Biológia

Farmakológia a biochémia, biologický efekt 

Karnozín je 100 % prírodná látka, tzv. dipeptid tvorený dvoma aminokyselinami (ß-Alanyl -L-histidine). Je často nazývaný neuropeptidom pre jeho ochranné účinky v mozgu. Vyskytuje sa bežne v tele. Na základe nových štúdií je jeho najvyššia koncentrácia v kostrových svaloch, srdci, mozočku a veľkom mozgu. Homokarnozín sa vyskytuje len v mozgu a mozočku. Nebol zistený v krvnej plazme, pečeni, obličkách a pľúcach.

Svaly obsahujú okolo 20 μmol/g sušiny.

Chemický vzorec L-Karnozínu
(NH2CH2CH2CONHCH (C4H5N2) CO2H)

Karnozín účinkuje efektívnejšie s inými biologickými antioxidantmi, napr. vit. C a E, zinkom a selénom a znižuje ich spotrebu v tkanivách. V organizme je tvorený z aminokyselín alanínu a histidínu pomocou enzýmu karnozín-syntetázy. Táto reakcia prebieha predovšetkým v mozgu a svalstve. Iná skupina enzýmov, nazývaných dipeptidázy alebo karnozinázy naopak, rozkladajú karnozín v krvi a ďalších tkanivách. Mnoho vedcov sa domnieva a ich štúdie to potvrdzujú, že niektoré pozitívne vlastnosti karnozínu sú práve spôsobované týmito reakciami, odbúravaním karnozínu za vzniku alanínu a histidínu, takže degradácia v má tomto prípade pozitívny charakter.

Mäso je hlavným vonkajším zdrojom karnozínu. Vstrebávatelnosť karnozínu zo stravy je 30-70 % (v závislosti na obsahu ďalších aminokyselín v jedle), ale pri podávaní čistého karnozínu je jeho vstrebateľnosť viac ako 70 %. Takmer všetok karnozín sa vstrebáva v horných častiach tenkého čreva (v jejunu, nie však ileu). Krvou je potom distribuovaný priamo do svalov, srdca, mozgu a niektorých ďalších orgánov. Ľudská plazma neobsahuje merateľné množstvo karnozínu, preto krvné testy nemôžu slúžiť ako test jeho eventuálnej deficiencie (nedostatočného množstva) – na rozdiel od napr. koní,
ktorých plazma obsahuje viac než 100 μmol/l. Obsah karnozínu v plazme sa ale zvyšuje pri svalových poraneniach: potom obsah karnozínu v plazme môže slúžiť ako detekcia svalových poranení.

Biologické funkcie karnozínu sú hlavne:

• nárazníkový (pufrovací) efekt pre kyselinu mliečnu – udržanie pH (= kyselosti) v svaloch pri ich zaťažení
• chelátujúci efekt pre ťažké kovy (zvlášť meď a zinok)
• odstraňovací („scavenging“) efekt pre voľné radikály, silný  antioxidant
• odstraňovací efekt pre aktívne molekuly cukru = prevencia glykácie
• prevencia karbonylácie bielkovín = tzv. karnosinylácia (glykácia a karbonylácia – procesy typické pre starnutie bielkovín)
• oddeľovanie aldehydov (aldehyde-sequestring)
• preventívny efekt modifikácie biomakromolekúl, tj. udržanie ich prirodzenej funkcionality aj za podmienok oxidatívneho stresu (tj. za podmienok prevahy tvorby voľných radikálov a nedostatku antioxidačnej kapacity)
• funkcia prenášača nervových vzruchov (neurotransmitter)
• ochranný efekt na proteazómy
• potlačenie protizápalového a kancerogénneho efektu cytokinu IL-8

Na záver:

Karnozín je odstraňovač aldehydov a je schopný likvidovať konečné škodlivé odpadové produkty metabolizmu, ako sú degradačné časti bielkovín (poškodené reťazce bielkovín, cukrov a fosfolipidov), pričom zároveň pôsobí ako kľúčová substancia pre tvorbu nových odolnejších štruktúr. Ako výživový doplnok je karnozín možný modulátor diabetických komplikácií, aterosklerózy, pri Alzheimerovej a Parkinsonovej chorobe, epilepsie, autizmu, dyslexii, schizofrénii a podobných syndrómov. Meď a zinok sú uvoľňované v priebehu normálnej synaptickej aktivity.

V prítomnosti mierneho kyslého prostredia, charakteristického pre Alzheimerovu chorobu, sú tieto kovy redukované do ich ionizovaných foriem a stávajú sa tak
toxickými pre nervový systém. Výskum dokázal, že karnozín neutralizuje (svojím nárazníkovým účinkom) toxicitu medi a zinku v mozgu.

Ďalej bolo dokázané „in vitro“ (“v skúmavke“), že karnozín potlačuje neenzymatickú Glykosylaciu a tvorbu skrížených väzieb bielkovín, spôsobených vplyvom reaktívnych aldehydov, cukrov aldózy a ketózy, niektorých triózových intermediárnych produktov a malondialdehydu (MDA=produkt lipidovej peroxidácie, tj. produkt, vznikajúci vplyvom voľných kyslíkových radikálov na tukové látky). Karnozín potlačuje tvorbu pokročilých (s proteínmi spojených) produktov glykosylácie (Advanced Glycosylation End products – AGEs) vyvolaných MDA. Taktiež potlačuje tvorbu skrížených väzieb DNA protein, ktoré sú vyvolávané acetaldehydom a formaldehydom. Produkt lipidovej peroxidácie, MDA, vytvárajú addukty s bielkovinami, ktoré sú zisťované pri rutinných testoch ako dôkaz karbonylácie bielkovín.