Deficit di carnitina: cause, sintomi e trattamento

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Cos'è il Deficit di Carnitina?

Quando si parla di deficit di carnitina si vuole indicare una serie di condizioni in cui la carenza di questa molecola porta a difetti dell'ossidazione degli acidi grassi a catena lunga, con conseguenze negative per il metabolismo cellulare e l'intero organismo.

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In funzione delle cause scatenanti, è possibile distinguere due differenti tipologie di deficit di carnitina: primario e secondario.

Per meglio comprendere cause e conseguenze dei deficit di carnitina, è certamente utile conoscere questa molecola e le funzioni biologiche da essa svolte.

Carnitina: perché è importante

La carnitina è un derivato amminoacidico prodotto dall'organismo - principalmente da fegato e reni - a partire da due amminoacidi essenziali, lisina e metionina. A livello cellulare, la carnitina svolge il ruolo di trasportatore degli acidi grassi a lunga catena all'interno del mitocondrio, dove verranno sottoposti a beta-ossidazione allo scopo di produrre molecole di ATP, indispensabile fonte di energia per lo svolgimento di tutte le attività cellulari. La carnitina, pertanto, riveste un ruolo essenziale nella produzione di energia.

Per espletare la sua funzione, tuttavia, la carnitina deve poter entrare nella cellula, legarsi agli acidi grassi che si trovano nel citoplasma, trasportarli all'interno del mitocondrio e rilasciarli, per poi uscire dalla matrice mitocondriale e dare inizio a un nuovo ciclo. Chiaramente, affinché tutto ciò possa avvenire, è necessaria sia la presenza di una concentrazione di carnitina idonea, sia la presenza e il funzionamento di un sistema di proteine e trasportatori localizzati sulla membrana cellulare e mitocondriale. L'insieme delle reazioni che consentono alla carnitina di svolgere il suo compito coinvolgendo anche le proteine e i trasportatori di cui sopra, prende il nome di "sistema della carnitina".

Pertanto, affinché la produzione di energia avvenga in maniera corretta, è indispensabile che tutto questo sistema sia perfettamente funzionante.

Alterazioni e anomalie di qualsiasi tipo in uno qualsiasi degli step o dei fattori che vanno a costituire il sistema della carnitina, possono sbilanciare la produzione di energia, quindi il metabolismo cellulare e le funzionalità dei diversi tessuti dell'organismo, portando alla comparsa di malattie spesso gravi e letali.

Cause

Come accennato, in funzione delle cause scatenanti, i deficit di carnitina possono essere classificati come primari o secondari.

Cause del deficit di carnitina primario

Le cause del deficit di carnitina primario sono da ricercare in mutazioni genetiche che avvengono a carico di geni codificanti per proteine coinvolte nel sistema della carnitina. In funzione del gene interessato dalla mutazione, è possibile distinguere diversi tipi di deficit di carnitina primari. Tuttavia, senza addentrarci in descrizioni approfondite, ci limiteremo a dire che le proteine coinvolte possono essere:

• Carnitina-palmitoil-transferasi di tipo I (CPT-I): è localizzata sulla membrana mitocondriale esterna, catalizza il trasferimento di gruppi acile dall'acil-CoA alla carnitina, producendo acilcarnitine.
• Carnitina-palmitoil-transferasi di tipo II (CPT-II): è localizzata sulla membrana mitocondriale interna, catalizza la reazione inversa di quella catalizzata dalla CPT-I, riconvertendo le acilcarnitine in acil-CoA, poi convogliato alla beta-ossidazione.
• Carnitina-acilcarnitina-translocasi (CT o CACT): è localizzata sulla membrana mitocondriale interna; scambia l'acilcarnitina citoplasmatica con la carnitina libera mitocondriale (modalità antiporto), esporta acetilcarnitina dal mitocondrio al citosol (modalità uniporto), permette il flusso di carnitina e di acilcarnitine a corta catena dal mitocondrio al citosol e viceversa, in modo tale da mantenere un corretto rapporto carnitina libera/acilcarnitina.

Le mutazioni a carico di queste proteine portano ad una drastica diminuzione dei livelli intracellulari di carnitina. Di conseguenza, gli acidi grassi a lunga catena non possono essere trasferiti nella matrice mitocondriale e non sono più disponibili per la beta-ossidazione e per la produzione di energia.

Cause del deficit di carnitina secondario

Il deficit di carnitina secondario può essere causato da:

• Ridotto o inadeguato apporto, come avviene, ad esempio, in caso di: alimentazione non corretta, adozione di diete inadeguate, nutrizione parenterale totale a lungo termine, ecc.;
• Incrementato fabbisogno, come può accadere in presenza di gravi infezioni, sepsi o gravi ustioni, oppure in seguito ad importanti interventi chirurgici, ecc.;
• Ridotta sintesi causata da patologie epatiche e/o renali (ad esempio, cirrosi, insufficienza renale, ecc.);
• Eccessiva perdita/escrezione indotta da: assunzione di alcuni tipi di farmaci (ad esempio, antiepilettici, antibiotici, zidovudina, ecc.), emodialisi, eccessiva diarrea, ecc.

Anche in questo caso, a causa della mancata/insufficiente presenza di carnitina, gli acidi grassi a lunga catena non riescono ad entrare nel mitocondrio, la beta-ossidazione non avviene o avviene in maniera insufficiente, così come la produzione di energia, portando a quadri sintomatologici e clinici più o meno gravi.

Sintomi

Sintomi del deficit di carnitina primario

In funzione del tipo di deficit primario che interessa il paziente e della sua gravità, sintomi e segni clinici possono comparire dalla nascita, nell'infanzia o nell'età adulta. Anche il tipo e il grado di severità dei sintomi possono variare a seconda della forma di deficit primario che interessa il paziente. Ad ogni modo, fra i sintomi che possono manifestarsi, ritroviamo:

• Gravi disturbi epatici (epatomegalia, grave insufficienza epatica e steatosi epatica), cardiaci (cardiomegalia, cardiomiopatia, alterazioni del ritmo cardiaco) e del sistema nervoso centrale;
• Disturbi neurologici neonatali;
• Debolezza muscolare;
• Miopatia da accumulo di lipidi;
• Mioglobinuria;
• Iperammoniemia associata a dolore muscolare;
• Ipoglicemia;
• Affaticamento e confusione.

Nei casi più gravi a insorgenza neonatale o infantile, può insorgere anche la morte improvvisa.

Sintomi del deficit di carnitina secondario

Fra i sintomi che possono manifestarsi in caso di deficit di carnitina secondario, ritroviamo:

• Letargia;
• Ipotonia e debolezza muscolare;
• Accumulo di lipidi nei muscoli, nel cuore e nel fegato;
• Cardiomiopatia;
• Aritmie cardiache;
• Epatomegalia;
• Mioglobinuria;
• Ipoglicemia;
• Iperuricemia;
• Ipochetonemia.

Anche in questo caso, nelle situazioni più gravi, è possibile andare incontro a morte improvvisa.

Trattamento

Il trattamento dei deficit di carnitina può variare in funzione del tipo di carenza - primaria o secondaria - che interessa il paziente e in funzione della sua gravità. In linea generale, è comunque necessario:

• Evitare il digiuno;
• Evitare l'esercizio fisico faticoso;
• Effettuare interventi sulla dieta diversificati in funzione delle cause scatenanti il deficit.

I deficit di carnitina secondari dovuti a ridotto o inadeguato apporto, incrementato fabbisogno e aumentata perdita/escrezione possono essere trattati attraverso la somministrazione di L-carnitina. Allo stesso modo, anche alcuni tipi di deficit di carnitina primari possono essere trattati con la somministrazione di L-carnitina.

A tal proposito, si ricorda che, già nel 1984 e nel 1992, la FDA degli Stati Uniti (Food and Drug Administration) conferì alla L-carnitina la designazione di farmaco orfano per il trattamento dei deficit di carnitina primari (1984) e secondari (1992). Ancora oggi, in commercio sono disponibili medicinali a base di carnitina impiegati per il trattamento di questo tipo di carenze patologiche.

Naturalmente, trattandosi di vere e proprie malattie, il trattamento dei deficit di carnitina, siano essi primari o secondari, richiede l'intervento del medico.

Carnitina e stanchezza fisica e mentale

Considerato il ruolo biologico rivestito dalla carnitina, numerosi studi sono stati condotti su questa molecola per indagarne ulteriormente attività e proprietà. Alcuni di questi, sembrano aver individuato una possibile relazione fra diminuzione dei livelli di carnitina e sindrome da fatica cronica ed astenia.

La suddetta sindrome si caratterizza per la comparsa di sintomi come affaticamento generalizzato, debolezza muscolare e mialgia. L'astenia invece, è un sintomo che può originare da molteplici cause, caratterizzato da un generale senso di stanchezza e dalla mancanza di energie. Si tratta di un sintomo più comune di quanto si potrebbe pensare, difatti, è stato stimato che interessa:

• Dal 5 al 25% della popolazione generale;
• Dal 43 al 70% degli individui anziani in assenza di patologie associate;
• Più del 50% di individui affetti da patologie di diverso tipo (polmonari, cardiache, di tipo neoplastico, ecc.).

Spinti dalla consapevolezza del ruolo della carnitina nella produzione di energia, alcuni ricercatori hanno pensato di intraprendere ricerche e studi al fine di valutare la presenza di un'eventuale relazione fra livelli di carnitina nel corpo e comparsa di stanchezza fisica e mentale, astenia e fatica cronica.

Da uno di questi studi è emerso che gli individui con sindrome da fatica cronica presi in considerazione presentavano, a livello cerebrale, ridotti livelli di acetil-L-carnitina (estere derivato della carnitina con particolare affinità per il tessuto nervoso) e che la somministrazione di questa stessa molecola poteva migliorare sensibilmente il quadro clinico.

In un altro studio condotto su pazienti anziani, invece, la somministrazione di acetil-L-carnitina ha portato ad una riduzione della fatica fisica e mentale. In altri studi ancora, sempre condotti su pazienti anziani, anche la somministrazione di L-carnitina alla dose di 2 grammi al giorno per un mese e la somministrazione di proprionil-L-carnitina (altro derivato estereo della carnitina con affinità per il tessuto muscolare cardiaco e scheletrico) alla dose di 2 grammi al giorno per 24 settimane, hanno portato alla riduzione della stanchezza fisica e mentale degli individui coinvolti.

Studi sulla possibile efficacia della carnitina contro la stanchezza sono stati condotti anche in campo pediatrico; in uno di questi, la somministrazione di L-carnitina in bambini convalescenti alla dose di 500-1000 mg al giorno, ha portato ad una riduzione dell'astenia e ad un incremento dell'appetito.

Per questi motivi, l'integrazione di carnitina è stata suggerita come possibile rimedio contro l'astenia, la stanchezza fisica e mentale e la stanchezza cronica.

Va tuttavia segnalato che, nei casi sopra menzionati, l'eventuale riduzione dei livelli di carnitina evidenziata non fa riferimento a carenze patologiche come quelle precedentemente descritte (deficit primari e secondari), i cui sintomi e le cui conseguenze sono ben più gravi.

In qualsiasi caso, è importante ricordare che, prima di assumere farmaci a base di carnitina, è sempre bene chiedere il parere preventivo del proprio medico; gli integratori alimentari invece possono essere assunti in autonomia dal paziente in assenza di altre patologie (rispettando comunque dosaggio e modo d'uso riportati sulla confezione del prodotto). Tuttavia, si raccomanda di chiedere il parere del proprio medico anche prima di ricorrere all'uso di integratori alimentari a base di carnitina.