniach podczas ćwiczeń, co prowadzi do poprawy wyników sportowych^19,20.

Karnozyna – działanie i korzyści dla zdrowia

Poniższe korzyści są poparte jedynie ograniczonymi badaniami klinicznymi. Nie ma wystarczających dowodów na stosowanie karnozyny w poniższych sytuacjach.

1. Aktywność fizyczna

Nie ma wystarczających dowodów, aby ocenić wpływ karnozyny na sprawność fizyczną. Istniejące dane są mieszane.

W jednym badaniu wśród zdrowych trenujących mężczyzn pojedyncza dawka karnozyny (2 gramy, beta-alanina 2 gramy) 4 godziny przed badaniem zwiększyła niektóre pomiary sprawności fizycznej (maksymalną zdolność skurczu mięśni i wysokości skoku). Jednak zwiększyło również ból mięśni po 24 godzinach²¹.

W innym badaniu pojedyncza doustna dawka zawierająca 1,5 g karnozyny nie wpływała na moc podczas intensywnych sprintów u zdrowych mężczyzn w porównaniu z grupą placebo²².

Ograniczone badania donoszą, że suplementacja β-alaniny (prekursora karnozyny) może zwiększyć wydajność ćwiczeń o wysokiej intensywności, przyrost masy mięśniowej, pułap tlenowy (zdolność pochłaniania tlenu przez organizm VO2 max.) i szybkość adaptacji treningowych. Naukowcy podejrzewają, że mechanizm ten może przynajmniej częściowo wynikać ze zdolności karnozyny do zwiększenia zdolności buforowania mięśni²³.

2. Choroba Alzheimera

Wciąż potrzebne są dalsze badania kliniczne, ale jak dotąd badania na zwierzętach i modelach komórkowych wskazują na zdolność karnozyny do zmniejszania nagromadzenia się beta amyloidu, który jest głównym składnikiem w mózgach pacjentów z chorobą Alzheimera²⁴.

Ponadto randomizowane, kontrolowane badanie kliniczne z podwójnie ślepą próbą wykazało, że u zdrowych osób w wieku podeszłym, które przyjmowały suplement zawierający karnozynę i anserynę – metylowaną pochodną karnozyny, zaobserwowano poprawę związanego z wiekiem spadku przepływu krwi w mózgu (co występuje w chorobie Alzheimera) po trzech miesiącach suplementacji. Wśród 39 zdrowych starszych ochotników (w wieku 60–78 lat) zaobserwowano poprawę pamięci²⁵.

3. Pamięć

Pewne badania postulują korzyści stosowania l-karnozyny w problemach z pamięcią, choć potrzebne są badania kliniczne na dużą skalę.

Jedno z badań wykazało, że po 3 miesiącach suplementacji karnozyną w dawce 500 mg / dobę pacjenci osiągali lepsze wyniki w testach pamięci²⁶.

Podobnie podanie karnozyny w połączeniu z anseryną wykazało poprawę pamięci u osób starszych²⁷.

Naukowcy badają również połączenie karnozyny z innymi związkami – takimi jak polifenole z jagód i zielonej herbaty oraz innych aminokwasów – i ich wpływ na zdrowie neuronów i neurogenezę w komórkach²⁸.

4. Autyzm

Nie ma wystarczających dowodów na poparcie stosowania l-karnozyny w autyzmie. Jednak w jednym małym badaniu klinicznym z udziałem 31 dzieci z autyzmem, L-karnozyna (800 mg / dzień) zmniejszała nasilenie i poprawiała objawy autyzmu (takie jak socjalizacja, komunikacja i wysławianie) po 8 tygodniach. Nie można jednak wyciągnąć jednoznacznych wniosków z tego pojedynczego badania, z powodu braku grupy kontrolnej²⁹.

5. Zdrowie skóry

Badania na niewielkiej grupie osób wskazują na pewne właściwości L-karnozyny na poprawę stanu skóry.  

W jednym badaniu klinicznym z udziałem 50 osób z cukrzycą i silnie wysuszoną skórą stóp krem ​​zawierający 5% mocznik, argininę 0,5% i karnozynę 0,01% poprawił nawilżenie skóry i zmniejsza jej suchość. W porównaniu z kontrolnym kremem zmiękczającym, pacjenci, którzy stosowali krem z ​​karnozyną dwa razy dziennie przez 8 miesięcy, zredukowali suchość skóry o 91%³⁰.

Z drugiej strony brakuje danych klinicznych potwierdzających stosowanie l-karnozyny do gojenia się ran. Dostępne są tylko dane dotyczące zwierząt i nie możemy wyciągać żadnych wniosków, dopóki nie zostaną przeprowadzone badania na ludziach.

W jednym badaniu wśród zwierząt karnozyna stosowana wewnętrznie i miejscowo poprawiała gojenie się ran. Naukowcy podejrzewają, że zwiększyło to ekspresję korzystnych czynników wzrostu i cytokin³¹.

Naukowcy badają także wpływ karnozyny na skórę i komórki naczyń krwionośnych u osób z wysokim poziomem glukozy³².

6. Zdrowie serca

Sugeruje się wpływ karnozyny na zdrowie serca u osób z niewydolnością. W jednym badaniu klinicznym z udziałem pacjentów z niewydolnością serca karnozyna w połączeniu ze standardowym leczeniem poprawiła niektóre parametry czynności serca³³.

Naukowcy sugerują, że karnozyna może poprawić czynność serca poprzez regulację poziomu wapnia w komórkach, na podstawie wyników badań na zwierzętach. Trwają także badania nad ochronnym wpływem karnozyny na miażdżycę tętnic^34,35,36.

7. Cukrzyca i otyłość

Pewne dowody wskazują na zastosowanie karnozyny u osób z otyłością lub cukrzycą. Pilotażowe, randomizowane badanie kliniczne z podwójnie ślepą próbą, oceniało wpływ suplementacji karnozyny u 30 osób z nadwagą lub otyłością. Połowa badanych przyjmowała 2 gramy karnozyny dziennie, a druga połowa przyjmowała placebo przez okres 12 tygodni. U osób, które przyjmowały karnozynę, zmniejszyła się insulinooporność oraz poziom glukozy w porównaniu do osób przyjmujących placebo. Wniosek ten sugeruje, że suplementacja karnozyny może wspomagać zapobieganie cukrzycy typu 2^37,38.

Niektórzy naukowcy sugerują, że osoby z cukrzycą lub ze stanem przedcukrzycowym mają niskie stężenie (63% poniżej normy) karnozyny w komórkach mięśniowych i mózgowych. Badania na dużą skalę nie potwierdziły jednak tych założeń³⁹.

W jednym małym badaniu u osób otyłych, którym podano karnozynę, stwierdzono obniżenie poziomu cukru we krwi. Jednak wyniki te nie zostały powtórzone na większej grupie⁴⁰.

Naukowcy sugerują związek miedzy karnozyną a układem unerwienia odpowiadającym za komunikację z nadnerczami, wątrobą, nerkami, trzustką, żołądkiem oraz tkanką tłuszczową, które wpływają na poziom cukru we krwi, kontrolę ciśnienia krwi, apetytu i spalanie tłuszczu. Teorie te pozostają jednak niepotwierdzone⁴¹.

Badany jest również wpływ karnozyny na powikłania cukrzycy u zwierząt oraz w modelach komórkowych. Badania dotyczą powikłań takich, jak: ból neuropatyczny, niewydolność narządów, utrata słuchu, osteoporoza, problemy ze wzrokiem i uszkodzenie serca^{42,43,44,45,46}.

W badaniach na komórkach oceniany jest wpływ karnozyny na zapobieganie tworzenia się glikowanej lipoproteiny o niskiej gęstości, która może stymulować tworzenie komórek piankowatych, które są powiązane z zaburzeniami krążenia często obserwowanymi u diabetyków⁴⁷.

Reklama

Arginin-Intercell® Sprawdź

L-karnityna MSE Sprawdź

Mito Taurin Sprawdź

EnzOmega ® MSE Sprawdź

8. Zdrowie oczu i jaskra

W niewielkim badaniu roczna suplementacja z dodatkiem karnozyny, jako dodatkiem do standardowej terapii zmniejszała ciśnienie śródgałkowe u pacjentów z jaskrą⁴⁸.

W skład suplementu wchodził: wyciąg z pokrzywy indyjskiej (150 mg), homotauryna (100 mg), L-karnozyna (50 mg), witamina B1 (1,1 mg), witamina B2 (1,4 mg), witamina B6 (1,4 mg), kwas foliowy (0,2 mg) i magnez (150 mg). Jednak wpływ samej karnozyny na obserwowany efekt jest nieznany⁴⁸.

Sugeruje się, że karnozyna może zapobiegać zaćmie poprzez połączenie jej właściwości przeciwutleniających i antyglikacyjnych, ale brakuje danych klinicznych na dużą skalę⁴⁹.

Stosowanie przez 2 do 6 miesięcy kropli do oczu zawierających karnozynę zmniejszało problemy ze wzrokiem takie, jak: zmętnienie soczewki i osłabioną ostrość wzroku, które są zwykle skutkiem ubocznym zaćmy^50,51.

Wstępne badania na modelach komórkowych i zwierzęcych

Przedstawione podsumowanie istniejących badań na zwierzętach i komórkach wymaga potwierdzenia w badaniach klinicznych. Wnioski te wskazują na potencjalne korzyści karnozyny, ale nie stanowią podstaw do stosowania jej w wymienionych niżej stanach.

9. Długość życia i proces starzenia

Niektórzy naukowcy sądzą, że karnozyna może mieć właściwości przeciwstarzeniowe. Sugerują, że poziom karnozyny spada wraz z wiekiem u szczurów⁵².

Karnozyna może poprawiać funkcje starzejących się komórek (etap tuż przed śmiercią komórki), powodując, że wyglądają i zachowują się młodziej niż komórki, którym brakuje karnozyny. Nie możemy jednak wyciągać żadnych wniosków w odniesieniu do ludzi z badań przeprowadzonych na komórkach^53,54.

Badany jest także wpływ karnozyny na glikację białek – reakcję białka i cukrów we krwi, która jest potencjalnym czynnikiem starzenia się. Dotychczas przeprowadzone badania na komórkach donoszą, że karnozyna działa poprzez:

• Wiązanie z grupami karbonylowymi / aldehydowymi, które inaczej wiązałyby się z białkami i uszkadzały je⁵⁵.
• Ogranicza powstawanie utlenionych cukrów, powszechnie znanych jako zaawansowane produkty końcowe glikozylacji (AGE), działając jako przeciwutleniacz^56,57.
• Zmniejszenie uszkodzeń lipidów, DNA i białek poprzez chelatowanie metali⁵⁸.

Żaden z tych mechanizmów nie został jednak potwierdzony.

10. Zdrowie jelit

Naukowcy badają wpływ karnozyny na kosmki jelitowe, zmniejszanie stanów zapalnych jelit i ochronę przed indometacyną, lekiem przeciwzapalnym, który może uszkodzić błonę śluzową jelit⁵⁸.

Inny zespół badawczy analizuje wpływ karnozyny na cytokiny prozapalne w komórkach jelitowych narażonych na Helicobacter pylori⁵⁹.

11. Neurodegeneracja

Aldehyd malonowy (MDA) jest toksycznym produktem peroksydacji lipidów. Badanie na szczurach sugeruje, że karnozyna chroni przed toksycznością indukowaną przez MDA u zwierząt i hamuje modyfikację białek spowodowaną przez MDA⁶⁰.

Przyjmowanie zwykłych środków znieczulających często powoduje wzrost melanoidu pochodzącego z serotoniny (SDM). Karnozyna może chronić przed neurotoksycznym działaniem SDM u zwierząt.

Poprawiła również funkcję neurologiczną po zdarzeniu podobnym do udaru i chroniła przed pogorszeniem funkcji poznawczych, spowodowanym dietą wysokotłuszczową. Miała także działanie przeciwdepresyjne u szczurów, ale brakuje danych na temat jej działania u ludzi^61,62,63,64.

Transportery specyficzne dla karnozyny znajdują się w częściach bariery krew-mózg⁶⁵.

Naukowcy badają, czy karnozyna może chronić mitochondria hodowanych komórek mózgowych (astroglej) przed uszkodzeniami wywołanymi przez tlenek azotu⁶⁶.

Ponieważ karnozyna wiąże się z cynkiem, niektórzy badacze uważają, że odgrywa ona pewną rolę w kontrolowaniu dostępności jonów cynku w tkance neuronalnej⁶⁷.

12. Odpowiedź immunologiczna i stany zapalne

U szczurów karnozyna obniża poziom IL-1a i normalizuje poziomy gamma-glutamylotransferazy⁶⁸.

Naukowcy badają, czy karnozyna zmniejsza stan zapalny poprzez obniżenie TNF-a oraz syntezę tlenku azotu w tkance mózgowej⁶⁹.

13. Badania nad rakiem

Większość badań wpływu karnozyny na raka ogranicza się do komórek, co uniemożliwia ich interpretację w odniesieniu do całego ludzkiego organizmu.

Naukowcy badają wpływ karnozyny na następujące szlaki w komórkach (lub u zwierząt):

• Uszkodzenia DNA, które teoretycznie mogą przekształcić zdrowe komórki w komórki nowotworowe^70,71,72.
• Poziomy ATP w komórkach nowotworowych⁷³.
• Rozwój raka u szczurów z niedoborem witaminy E⁷⁴.
• Kaspaza 3 w komórkach nowotworowych⁷⁵.
• Mitochondrialny stres oksydacyjny w komórkach raka jajnika⁷⁶.

Brakuje jednak danych na temat wpływu karnozyny na proces nowotworowy u ludzi, dlatego jej działanie pozostaje nieznane.  

14. Choroba Alzheimera

Pewne dane wskazują na niski poziom karnozyny we krwi u chorych na Alzheimera⁷⁷. Karnozyna badana jest pod kątem przeciwdziałania gromadzeniu się aldehydów i płytek beta-amyloidowych, które są powszechnie uważane za główne przyczyny choroby Alzheimera⁷⁸.

Uważa się, że karnozyna utrudnia tworzenie struktur włóknistych i beta-amyloidu poprzez zmianę sieci wiązań wodorowych zaangażowanych w fibrylogenezę⁷⁹.

Ograniczone odkrycia sugerują, że anhydraza węglowa jest niższa w mózgach pacjentów z chorobą Alzheimera. Uważa się, że karnozyna działa jako aktywator anhydrazy węglanowej⁸⁰.

Jedna z kontrowersyjnych teorii sugeruje, że nierównowaga naturalnie występujących metali, takich jak miedź, żelazo i cynk, odgrywa rolę w zaostrzeniu patologii Alzheimera. Sugerują, że karnozyna jest w stanie chelatować te metale, ale brakuje danych na poparcie tych twierdzeń^81,82.

15. Choroba Parkinsona

Naukowcy badają, czy karnozyna ogranicza powstawanie i sprzyja rozkładowi nieprawidłowych białek, które mogą przyczyniać się do rozwoju choroby Parkinsona⁸³. Badają również jej wpływ na hamowanie toksyczności aldehydu malonowego (MDA) w komórkach neuronalnych, co może ograniczać tworzenie zmodyfikowanych białek związanych z chorobą Parkinsona⁸⁴.

W jednym z badań, połączenie leczenia L-dopą i karnozyną (1,5 g / dzień) poprawiło niektóre objawy neurologiczne, takie jak sztywność rąk i nóg oraz zwiększone drżenie dłoni⁸⁵.

Dlatego niektórzy badacze sugerują, że przyszłe badania powinny koncentrować się na sprawdzeniu, czy karnozyna może zmniejszyć toksyczność L-dopa, co jest często stosowane jako sposób na utrzymanie poziomów dopaminy u osób cierpiących na chorobę Parkinsona. Niektóre produkty uboczne L-dopa są neurotoksyczne (np. zawierające grupy aldehydowe)⁸⁶.

Według innych niesprawdzonych teorii dysfunkcja mitochondriów w wyniku uszkodzenia oksydacyjnego odgrywa rolę w chorobie Parkinsona. Karnozyna została postawiona w hipotezie, aby tłumić rodzaj uszkodzeń oksydacyjnych związanych z chorobą Parkinsona⁸⁷.

16. Detox

Uważa się, że karnozyna chelatuje jony metali dwuwartościowych takich jak: arsen, ołów, kadm, rtęć, żelazo, magnez, mangan, stront, kobalt, nikiel, cyna i bar oraz beryl i tworzy kompleksy z jonami wapnia, miedzi i cynku^88,89. Jednak jej działanie chelatujące, nie zostało potwierdzone u ludzi.

17. Padaczka

Badanie na szczurach z epilepsją wykazało, że podawanie karnozyny (w dawce 500 mg / kg) zmniejszało nasilenie i czas trwania ataków^90,91.

18. Ciśnienie krwi

Naukowcy badają wpływ karnozyny na ciśnienie krwi, która może rozszerzać naczynia krwionośne poprzez zwiększenie produkcji tlenku azotu^92,93.

19. Zdrowie wątroby

W badaniu na modelu zwierzęcym karnozyna chroniła wątroby myszy przed uszkodzeniem spowodowanym alkoholem: po 3 tygodniach zatrucia alkoholem leczenie karnozyną obniżyło poziom MDA w wątrobie (podwyższony podczas uszkodzenia wątroby) o 40%, zwiększyło poziomy glutationu w wątrobie i zmniejszyło produkcję cytokin zapalnych⁹⁴.

W badaniu na szczurach z uszkodzoną wątrobą karnozyna zmniejszała stres oksydacyjny poprzez równoważenie poziomów Nrf-2⁹⁵.

Badany jest również wpływ karnozyny na śmierć komórek wątroby, obrzęk i pogrubienie tkanki łącznej w indukowanym chemicznie uszkodzeniu wątroby – zmiany, które mogą odpowiadać poziomom TNF-a i IL-10⁹⁶.

Skutki uboczne karnozyny

Doustne suplementy karnozyny są prawdopodobnie bezpieczne, jeśli są odpowiednio stosowane⁹⁷.

Prawdopodobnie karnozyna może zaburzać krzepnięcie krwi poprzez hamowanie enzymu, transglutaminazy w surowicy⁹⁸.

Kobiety w ciąży i karmiące piersią powinny unikać karnozyny ze względu na brak danych dotyczących bezpieczeństwa.

Źródła w żywności

Najwięcej karnozyny zawiera mięso zwierząt (głównie wołowina), naturalnie wypasanych na trawie⁹⁹.