جستجو در تالارهای گفتگو

ال كارنیتین چیست و اثرات آن در بدن موجودات زنده كدامند: خلاصه مقاله: بعنوان یك متابولیت طبیعی ال كارنیتین به عنوان یك شبه ویتامین و تغییر یافته آمینو اسید نقش مهمی را در حمایت از فعالیتهای متابولیسمی بدن بازی می نماید. این ماده بعنوان یك تسهیل كننده در بتا اكسیداسیون چربی ها وا رد می شود. بعنوان یك حامل به انتقال چربی ها از غشای میتوكندریال كمك كرده و از سوی دیگر در احیای استیل كوآنزیم آ و ایجاد كوآنزیم جهت چرخه تولید انروی درون میتو كندری نقش دارد .همچنین این ماده در كاهش تولید لاكتات در عضلات كه نقش مهمی را در پایین آوردن بازده عضلانی دارد موثر است .به طور كلی حجم زیادی از ال كارنیتین در عضله قلب و عضلات اسكلتی وجود دارد .عضله كاردیاك نقش مهمی را در سیستم گردش خون دارد كه از قضا كارنیتین هم بوسیله همین جریان در سراسر بدن منتقل می شود.حیوانات بالغ قادر هستند تا كارنیتین را به صورت اندروژن تولید نمایند.در زمانهای خاصی بدن حیوان بالغ مجبور می شود كارنیتین بالاتری راتهیه نماید. از آنجمله چنانچه سطح كارنیتین جنینی در بدن پایین باشد و یا اینكه بعلت رژیم چرب و نیز استرس های متابولیك و یا تغییر الگوی فعالیتی حیوان نیاز به اكسیداسیون چربی بالاتری حس شود نیاز به كارنیتین هم افزایش خواهد یافت. در این مقاله به ساختمان فعالیت متابولیكی و مكانیسم جذب ال كارنیتین در بدن موجودات زنده اشاره می شود. ال كارنیتین و چگونگی ساختار و تولید اندروژنیك آن: آمینواسید تغییر شكل یافته ال كارنیتین تقریبا در همه گونه های حیوانات و حتی در برخی از گونه های عالی گیاهی به صورت اندروژن تولید می شود. این ماده به دو فرم دی وال كارنیتین وجود دارد فرم دی كارنیتین سنتتیك بوده و در سطح بیولوژیك تولیدنمی شود.كارنیتین یك تركیب بتایین می باشد از یك سو به عنوان یك نمك داخلی در آب محلول می شود و از سوی دیگر به عنوان یك بتایین از خود خواص قوی هیگروسكوپیك را نشان می دهد.ملكول كارنیتین از لحاظ ساختار ملكولی مانند لسیتین یك ملكول چند شاخی زایترونیك می باشد كه از هر طرف اینتروال یكسانی بین دو قطب مثبت و منفی در آن وجود دارد. ماهیت گروه مثبت زنجیره ال كارنیتین در این است كه این ماده با گرفتن پیوند استیل از استیل كوآنزیم آ قادر می باشد به استیل كارنیتین تبدیل شده و به این وسیله در غشای چربی ها ترانسلوكاسیون فعال داشته باشد همچنین این ماده می تواند با زنجیره های بلند اسید های چرب پیوند برقرار كرده و در انتقال آنها بدرون ماتریكس میتوكندریال موثر باشد.در سطح بدن كارنیتین با غلظت بالا در بافتهای عضلانی یافت می شود . میزان این ماده در عضله كاردیاك 48 میكرو مول در میلی لیترمی باشد و این میزان در سایر عضلات بدن در حدود 4 میكرو مول در میلی لیتر میباشد. غلظت قابل توجهی از این ماده علاوه بر این در كبد (2.9 میكرو مول در میلی لیتر )و در كلیه (1.2 میكرو مول در میلی لیتر) یافت می شود .بافت عضلانی تقریبا میزان 96 % از مجموع ال كارنیتین بدن را در خود دارد.در اندازه گیری كه در سال 1987 توسط شولت و جانگ انجام پذیرفت مشخص گردید كه بافت عضلانی بیشترین مصرف كننده ال كارنیتین در بدن انسان می باشد.حیوانات بالغ قادر هستند تا ال كارنیتین را به صورت اندوون تولید كنند . بر طبق مطالعاتی كه برمر به سال 1961 و ویتلز و وسلر به سال 1964 انجام دادند مشخص گردید كه گروه متیل مورد نیاز ال كارنیتین توسط متیونین تامین می گردد.همچنین تارپانچیتر و همكاران در مطالعه ای كه به سال 1971 انجام دادند مشخص كردند كه زنجیره كربنی و نیتروژن مورد نیاز برای تولید كارنیتین توسط ال لیزین تامین می گردد. با تحقیقاتی كه به سال 1966توسط نیومان و همكارانش انجام پذیرفت مشخص گردید كه علاوه بر وجود لیزین و متیونین حضور مواد دیگری از جمله نیاسین، اسید آسكوربیك و ویتامین b6 و همچنین آهن برای ساخته شدن كارنیتین ضروری می باشد و معلوم شد سطح تولید این ماده در نوزادان به نحو قابل توجهی پایینتر ازبالغین است و این موجودات ال كارنیتین مورد نیاز خود را بوسیله تركیب شیر مادر دریافت می دارند. مرحله نهایی ساخت كارنیتین از لیزین و متیونین اضافه شدن زنجیره بتایینی این ماده می باشد در حیوانات مختلف مكان تولید نهایی این ماده متفاوت می باشد. برای اینكار وجود آنزیم گاما بوتیرو بتایین هیدروكسیلاز ضروری می باشد. در موشها كبد و تا حدودی بیضه ها مسؤول ساخت كارنیتین در بدن می باشند و هیچگونه نشانی از ایجاد این ماده در كلیه ها وجود ندارد. وضعیتی مشابه با موشها در موش خرما خوكچه هندی و سگها نیز دیده می شود. در انسانها به طور غالب میزان فعالیت آنزیم هیدروكسیلاز در كلیه ها 2 تا 3 برابر این میزان در كبد می باشد. همچنین ریبوچ و انجل به سال 1980 نشان دادند كه كارنیتین می تواند در مغز انسان نیز سنتز گردد. تحقیقاتی كه برروی خرگوشها وگربه ها ومیمونهای رسوس در سال 1978 انجام گرفت نشان داد كه كلیه این حیوانات نیز قادر به تولید آنزیم گاما بوتیرو بتایین هیدروكسیلاز می باشد. سایم به سال 1996 نشان داد كه غلظت ال كارنیتین در عضلاتی كه سالم كار می كنند به میزان صد برابر از میزان این ماده در سرم و مایع بین سلولی بیشتر می باشد. در همه گونه های عالی جانوری گردش خون مسؤول مستقیم رساندن ال كارنیتین به عضله قلب و همچنین سایر عضلات اسكلتی بدن می باشد. انتقال فعال ال كارنیتین در مطالعاتی كه توسط گورتلر و لوستر در سال 1996 انجام شد به عنوان مهمترین راه انتشار این ماده در عضلات انسان و سایر پستانداران عالی شناخته شد. كارنیتین در تاریخچه علم : هنگامیكه به تاریخ علوم طبیعی رجوع می كنیم ال كارنیتین موضوعی جدید به حساب می آید. در واقع سابقه شناخت آن به سال 1905 و هنگامی باز می گردد كه گولویش و كریمبرگ در مسكو این ماده را از گوشت جدا نمودند. چندی بعد كوتشر در ماربورگ نیز موفق به شناسایی این ماده شد. ساختمان شیمیایی و كاركرد فیزیولوژیك كارنیتین برای سالها بعنوان یك مجهول به حساب می آمد تا اینكه در سال 1927 تومیتا و سنجو نقش گرو ه بتا و عامل هیدروكسید این ماده را كشف نمودند. در سال 1957 در آزمایشاتی كه فرانكل و فرید من برروی فاكتورهای رشد در كرم تنبریو مولیتور انجام دادند مشخص گردید كه علاوه بر نقش ویتامین های گروه ب در تسریع فعالیت فاكتور رشد در این كرم كارنیتین هم به عنوان یك ماده تسهیل كننده رشد فعال می باشد .آنها این ماده را بعنوان یك ویتامین ضروری در متامورفیسم این كرم بیان كردند و آن را ویتامین bt نامگذاری كردند .پیش از این گروه، كارفق و همكاران به سال 1952 مشخص ساختند كه این ماده به دو صورت ال و دی كارنیتین وجود دارد كه فرم بیولوژیك آن ال كارنیتین می باشد. در سال 1962 با شتاب گیری حجم تحقیقاتی كه در باره این ماده صورت می گرفت كانكو و یوشیدا توانستند نقش بیولوژیك ال كارنیتین را توضیح دهند. در بین دهه پنجاه تا هشتاد میلادی تحقیقات زیادی برروی آثار متابولیك ال كارنیتین در بدن انجام گرفت كه می توان به فریدمن و فرانكل به سال 1955 فریدز به سال 1955و برمر به سال 1963،پاند به سال 1975 ،رمسی و تابس به سال 1975 و گاندور و همكاران به سال 1985 اشاره نمود.كاركرد. متابولیك ال كارنیتین: ال كارنیتین در بدن كارایی های متعدد و متنوعی دارد ولیكن مهمترین كارایی این ماده به صورت مشخص اثرات ارگوونیك آن در متابولیسم چربی ها و انتقال چربی های با زنجیره بلند به درون لایه داخلی غشای میتوكندری می باشد.جهت شناخت مكانیسم كاركرد این ماده در این انتقال، پالمیتات به عنوان یك چربی با زنجیره بلند انتخاب شده است . هنگامیكه این ماده به ساركولما می رسد استیل كوآنزیم آ شاخه استیل خود را با پالمیتات پیوند زده و این ماده را به صورت پالمیتویل كوانزیم آ در می آید. در این زمان پالمیتات وارد سیستول شده است و ال كارنیتین موجود در سیستول پیوند قوی تری ایجاد كرده و پالمیتات را از كو آنزیم آ گرفته و به صورت پالمیتویل كارنیتین در می آورد. در این زمان پالمیتات جهت ورود به چرخه تولید انروی آماده ورود به غشای داخلی میتوكندری می باشد. در این زمان آنزیم استیل كارنیتین ترانسلوكاز با این ماده تركیب شده و كارنیتین پالمیتویل ترانسفراز ایجاد می شود. این ماده قادر است تا از غشای داخلی میتوكندری عبور نماید.در ماتریكس میتوكندریال آنزیم ترانسلوكاز با استیل موجود در میتو كندری تركیب شده و پالمیتویل كارنیتین را آزاد می نماید. در این زمان سیر معكوس آنچه كه در سیستول به هنگام عبور پالمیتات از ساركولمااتفاق افتاده بود صورت می پذیرد. به این ترتیب كه در اثر حجم بالای استیل كوآنزیم آ، ال كارنیتین از پالمیتویل جداشده و با باند استیل تركیب می شود و محصول آن استیل ال كارنیتین و پالمیتویل كوآنزیم آ می باشد. این ماده به طور مستقیم وارد چرخه بتا هیدروكسیداسیون اسید های چرب می شود.بنابراین می توان نتیجه گرفت كه تولید انروی از زنجیره های بلند اسیدهای چرب به طور مستقیم با وجود ال كارنیتین بستگی دارد.در سطح اینترا میتوكندریال استیل كوآنزیم آ در نتیجه شكسته شدن كربو هیدراتها در طی پروسه گلیكولیز و همچنین شكسته شدن اسید های چرب وآمینو اسیدها ایجاد می شود. در صورتی كه حجم استیل كو آنزیم آ در میتو كندری بالا برود و این ماده فضای داخل میتوكندریال را پر نماید گلیكولیز با مشكل برخورد كرده و در زمانیكه حجم این ماده خیلی زیاد شود اثرات تخریبی و توكسیك خواهد داشت.نقش مهم ال كارنیتین در این موقع عمل دتوكسیفیكاسیون اینترامیتوكندریال می باشد كه به این صورت انجام می شود كه ال كارنیتین، گروه استیل را از استیل كوآنزیم آ جدا نموده و باعث تولید كوآنزیم آ می شود. این ماده فعال بوده و می تواند به چرخه تولید انروی باز گردد.بانداستیل -كارنیتین در كلیه جدا شده و از بدن دفع می گردد.بنا براین نسبت استیل كوآنزیم به كوآنزیم به نفع كوآنزیم باز می گردد و متابولیسم كربوهیدراتها سرعت بالاتری می یابد. در این زمان تولید پیرواتها افزایش پیدا می كند و در این موقع ال كارنیتین با پیرواتها باند شده و آنها را وارد در چرخه سیترات می كند. استیل ال كارنیتین ایجاد شده همچنین می تواند میزان فعالیت آدنین نوكلئوتید اسید ترانسلوكاز را افزایش داده و باعث خروج atp ساخته شده در میتوكندری و مصرف آن شود.در یك جمله چنانچه بخواهیم نقش ال كارنیتین را بیان كنیم باید گفت این ماده چربی های فعال را از توده های ذخیره چربی به درون میتوكندری انتقال می دهد . به عنوان یك كوفاكتور در تولید انروی عمل نموده و روند تولید چربی های با زنجیره متوسط و،پیرواتها و همچنین اجسام كتونی را تحت كنترل دارد.همچنین این ماده سلامت محیط داخلی سلول را حفظ نموده و آنرا سم زدایی می كند.تحقیقات اخیر نشان داده است كه سوای بر اثرات ارگوونیك مهمی كه برای ال كارنیتین ذكر گردید این ماده می تواند در پروسه دفاعی بدن و ساخت سلولهای دفاعی اختصاصی مانند تی لنفوسیتها و بی لنفوسیتها و همچنین سلولهای فاگوسیتوز كننده غیر اختصاصی مانند ماكروفاوها و نتروفیل ها موثر باشد.اولن بروك در تحقیقات سال 1996 خود نشان داد كه نقش ال كارنیتین در ایجاد سلولهای سد دفاعی بدن و همچنینن ایمنی سلولی مهم و قابل توجه می باشد. چگونگی فراهم شدن ال كارنیتین آندوون : گونه های بالغ جانوران قادر هستند تا ال كارنیتین مورد نیاز بدن خود را به صورت سنتز اندوونیك تولید نمایند همچنین این حیوانات می توانند ال كارنیتین موجود در مواد غذایی را هم از جیره و از راه گوارش جذب نمایند. سوای از اینكه میزان ال كارنیتین موجود در جیره غذایی این حیوانات چقدر باشد قدرت جذب لوله گوارشی حیوانات مختلف نیز با یكدیگر تفاوت می كند. بیشتر ال كارنیتین موجود در غذا از طریق انتقال فعال از روده ها جذب می گردد و بوسیله خون منتقل می شود درباره ترتیب ساخت ال كارنیتین اندوون در بدن نیز پیشتر از این توضیح داده شد.در نوزادان و جنین حیوانت به علت پایین بودن سطح بتایین و میزان نیاسن و همچنین محدود بودن میزان لیزین و متیونین دریافتی از مادر ال كارنیتین به صورت ساخته شده از درون خون مادری وبوسیله جفت به جنین منتقل می شود .همچنین در نوزادان نیز مرحله ششم ساخت ال كارنیتین تكامل نیافته است و نوزاد مجبور است بخش اعظم ال كارنیتین مورد نیاز خود را از راه مصرف شیر مادر بدست آورد. با تحقیقاتی كه درباره نوزاد انسان صورنت گرفته است مشخص شده كه این نوزاد تا حدود 21 ماهگی نیاز به در یافت ال كارنیتین مادری دارد كه این تاییدی بر روی مصرف شیر مادر تا سن دوسالگی كودك می باشد. میزان ال كارنیتین موجود در مواد اولیه جیره غذایی : ال كار نیتین در گونه های مختلف گیاهان عالی و همچنین مواد اولیه غذایی با منشا دامی وجود دارد.بخش اعظم ال كارنیتین مو جود در جیره انسان و حیوانات گوشتخوار از فراورده های با منشا حیوانی تولی می شود. در بین این فراورده ها پودر گوشت بین 300 تا 1000 میلیگرم در كیلو گرم ال كارنیتین دارد و به طور متوسط در هر كیلو گرم ماده غذایی با منشا گوشت و یا استخوان بین 70 تا 150 میلی گرم ال كارنیتین وجود دارد .دانه های روغنی و كنجاله های آنها منبع تامین ال كارنیتین خوراكی برای دامها و طیور به شمار می آیند.بعلاوه این مواد از لیزین و متیونین كه مواد اولیه مورد نیاز برای ساخت ال كارنیتین هستند غنی می باشند. تخم پنبه به طور متوسط در هر كیلو گرم 20-25 میلیگرم ال كارنیتین دارد .سویا، غلات راف و پوسته آنها، ذرت ،جو و گندم از دیگر مواد دارای ال كارنیتین در خانواده گیاهان می باشند. در دامها منشا اصلی تامین ال كارنیتین برای نوزادان شیر مادران آنها به شمار می آید كه بعد از گوشت بیشترین میزان ال كارنیتین در آن وجود دارد .همچنین در طیور زرده تخم مرغ حاوی ال كارنیتین می باشد كه توسط جنین مصرف می گردد . قابلیت جذب ال كارنیتین: بر پایه آخرین تحقیقاتی كه صورت گرفته است ال كارنیتینی كه از راه خوراكی دریافت می گردد به روش انتقال فعال در قسمت بالایی وونوم روده باریك جذب می گردد.مطالعاتی كه لی و همكارانش به سال 1983 و در محیط آزمایشگاهی بر روی چگونگی انتقال فعال ال كارنیتین توسط روده باریك در خرگوشها انجام دادند مشخص ساخت كه یون سدیم و انتشار فعال آن در بالانس با یون پتاسیم در انتقال فعال این ماده نقش به سزایی دارد. همچنین در همین سال شاو و همكارانش نشان دادند كه سیستم جذب ال كارنیتین در موشها نیز به مشابه خرگوشها و از همان مكانیسم می باشد. تحقیق دیگری كه لی و همكارانش در سال 1992 انجام دادند نشان داده شد كه انتشار غیر فعال ال كارنیتین بین محیط روده ای و گردش خون می تواند در این انتقال نقش داشته باشد. همچنین شاو و همكارانش به سال 1983 مطالعه دیگری را بر روی كل دستگاه روده ای انجام دادند و مشخص كردند كه ال كارنیتین به دو صورت انتشار غیر فعال از محیط زیادتر به محیط كمتر و همچنین از راه انتقال فعال در روده باریك جذب می گردد. در دودنوم و وونوم این انتقال به هر دو روش صورت می پذیرد ولیكن در ایلئوم ال كارنیتین تنهار از راه انتشار جذب می گردد.همچنین این دو آزمایش نشان دادند كه جذب ال كارنیتین به شدت در اثر وجود غلظت بالای دی كارنیتین ،استیل ال كارنیتین و گاما بوتیرو بتایین دستخوش تغییر قرار می گیرد.در سال 1988 فوستر و همكارانش مطالعه ای را بر روی جذب غلظت های متنوع ال كارنیتین در روده باریك اسب انجام دادند .در این آزمایشها ال كارنیتین در حجم 0.10،20،40و 60 گرم در روز به اسب خورانده شد و پس از 24 ساعت نمونه گیری های ادراری اندازه گیری شدند. مشخص گردید كه تنها در حدود3.5 تا 7.5 در صد ال كارنیتینی كه در این حیوان خورده شده بود توسط روده ها جذب شده بودند.بر طبق این آزمایش اعلام گردید كه میزان جذب روده های ال كارنیتین خوراكی در اسبان پایین می باشد.