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editorial
. 2021 Oct 6;117(4):726–727. [Article in Portuguese] doi: 10.36660/abc.20210717
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Suplementação de L-Carnitina no Coração Diabético

Filipe Welson Leal Pereira 1, Sergio Alberto Rupp de Paiva 1
PMCID: PMC8528375  PMID: 34709300

A carnitina é um nutriente não essencial, derivado de aminoácidos, e sua principal fonte alimentar são a carne vermelha, a carne de aves e os laticínios. Parte da carnitina pode ser produzida endogenamente a partir da lisina e da metionina, principalmente pelo fígado e rins.1 Age sobretudo como cofator enzimático para o transporte de ácidos graxos de cadeia longa do citoplasma para o interior da mitocôndria e subsequente degradação para betaoxidação, e trata-se de uma via muito importante para metabolismo energético. Dessa forma, a carnitina é essencial como combustível para o músculo, e mais de 95% da substância é encontrada no músculo esquelético.1 Fígado, coração, cérebro e rins detêm o restante das reservas de carnitina corporal ou possuem condições para síntese,1 e tal distribuição mostra a importância da carnitina nesses órgãos. Estudos sobre a suplementação de L-carnitina estão sendo desenvolvidos na sarcopenia,2 em doenças hepáticas,3 na insuficiência cardíaca4 e em doenças renais5 e neurológicas.6 , 7

A maioria dos estudos mostrou benefício da L-carnitina nos fatores de risco cardiovascular, e sua suplementação reduz hipertensão, hiperlipidemia, hiperglicemia, diabetes melito insulinodependente, resistência à insulina, obesidade, inflamação e estresse oxidativo.4 , 8 - 12

Além de atenuar os fatores de risco para a aterosclerose, a suplementação de L-carnitina pode melhorar o metabolismo energético do coração “diabético”, por meio da manipulação dos grupos acetila e acila pela mitocôndria. Desde que a L-carnitina é responsável por sua transferência através da membrana mitocondrial.13 Outro mecanismo proposto é o de que a suplementação de L-carnitina pode melhorar o microambiente inflamatório e oxidativo cardíaco causado pela hiperglicemia.14 Nesse sentido, um artigo de revisão sistemática e a metanálise de ensaios clínicos randomizados mostraram que a suplementação de L-carnitina foi associada a redução de PCR, (interleucina 6 (IL-6), fator de necrose tumoral α (TNF-α) e malondialdeído no plasma, e ao aumento das concentrações plasmáticas de superóxido dismutase.9

No que diz respeito à obesidade, observamos em revisão sistemática que a suplementação de L-carnitina reduziu peso corporal, índice de massa do corpo (IMC) e massa gorda, e a análise de subgrupo baseada na faixa de IMC basal dos participantes mostrou mais reduções em adultos com sobrepeso ou obesidade do que nos indivíduos com faixa de IMC normal.12

O artigo publicado na edição dos Arquivos Brasileiros de Cardiologia tem como base obesidade, diabetes e inflamação.15

Os autores apresentaram resultados de estudo experimental, em que camundongos obesos com diabetes induzido receberam L-carnitina. Foram avaliadas a proteína da quemerina e o receptor CMKLRI (do inglês chemokine like receptor 1 ) no soro e nos tecidos cardíaco e adiposo, outros marcadores inflamatórios além da resistência insulínica.15

A quemerina é uma nova adipocina que participa dos estágios iniciais da inflamação aguda e participa no desenvolvimento de hipertensão, progressão de lesões ateroscleróticas que possivelmente age por meio de seu receptor CMKLR1.16 Os autores conseguiram mostrar associação entre o consumo de L-carnitina e a redução dos valores de quemerina sérica nos tecidos cardíaco e adiposo em camundongos diabéticos tratados, além de reduzir valores de outros marcadores inflamatórios (IL 1β e TNF- α) após 4 semanas do tratamento. Observou-se, também, que o grupo que sofreu a intervenção apresentou melhor perfil de resistência insulínica.15

A redução da quemerina e de outros marcadores inflamatórios podem estar mostrando a importância do processo inflamatório no coração diabético; entretanto, ainda é cedo para recomendar a suplementação de L-carnitina. Existem estudos que mostram que produtos de degradação da carnitina pela microbiota intestinal podem gerar o N-óxido-trimetilamina (TMAO).17 Observou-se em revisão sistemática que o TMAO esteve associado, em modo “dose-dependente”, ao aumento de eventos cardiovasculares e mortalidade.17 Dessa maneira, faltam estudos que levem a entendimento do papel da suplementação da L-carnitina no tratamento adjuvante para a situação do coração diabético.

Footnotes

Minieditorial referente ao artigo: Novo Efeito Cardioprotetor da L-Carnitina em Camundongos Obesos Diabéticos: Regulação da Expressão de Quemerina e CMKLRI no Coração e Tecidos Adiposos

Referências

  • 1.Dahash BA, Sankararaman S. Carnitine deficiency. Treasure Island: StatPearls Publishing LLC; 2021. [PubMed]
  • 2.Ebadi M, Bhanji RA, Mazurak VC, Montano-Loza AJ. Sarcopenia in Cirrhosis: From Pathogenesis to Interventions. J Gastroenterol. 2019;54(10):845-59. doi: 10.1007/s00535-019-01605-6. [DOI] [PMC free article] [PubMed]
  • 3.Ishikawa H, Takaki A, Tsuzaki R, Yasunaka T, Koike K, Shimomura Y, et al. L-carnitine Prevents Progression of Non-Alcoholic Steatohepatitis in a Mouse Model with Upregulation of Mitochondrial Pathway. PLoS One. 2014;9(7):e100627. doi: 10.1371/journal.pone.0100627. [DOI] [PMC free article] [PubMed]
  • 4.Wang ZY, Liu YY, Liu GH, Lu HB, Mao CY. l-Carnitine and Heart Disease. Life Sci. 2018;194:88-97. doi: 10.1016/j.lfs.2017.12.015. [DOI] [PubMed]
  • 5.Morgans HA, Chadha V, Warady BA. The Role of Carnitine in Maintenance Dialysis Therapy. Pediatr Nephrol. 2021;36(8):2545-51. doi: 10.1007/s00467-021-05101-z. [DOI] [PubMed]
  • 6.Kpka A, Ochociska A, Chojnowska S, Borzym-Kluczyk M, Skorupa E, Kna M, et al. Potential Role of L-Carnitine in Autism Spectrum Disorder. J Clin Med. 2021;10(6):1202. doi: 10.3390/jcm10061202. [DOI] [PMC free article] [PubMed]
  • 7.Kepka A, Ochocinska A, Borzym-Kluczyk M, Skorupa E, Stasiewicz-Jarocka B, Chojnowska S, et al. Preventive Role of L-Carnitine and Balanced Diet in Alzheimer’s Disease. Nutrients. 2020;12(7):1987. doi: 10.3390/nu12071987. [DOI] [PMC free article] [PubMed]
  • 8.Abbasnezhad A, Hasanavand A, Falahi E, Kashkooli S, Asbaghi O, Choghakhori R. Effect of L-Carnitine Supplementation on Lipid Profiles of Patients with Liver Disease: A Systematic Review and Meta-Analysis. Prev Nutr Food Sci. 2020;25(2):124-32. doi: 10.3746/pnf.2020.25.2.124. [DOI] [PMC free article] [PubMed]
  • 9.Fathizadeh H, Milajerdi A, Reiner Ž, Amirani E, Asemi Z, Mansournia MA, et al. The Effects of L-Carnitine Supplementation on Indicators of Inflammation and Oxidative Stress: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials. J Diabetes Metab Disord. 2020;19(2):1879-94. doi: 10.1007/s40200-020-00627-9. [DOI] [PMC free article] [PubMed]
  • 10.Alanazi WA, Al-Harbi NO, Imam F, Ansari MA, Alhoshani A, Alasmari AF, et al. Role of Carnitine in Regulation of Blood Pressure (MAP/SBP) and Gene Expression of Cardiac Hypertrophy Markers (/-MHC) During Insulin-Induced Hypoglycaemia: Role of Oxidative Stress. Clin Exp Pharmacol Physiol. 2021;48(4):478-89. doi: 10.1111/1440-1681.13455. [DOI] [PubMed]
  • 11.Serban MC, Sahebkar A, Mikhailidis DP, Toth PP, Jones SR, Muntner P, et al. Impact of L-Carnitine on Plasma Lipoprotein(a) Concentrations: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials. Sci Rep. 2016;6:19188. doi: 10.1038/srep19188. [DOI] [PMC free article] [PubMed]
  • 12.Talenezhad N, Mohammadi M, Ramezani-Jolfaie N, Mozaffari-Khosravi H, Salehi-Abargouei A. Effects of L-Carnitine Supplementation on Weight Loss and Body Composition: A Systematic Review and Meta-Analysis of 37 Randomized Controlled Clinical Trials with Dose-Response Analysis. Clin Nutr ESPEN. 2020;37:9-23. doi: 10.1016/j.clnesp.2020.03.008. [DOI] [PubMed]
  • 13.Savic D, Ball V, Curtis MK, Fialho MDLS, Timm KN, Hauton D, et al. L-Carnitine Stimulates In Vivo Carbohydrate Metabolism in the Type 1 Diabetic Heart as Demonstrated by Hyperpolarized MRI. Metabolites. 2021;11(3):191. doi: 10.3390/metabo11030191. [DOI] [PMC free article] [PubMed]
  • 14.Vacante F, Senesi P, Montesano A, Frigerio A, Luzi L, Terruzzi I. L-Carnitine: An Antioxidant Remedy for the Survival of Cardiomyocytes under Hyperglycemic Condition. J Diabetes Res. 2018;2018:4028297. doi: 10.1155/2018/4028297. [DOI] [PMC free article] [PubMed]
  • 15.Amiri R, Tabandeh MR, Hosseini SA. Novel Cardioprotective Effect of L-Carnitine on Obese Diabetic Mice: Regulation of Chemerin and CMKLRI Expression in Heart and Adipose Tissues. Arq Bras Cardiol. 2021; 117(4):715-725. [DOI] [PMC free article] [PubMed]
  • 16.Kostopoulos CG, Spiroglou SG, Varakis JN, Apostolakis E, Papadaki HH. Chemerin and CMKLR1 Expression in Human Arteries and Periadventitial Fat: A Possible Role for Local Chemerin in Atherosclerosis? BMC Cardiovasc Disord. 2014;14:56. doi: 10.1186/1471-2261-14-56. [DOI] [PMC free article] [PubMed]
  • 17.Schiattarella GG, Sannino A, Toscano E, Giugliano G, Gargiulo G, Franzone A, et al. Gut Microbe-Generated Metabolite Trimethylamine-N-Oxide as Cardiovascular Risk Biomarker: A Systematic Review and Dose-Response Meta-Analysis. Eur Heart J. 2017 Oct 14;38(39):2948-2956. doi: 10.1093/eurheartj/ehx342. [DOI] [PubMed]
Arq Bras Cardiol. 2021 Oct 6;117(4):726–727. [Article in English]

L-Carnitine Supplementation in the Diabetic Heart

Filipe Welson Leal Pereira 1, Sergio Alberto Rupp de Paiva 1

Carnitine is a non-essential nutrient, which is derived from amino acids. The main food source of carnitine is red meat, poultry and dairy products. Part of the carnitine can be produced endogenously, from lysine and methionine mainly by the liver and kidneys.1 It acts primarily as an enzymatic cofactor for the transport of long-chain fatty acids from the cytoplasm into the mitochondria, and subsequent degradation to beta-oxidation, being a very important energy metabolism pathway. Therefore, carnitine is essential as fuel for muscles, and more than 95% of the total body carnitine is found in skeletal muscle.1 The liver, heart, brain and kidneys have the remainder of the body’s carnitine reserves or are able to synthesize it.1 This distribution shows the importance of carnitine in these organs. L-carnitine supplementation has been studied in sarcopenia,2 in liver diseases,3 in heart failure,4 in kidney diseases5 and in neurological diseases.6 , 7

Most studies have shown the benefit of L-carnitine on cardiovascular risk factors. L-carnitine supplementation reduces hypertension, hyperlipidemia, hyperglycemia, insulin-dependent diabetes mellitus, insulin resistance, obesity, inflammation and oxidative stress.4 , 8 - 12

In addition to attenuating risk factors for atherosclerosis, L-carnitine supplementation can improve the energy metabolism of the “diabetic” heart. The improvement can occur by normalizing the manipulation of the acetyl and acyl groups by the mitochondria, as L-carnitine is responsible for their transfer through the mitochondrial membrane.13 Another proposed mechanism is that L-carnitine supplementation can improve the inflammatory and oxidative cardiac microenvironment caused by hyperglycemia.14 Thus, a systematic review article and meta-analysis of randomized clinical trials showed that L-carnitine supplementation was associated with a reduction in the levels of CRP, Interleukin-6 (IL-6), tumor necrosis factor-α (TNF-α) and plasma malondialdehyde, and increased plasma levels of superoxide dismutase.9

Regarding obesity, a systematic review showed that L-carnitine supplementation reduced body weight, body mass index (BMI) and fat mass, and the subgroup analysis based on the participants’ basal BMI range showed more reductions in overweight or obese adults than in those within the normal BMI range.12

The article published in this issue of the Arquivos Brasileiros de Cardiologia is based on obesity, diabetes and inflammation.15

The authors presented results of an experimental study, in which obese mice with induced diabetes received L-carnitine. Chemerin protein and Chemokine-like Receptor 1 (CMKLR1) levels in serum, cardiac and adipose tissue, as well as other inflammatory markers were evaluated, in addition to insulin resistance.15

Chemerin is a new adipokine that participates in the early stages of acute inflammation and participates in the development of hypertension, progression of atherosclerotic lesions, possibly acting through its CMKLR1 receptor.16 The authors were able to demonstrate an association between L-carnitine consumption and a reduction in serum chemerin values and in cardiac and adipose tissue in treated diabetic mice, in addition to a reduction in the levels of other inflammatory markers (IL-1β and TNF-α) after 4 weeks of treatment. They also observed that the group submitted to the intervention had a better insulin resistance profile.15

The decrease in the levels of chemerin and other inflammatory markers may be showing the importance of the inflammatory process in the diabetic heart. However, it is still too early to recommend L-carnitine supplementation. Some studies have shown that carnitine degradation products by the intestinal microbiota can generate Trimethylamine N-oxide (TMAO).17 A systematic review showed that TMAO was associated with an increase in cardiovascular events and mortality in a dose-dependent manner.17 Thus, more studies are necessary to understand the role of L-carnitine supplementation in the adjuvant treatment of the diabetic heart.

Footnotes

Short Editorial related to the article: Novel Cardioprotective Effect of L-Carnitine on Obese Diabetic Mice: Regulation of Chemerin and CMKLRI Expression in Heart and Adipose Tissues


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