Los presentes hallazgos han sido debatidos en los seis párrafos separados, y para una mejor imagen de la suplementación con LC, también se disputaron otros estudios.
«Quemador de grasas»
Se ha asumido que la suplementación con LC, al aumentar el contenido de carnitina muscular, optimiza la oxidación de las grasas y, en consecuencia, reduce su disponibilidad para el almacenamiento . Sin embargo, la creencia de que la carnitina es un agente adelgazante ha sido desmentida a mediados de los años 90 . Las mediciones directas de la carnitina en los músculos esqueléticos no mostraron ninguna elevación de la concentración de carnitina muscular tras 14 días de ingestión de 4 g/día o 6 g/día de LC. Estos resultados implicaban que la suplementación con LC no era capaz de aumentar la oxidación de las grasas y mejorar el rendimiento del ejercicio por el mecanismo propuesto. De hecho, muchas investigaciones originales, resumidas en una revisión posterior, indicaron que la suplementación con LC de hasta 4 semanas no aumentaba la oxidación de las grasas ni mejoraba el rendimiento durante ejercicios prolongados.
Dado que la concentración de LC en los músculos esqueléticos es mayor que la del plasma sanguíneo, debe producirse una captación activa de carnitina. Stephens et al. observaron que la hipercarnitinemia de estado estable de 5 horas (elevación de ~ 10 veces de la carnitina plasmática) inducida por la infusión intravenosa de LC no afecta al contenido de CT del músculo esquelético. Por otro lado, una intervención similar en combinación con una hiperinsulinemia controlada (~ 150mIU/L) eleva el CT en el músculo esquelético en ~ 15% . Además, el aumento de la insulina sérica mantenido por el consumo de azúcares simples dio lugar a un aumento de la retención de LC en sujetos humanos sanos suplementados con LC durante 2 semanas . Basándose en estos resultados, los autores sugirieron que la ingestión oral de LC, combinada con CHO para la activación del transporte de carnitina a los músculos, debería tardar ~ 100 días en aumentar el contenido de carnitina muscular en ~ 10% . Esta suposición se ha confirmado en estudios posteriores . Estos estudios cuidadosamente realizados mostraron claramente que el procedimiento prolongado (durante ≥12 semanas) de una ingestión diaria de LC y CHO indujo un aumento de los niveles de CT del músculo esquelético, afectando al metabolismo del ejercicio, mejorando el rendimiento y el gasto energético, sin alterar la composición corporal. La falta de pérdida de reservas de grasa corporal puede explicarse por el aumento del 18% de la masa grasa corporal asociada a la suplementación de CHO sola, observada en el grupo de control.
Sin embargo, 12 semanas de suplementación de LC 2 g/día aplicada sin CHO, elevó el TC muscular sólo en vegetarianos pero no en omnívoros . Ni el metabolismo del ejercicio ni los metabolitos musculares fueron modificados por el aumento del CT en los vegetarianos.
Regulación del equilibrio proteico del músculo esquelético
La masa del músculo esquelético depende de las tasas de síntesis y degradación de las proteínas. Durante la hipertrofia muscular se observa un aumento de la síntesis de proteínas y una atenuación de la proteólisis. Ambos procesos están regulados principalmente por la vía de señalización: factor de crecimiento similar a la insulina-1 (IGF-1) – fosfoinositida-3-quinasa (PI3K) – proteína quinasa B (Akt) – diana de rapamicina en mamíferos (mTOR). La activación de mTOR conduce a la fosforilación y activación de las quinasas S6 (S6Ks) y a la hiperfosforilación de las proteínas de unión a 4E (4E-BPs), lo que provoca la aceleración de la síntesis de proteínas. Al mismo tiempo, Akt fosforila e inactiva la caja O de la cabeza de horquilla (FoxO), inhibiendo así las ligasas de ubiquitina responsables de la proteólisis: el dedo RING específico del músculo-1 (MuRF-1) y la proteína de la caja F de la atrofia muscular (atrogin-1), (para una revisión ver ).
La asociación entre la suplementación con LC y la regulación de las vías metabólicas implicadas en el equilibrio de las proteínas musculares se ha demostrado en varios estudios con animales (Fig. 2) . Cuatro semanas de suplementación con LC en ratas aumentaron la concentración de IGF-1 en plasma . El IGF-1 circulante elevado condujo a una activación de la vía de señalización IGF-1-PI3K-Akt, causando un aumento de la fosforilación de mTOR y una mayor relación fosfo-FoxO/total FoxO en el músculo esquelético de las ratas suplementadas con LC . La inactivación de FoxO atenuó la expresión de MURF-1 en el músculo cuádriceps femoral de las ratas suplementadas (en comparación con el control). Además, la administración de LC durante 2 semanas suprime el nivel de ARN mensajero (ARNm) de atrogin-1 en el miembro posterior de las ratas suspendidas, y sólo 7 días de administración de LC regulan a la baja los ARNm de MuRF-1 y atrogin-1 reduciendo el desgaste muscular en un modelo de rata con caquexia por cáncer. Todos estos hallazgos juntos podrían sugerir que la suplementación con LC protege al músculo de la atrofia, especialmente en condiciones fisiopatológicas.
La asociación entre la suplementación con LC y la regulación de las vías metabólicas implicadas en el equilibrio proteico muscular. L-carnitina (LC); factor de crecimiento similar a la insulina-1 (IGF-1); fosfoinositida-3-quinasa (PI3K); proteína quinasa B (Akt); objetivo de rapamicina en mamíferos (mTOR); caja O de cabeza de horquilla (FoxO); dedo RING específico del músculo-1 (MuRF-1); caja F de atrofia muscular (atrogin-1); aumento (
); disminución (
); activación (
); inactivación (
)
De hecho, la administración de acetil-L-carnitina 3 g/día durante 5 meses en pacientes seropositivos al VIH indujo un aumento de diez veces la concentración sérica de IGF-1 . Por el contrario, ni la administración de suplementos de LC durante 3 semanas en hombres sanos con entrenamiento de peso recreativo, ni la administración de suplementos de LC durante 24 semanas en mujeres de edad avanzada, afectaron a la concentración del nivel de IGF-1 circulante. Los distintos efectos podrían deberse a los diferentes niveles de IGF-1; significativamente más bajos en los pacientes seropositivos que en los sujetos sanos . Además, 8 semanas de suplementación con LC en sujetos sanos de edad avanzada no modificaron los niveles de proteínas mTOR, S6K y 4E-BP totales y fosforiladas del músculo vasto lateral. Hay que destacar que el CT del músculo esquelético de la rata aumenta ~ 50-70% después de 4 semanas de suplemento de LC , mientras que nunca se ha observado una elevación comparable en estudios humanos, incluso después de 24 semanas de suplemento .
Composición corporal
Todos estos hallazgos sugieren que la suplementación prolongada con LC podría afectar a la composición corporal en condiciones específicas.
Obesidad
Un reciente meta-análisis, resumió los estudios centrados en la suplementación con LC durante un tiempo prolongado (mediana de 3 meses) . Los resultados agrupados demostraron una reducción significativa del peso tras la administración de suplementos de LC, pero el análisis de subgrupos no reveló ningún efecto significativo de la LC sobre el peso corporal en sujetos con un índice de masa corporal (IMC) inferior a 25 kg/m2. Por lo tanto, los autores sugirieron que la suplementación con LC puede ser eficaz en sujetos obesos y con sobrepeso. Sorprendentemente, la intervención de más de 24 semanas no mostró ningún efecto significativo sobre el IMC.
Entrenamiento
Se ha supuesto que una combinación de suplementos de LC con un mayor gasto energético puede afectar positivamente a la composición corporal. Sin embargo, tanto con el entrenamiento aeróbico como con el de resistencia, la suplementación con LC no ha logrado un resultado satisfactorio. Seis semanas de entrenamiento de resistencia (cinco veces por semana, 40 minutos en un ergómetro de bicicleta a un 60% de consumo máximo de oxígeno) junto con la suplementación de LC (4 g/día) no induce un efecto positivo en el metabolismo de la grasa en sujetos masculinos sanos (% de grasa corporal 17,9 ± 2,3 al inicio del estudio) . Del mismo modo, se ha informado de la falta de efecto de la LC en mujeres obesas. Ocho semanas de suplementación (2 g/día) combinada con entrenamiento aeróbico (3 sesiones a la semana) no tuvieron efectos significativos sobre el peso corporal, el IMC y la ingesta dietética diaria en mujeres obesas.
En el estudio reciente, se ha aplicado la suplementación con LC 2 g/día en combinación con un programa de entrenamiento de resistencia (4 días/semana) a hombres sanos (rango de edad 18-40 años), durante 9 semanas . La composición corporal, determinada por absorciometría de rayos X de doble energía, no indicó ningún efecto significativo en la masa grasa y la masa libre de grasa debido a la suplementación. Además, la administración de LC no influyó en los resultados del press de banca. El número de repeticiones de prensa de piernas y el volumen de levantamiento de la tercera serie de prensa de piernas aumentaron en el grupo de LC en comparación con el grupo de placebo . El diferente efecto de la LC en las extremidades puede estar asociado a las mayores tasas de glucogenolisis durante el ejercicio de brazos a la misma intensidad relativa que el ejercicio de piernas.
Sarcopenia
Las personas mayores tienen un catabolismo proteico acelerado, que se asocia con el desgaste muscular . La LC podría aumentar la cantidad de retención de proteínas por inhibición de la vía proteolítica. Seis meses de suplementación con LC aumentaron la masa libre de grasa y redujeron la masa total de grasa corporal en centenarios . Este efecto no se observó en mujeres de edad avanzada (rango de edad 65-70 años) después de un período similar de suplementación. La eficacia de la suplementación con LC puede deberse a la distribución de la sarcopenia en función de la edad. La prevalencia de la sarcopenia aumenta considerablemente con la edad, alcanzando el 31,6% en las mujeres y el 17,4% en los hombres mayores de 80 años. En los sujetos menores de 70 años se observó presarcopenia, pero no síntomas de sarcopenia.
Desequilibrio oxidativo y dolor muscular
El daño muscular puede producirse durante el ejercicio, especialmente el excéntrico. En la limpieza de los tejidos dañados ayudan los radicales libres producidos por los neutrófilos. Por lo tanto, entre otras respuestas al ejercicio, los neutrófilos se liberan en la circulación. Mientras que las especies reactivas de oxígeno (ROS) derivadas de los neutrófilos desempeñan un papel importante en la descomposición de los fragmentos dañados del tejido muscular, las ROS producidas en exceso también pueden contribuir al estrés oxidativo (para una revisión ver .
Basado en la suposición de que la LC puede proporcionar protección a las membranas celulares contra el estrés oxidativo , se ha planteado la hipótesis de que la suplementación con LC mitigaría el daño muscular inducido por el ejercicio y mejoraría la recuperación post-ejercicio. Dado que la LC plasmática se eleva después de 2 semanas de suplementación, los protocolos cortos de suplementación pueden considerarse eficaces para atenuar el dolor muscular después del ejercicio. Los resultados indicaron que 3 semanas de suplementación con LC, en la cantidad de 2-3 g/día, aliviaron eficazmente el dolor . Se ha demostrado, a través de la técnica de resonancia magnética, que la alteración muscular tras el ejercicio extenuante se redujo con la suplementación de LC . Este efecto iba acompañado de una reducción significativa de las proteínas citosólicas liberadas, como la mioglobina y la creatina quinasa, así como de la atenuación del marcador plasmático del estrés oxidativo, el malondialdehído. Además, 9 semanas de suplementación con LC junto con el entrenamiento de resistencia revelaron un aumento significativo de la capacidad antioxidante total circulante y la actividad de la glutatión peroxidasa y la disminución de la concentración de malondialdehído .
Riesgos de TMAO
En 1984 Rebouche et al. , demostraron que las ratas, que recibían oralmente LC radiomarcada, la metabolizaban en γ-butirobetaína (hasta el 31% de la dosis administrada, presente primariamente en las heces) y TMAO (hasta el 23% de la dosis administrada, presente primariamente en la orina). Por el contrario, estos metabolitos no fueron producidos por las ratas que recibieron el isótopo por vía intravenosa ni por las ratas sin gérmenes que recibieron el trazador por vía oral, lo que sugiere que el LC ingerido por vía oral es en parte degradado por los microorganismos del intestino . Se observaron observaciones similares en estudios posteriores en humanos , con el pico de TMAO en suero observado en las horas siguientes a la administración oral del trazador . El tratamiento prolongado con LC eleva la TMAO plasmática en ayunas. Tres meses de suplementos orales de LC en mujeres sanas de edad avanzada indujeron un aumento de diez veces de la TMAO en plasma en ayunas, y este nivel se mantuvo elevado durante los 3 meses siguientes de suplementación. Cuatro meses después de la interrupción de la suplementación con LC, la TMAO en plasma alcanzó la concentración previa a la suplementación, que se mantuvo estable durante los 8 meses siguientes.
En 2011 Wang et al. sugirieron que la TMAO es un factor pro-aterogénico. Dado que las dietas altas en carne roja han sido fuertemente relacionadas con la enfermedad cardíaca y la mortalidad , la LC se ha propuesto como el nutriente de la carne roja responsable de la promoción de la aterosclerosis . Como posible vínculo entre el consumo de carne roja y el aumento del riesgo de enfermedades cardiovasculares, se ha indicado la TMAO . Numerosos estudios posteriores han demostrado la asociación entre el aumento de los niveles de TMAO en plasma con un mayor riesgo de eventos cardiovasculares . Los meta-análisis recientes indicaron que en los pacientes con un alto nivel de plasma de TMAO, la incidencia de eventos cardiovasculares adversos importantes fue significativamente mayor en comparación con los pacientes con niveles bajos de TMAO , y que la mortalidad por todas las causas aumentó en un 7,6% por cada 10 μmol / L de incremento de TMAO .
Dado que la carne roja es particularmente rica en LC , la intervención dietética en adultos sanos, indicó un aumento significativo de los niveles de TMAO en plasma y orina después de 4 semanas de la dieta enriquecida con carne roja . El aumento de la TMAO en plasma se triplicó de media en comparación con las dietas de carne blanca y sin carne . Por el contrario, el consumo habitual de carne roja, procesada o blanca no afectó a la TMAO en plasma en la población adulta alemana . Del mismo modo, se observó un aumento menor de la TMAO en plasma tras el consumo de carne roja y carne procesada en un estudio multicéntrico europeo.
En el siglo anterior, la función subrayada de la TMAO era la estabilización de las proteínas frente a diversos factores de estrés ambiental, incluida la alta presión hidrostática . Se demostró que la TMAO está ampliamente distribuida en los animales marinos , con una concentración en el tejido que aumenta proporcionalmente a la profundidad del entorno natural de los peces . En consecuencia, la ingesta nutricional de pescado y marisco tiene un gran impacto en el nivel de TMAO en el cuerpo humano, elevando también significativamente la concentración de TMAO en plasma. Por lo tanto, la relación entre la TMAO plasmática y el riesgo de enfermedades cardiovasculares parece una paradoja, ya que más pescado en la dieta reduce este riesgo.
No sólo la modificación de la dieta puede afectar a los niveles plasmáticos de TMAO. Debido a la excreción de TMAO en la orina , en los pacientes con enfermedad renal crónica, la eliminación de TMAO del cuerpo falla, causando la elevación de su concentración plasmática . Por lo tanto, el aumento de la TMAO en plasma en los seres humanos se sugirió como un marcador de daño renal . Cabe destacar que las enfermedades cardiovasculares y las enfermedades renales están estrechamente relacionadas y que la disminución de la función renal está fuertemente asociada con la morbilidad y la mortalidad en los pacientes con insuficiencia cardíaca. Además, la disminución de la excreción urinaria de TMAO se asocia a una ingesta dietética elevada de sal, lo que aumenta la concentración plasmática de TMAO.
La relación entre la TMAO y las enfermedades crónicas puede ser ambigua, y en ella intervienen la función renal, la alteración de la barrera intestino-sanguínea o el genotipo de la monooxigenasa 3 que contiene flavina. Por lo tanto, sigue sin estar claro si la TMAO es un factor aterogénico responsable del desarrollo y la progresión de la enfermedad cardiovascular, o simplemente un marcador de una patología subyacente.
Efectos adversos
Los preparados de carnitina administrados por vía oral pueden provocar ocasionalmente ardor de estómago o dispepsia . No se registraron acontecimientos adversos asociados a la administración de LC a una dosis de 6 g/día durante 12 meses de suplementación en los pacientes con infarto agudo de miocardio anterior , o a una dosis de 1,274 g/día (rango 0,3-3 g/día) y una duración de 348 días (rango 93-744 días) en pacientes con cirrosis hepática . Resumiendo el riesgo asociado a la suplementación con LC, Hathcock y Shao indicaron que las ingestas de hasta 2 g/día son seguras para la suplementación crónica.
Aunque la dosis óptima de suplementación con LC para el infarto de miocardio es de 3 g/día en términos de mortalidad por todas las causas, incluso una ingesta menor de LC eleva la TMAO plasmática en ayunas, que es diez veces mayor que el control después de 3 meses de suplementación . Cabe mencionar que Bakalov et al., analizando la base de datos de la Agencia Europea del Medicamento sobre sospechas de reacciones adversas a medicamentos, observaron 143 casos relacionados con la LC.